Kemija trdnega stanja

Študenti pridobijo znanje potrebno za razumevanje znanosti o materialih. V izhodišču se učijo o strukturi trdne snovi in spoznajo pomen kemijske in fizikalne vezi, kristalne (ne)urejenosti in kristalnih defektov na lastnosti materialov. Študenti dobijo vpogled v elektronsko strukturo kristalne snovi in jo primerjajo z elektronsko strukturo nanomaterialov – razumejo pomen predpone "nano". Študenti razumejo visokotemperaturna fazna ravnotežja ter se naučijo termodinamske in kinetične obravnave faznih prehodov. Študenti se naučijo načrtovanja sinteze materialov, spoznajo različne procesne postopke in njihove fizikalno-kemijske zakonitosti ter osnovne metode karakterizacije trdne snovi.

/

1. Kemijske vezi v trdni snovi – kemijske in fizikalne vezi, vpliv vrste vezi na lastnosti snovi
2. Kristalna struktura – vezi v kristalih, elektronska struktura kristalov, kristalne strukture nekaterih sodobnih materialov in nanomaterialov
3. Kristalni defekti in njihov vpliv na lastnosti snovi
4. Struktura nekristalinične snovi – amorfna snov, steklo, urejenost kratkega reda
5. Fazni diagrami in fazni prehodi (termodinamika in kinetika)
6. Sinteza in priprava materialov – delcev, keramike, plasti in prevlek, monokristalov, nanomaterialov in kompozitov, kemijski in fizikalni postopki, reakcijska kinetika, difuzija v trdnem, razvoj mikrostrukture, samourejanje in razvoj makrostrukture
7. Osnovnih metod karakterizacije trdne snovi – elektronska mikroskopija in elektronska difrakcija, rentgenska difrakcija, termična analiza, spektroskopske metode
8. Lastnosti materialov – kemijske, termične, mehanske, električne, dielektrične, optične, magnetne kot posledica značilnih vezi, kristalne (ne)urejenosti, mikrostrukture ter sklopitev različnih lastnosti v večfunkcionalnih materialih

Pridobiti znanje za načrtovanje in razvoj materialov z želenimi lastnostmi na osnovi razumevanja strukture trdne snovi in vpliva le-te na fizikalno-kemijske lastnosti, na osnovi razumevanja faznih razmerij, kemijske sinteze in reakcijske kinetike ter poznavanja primernih metod karakterizacije.

• A. R. West, Basic Solid State Chemistry, Wiley, 2nd Ed. (2009) E-gradivo
• A. R. West, Solid State Chemistry and Its Applications, Wiley (1990) Katalog
• P. Atkins, D.F. Shriver. Inorganic Chemistry, Oxford University Press, 5th Ed. (2010). Katalog E-gradivo
• V. I. Dyabkov, Reaction Diffusion and Solid State Chemical Kinetics, IPMS Publications (2002) Katalog
• R. J. Borg, G. J. Dienes, The Physical Chemistry of Solids, Academic Press Inc. (1992) Katalog E-gradivo
• J. P. Jolivet, Metal Oxide Chemistry and Synthesis, Wiley (2000) E-gradivo
• W.D. Kingery, H. K. Bowen, D. R. Uhlmann, Introduction to Ceramics, John Wiley & Sons (1976) E-gradivo
• Y.M. Chiang, D. Birnie III, W.D. Kingery, Physical Ceramics, John Wiley & Sons (1997) E-gradivo

Ustni izpit / Seminarska naloga (80/20)

Docent za področje kemije na Univerzi v Novi Gorici.

1. Mavrič Andraž, Fanetti Mattia, Lin Yiting, Matjaž Valant, Cui Chunhua. Spectroelectrochemical Tracking of Nickel Hydroxide Reveals Its Irreversible Redox States upon Operation at High Current Density, ACS Catalysis, 2020, 10(16), 9451-9457. DOI: 10.1021/acscatal.0c01813.
2. Mavrič Andraž, Fanetti Mattia, Mali Gregor, Valant Matjaž. High-temperature stabilization of bulk amorphous Al2O3, Journal of Non-Crystalline Solids, 2018, 499, 363-370. DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2018.07.055.
3. Valant Matjaž, Luin Uroš, Fanetti Mattia, Mavrič Andraž, Vyshniakova Kateryna, Siketić Zdravko, Kalin Mitjan. Fully transparent nanocomposite coating with an amorphous alumina matrix and exceptional wear and scratch resistance. Advanced functional materials, 2016, 26(24), 4362-4369. DOI: 10.1002/adfm.201600213.
4. Pastukhova Nadiia, Mavrič Andraž, Yanbo Li. Atomic Layer Deposition for the Photoelectrochemical Applications, Advanced Materials Interfaces, 2021, 8(7), 2002100. DOI: 10.1002/admi.202002100
5. Mavrič Andraž, Valant Matjaž, Cui Chunhua, Wang Zhiming. Advanced applications of amorphous alumina: From nano to bulk, Journal of Non-Crystalline Solids, 2019, 521, 119493. DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2019.119493.