Dielektrični odziv perkolativnega celuloznega kompozita z MXene monoplastmiOmladič, Matic (Avtor) Čepič, Mojca (Mentor) Bobnar, Vid (Komentor) nov dielektrični materialperkolacijakompozitcelulozni kompozit z MXene monoplastmiMXenidielektrična konstantaspecifična električna prevodnostdielektrični odziv.V magistrski nalogi preučujem dielektrični kompozitni material, kjer so v organsko izolativno matrico vključeni prevodni delci. Material je perkolativni kompozit iz celuloznih nanovlaken (matrica  ogrodje vzorca) s polnilom iz dvodimenzionalnih materialov MXene (titanov karbid, Ti₃C₂Tₓ). Titanov karbid Ti₃C₂Tₓ spada v razred novih 2D prehodnih kovinskih karbidov, nitridov in karbonitridov, tako imenovanih MXenov. MXeni so zaradi izjemnih elektrokemijskih lastnosti, hidrofilnosti in električne prevodnosti ranga kovin zanimivi za uporabo v dvodimenzionalni elektroniki. Ker je pričakovati močan vpliv v matrico vključenega MXena na dielektrične lastnosti celotnega vzorca, bom v raziskovalnem delu magistrske naloge izmeril dielektrični odziv vzorcev z različnimi koncentracijami MXenovega polnila. Vzorci so bili pripravljeni z raztopinsko sintezo iz raztopin celuloze in raztopin MXenov. Po sintezi so bili vzorci tlačno filtrirani, potem osušeni na sobni temperaturi in naknadno stisnjeni pri povišanem tlaku za en dan. Z dielektričnimi meritvami sem raziskal dielektrične lastnosti devetih vzorcev: enega kontrolnega in 8 eksperimentalnih, vsebujočih različne deleže Mxene monoplasti. Vzorci z MXene monoplastmi so prvič obravnavani z metodami dielektrične spektroskopije po uspešni predhodni obravnavi sistemov z multiplimi plastmi, ki so imeli povečan dielektrični odziv. Zaradi obetavnih teoretičnih napovedi, geometrijske strukture in polarizacijskih mehanizmov, ki povečajo dielektrični odziv v kompozitnih vzorcih z monoplastmi, sem raziskal odziv takšnih materialov. Vzorce sem meril z merilnim inštrumentom »Novocontrol Alpha High Resolution Analayzer«, ki temelji na principu Wheatstonovega mostiča in meri kapaciteto ter prevodnost vzorcev. Iz meritev sem izračunal dielektrično konstanto (ε) in specifično električno prevodnost (σ). Sistematično sem raziskal vpliv utežnega deleža MXenovega polnila na ojačenje dielektričnega odziva takšnih vzorcev. Rezultati so pokazali , da kompozit iz celuloznih nanofibrilov in MXene monoplasti kaže povečan dielektrični odziv z večanjem utežnega procenta prevodnega polnila. Povečanje odziva je posledica polarizacije na mejah med obema sestavinama materiala. Pri vzorcu, ki ima največjo vsebnost prevodnega polnila, je dielektrična konstanta skoraj trikrat večja kot pri najmanjši koncentraciji polnila. Specifična prevodnost pa pri največji vsebnosti polnila naraste skoraj za red velikosti, vendar material ostane izrazito izolativen. Materiali z veliko dielektrično konstanto se uporabljajo za ojačitev električnega polja v kondenzatorjih, predvsem pa so uporabni v aplikacijah, kjer se električni odziv pretvarja v mehanskega (piezoelektriki). Za tovrstne aplikacije so lastnosti materialov, ki jih raziskujem, zelo obetavne, ker lahko z manjšim električnim poljem dobimo enak ali večji mehanski odziv.M. Omladič20262026-09-09 08:30:40Magistrsko delo/naloga187103UDK: 537.226(043.2)VisID: 209851COBISS_ID: 290600195sl