Prvi cilj NFM-a jest poticati istraživanja u znanosti o naprednim materijalima i inježenjerstvu omogućavanjem zajedničkog rada interdisciplinarnih i multidisciplinarnih istraživačkih grupa Centra. Predložene istraživačke aktivnosti NFM-a za svako od predloženih područja u periodu od pet godina zasnovane su na sinergijskom efektu uključenih grupa/laboratorija od kojih se svaka odlikuje u svojoj istraživačkoj problematici: kao i otvaranjem novih suvremenih istraživačkih tema koje obećavaju brz napredak i nove tehnološke proizvode. Predloženo pojačavanje suradnje istraživača u centru obuhvaćat će ova tri istraživačka programa:
P1. Silicijeve nanostrukture za napredne aplikacije (voditelj M. Ivanda)
P2. Sol-gel tehnologija za nove funkcionalne materijale (voditeljica M. Ristić)
P3. Nanostrukturni materijali za energetiku (voditelj N. Radić)
Program P1. Silicijeve nanostrukture za napredne aplikacije se odnosi na istraživanja nanostrukturiranih silicijevih tankih filmova za napredne aplikacije. Niskotlačna kemijska depozicija para (engl. low pressure chemical vapor deposition ili LPCVD) i fizikalna depozicija para (eng. physical vapor deposition – PVD) razvijeni u grupi dr. Ivande bit će korišteni za depoziciju silicijskih tankih filmova i žica, oksida bogatih silicijem, nitrida bogatih silicijem, amorfnog silicija, polikristaliničnog silicija, za dopiranje borom, fosforom, erbijem i europijem pločica silicija, kvarcnog stakla, supstrata od Al2O3 te mikrosfera silicija. Porozni silicij bit će pripremljen procesom anodizacije. Ispitat će se strukturna, optička, električka i transportna svojstva ovih materijala, a istraživački rad provest će se kroz sljedeće projekte (voditelj M. Ivanda):
T1. Niskodimenzionalni silicij za kemijske senzore,
T2. Silicijski termoelektrički elementi
T3. Novi materijali na bazi silicija za fotoniku
T4. Razvoj novih tehnika Ramanovog raspršenja
Program P2. Sol-gel tehnologija za nove funkcionalne materijale uključuje istraživanje sinteze različitih nanokristala i nanostruktura te njihove moguće primjene. Poseban naglasak biti će na razumjevanju mehanizama taloženja metalnih oksida iz vodenih I nevodenih precipitacijskih sustava željezovih oksida I Me-dopiranih zeljezovih oksida za specifičnu primjenu u izradi kemijskih senzora plina. Sintetizirat će se i analizirati koloidne suspenzije metalnih čestica za primjenu u biomedicini, gdje se planira izrada i aparatura za sintezu nanožica. Izuzetna pažnja bit će posvećena sintezi nanočestica metala i metalnih oksida postupcima zelene kemije čime se želi eliminirati uporaba toksičnih kemikalija pri njihovoj sintezi što na industrijskoj skali proizvodnje može imati značajan učinak na zaštitu okoliša. Za karakterizacija strukturnih, čestičnih I površinskih svojstava sintetiziranih materijala koristit će se različite instrumentalne tehnike (strukturne, spektroskopske, mikroskopske i tehnike termičke analize). Istraživački rad provest će se kroz sljedeće zadatke:
T1. Nanokristalni metalni oksidi za kemijske senzore (voditeljica M. Ristić)
T2. Primjena nanočestica u medicini (voditelj M. Gotić)
T3. Sinteze 1D i 2D metalnih oksida za razvoj novih funkcionalnih materijala (voditeljica M. Ristić)
T4. Istraživanje i razvoj novih multiferoičnih materijala (voditelj I. Đerđ)
Glavni cilj trećeg programa P3. Nanostrukturirani materijali za energetiku je istraživanje priprave, strukturnih svojstava i primjene nano-baziranh materijala pripravljenih depozicijom magnetronskim rasprašenjem. Osnovni interes je fokusiran na istraživanje nedavno pronađenih materijala baziranim na samouređenim nanočesticama u amorfnim matricama. Ti materijali su otkriveni i razvijeni u našoj grupi u posljednjih nekoliko godina. Oni su građeni od prostorno uređenih nanoobjekata različitog sastava (metali, poluvodiči ili njihova mješavina) koji su ugrađeni u razne amorfne matrice (alumina, kvarc, mulit). Ti materijali imaju veliki potencijal za primjenu u raznim područjima nanotehnologije. Jedna od najobećavajućih primjena takvih poluvodičkih nanočestica je u super-efikasnim solarnim ćelijama i fotodetektorima. Metalne nanočestice imaju visoku primjenjivost u danas vrlo popularnim u spintroničkim uređajima. Za miješane nanočestice se očekuje pojava novih neobičnih svojstava kao npr. magnetska svojstva upravljiva pomoću električnog polja koja se javljaju kod mješavine poluvodič-metal nanočestica. Dodatna prednost tih materijala je pravilan prostorni raspored nanočestica u njima. Poznato je da se u takvim sustavima mogu očekivati efekti kolektivnog ponašanja, koji omogućavaju inženjering i dizajn opto-električnih svojstava tim materijala. Dodatno, naša vrlo nedavna istraživanja rezultirala su razvojem materijala koje pokazuju neobičan potencijal za pohranu vodika. Ti materijali su od velikog interesa za skladištenje energije. Glavni cilj programa je postati centar izvrsnosti u RH za pripravu, karakterizaciju i primjenu ovih iznimnih nanočestičnih materijala. Aktivnosti koje se planiraju provoditi tijekom programa su klasificirane u tri skupine zadataka prema tipu nanočestičnog materijala koji će se istraživati.
T1. Poluvodičke kvantne točke (voditeljica M. Buljan)
T2. Metalne i miješane nanočestice (voditelj N. Radić)
T3. Materijali za skladištenje vodika (voditelj N. Radić)