W niniejszym programie badawczym zaproponowano połączenie technologii spajania wybuchowego (EXW) i akumulacyjnego pakietowania (ARB) do wytwarzania przemysłowych, pełnowymiarowych, płaskich (pół)produktów o charakterze nanokompozytu. W pierwszym etapie, układy warstwowe Cu/Ta, Cu/Nb i Cu/Fe będą spajane wybuchowo w celu wytworzenia wielowarstwowych blach składających się z min. 10 warstw, naprzemiennie ułożonych arkuszy, o grubości ~ 0,5 mm. Następnie, w drugim etapie, kompozyty te będą przetwarzane poprzez wielokrotne walcowanie, cięcie i pakietowanie (do 7-8 przejść) z procesem walcowania międzyoperacyjnego. W wybranych przypadkach ostatni etap procesu walcowania będzie prowadzony w temperaturze ciekłego azotu w celu zwiększenia intensywności bliźniakowania odkształceniowego. W przeprowadzonych badaniach wstępnie założono, że: (i) interfejsy mogą być w rzeczywistości niezwykle cienkimi warstwami reakcyjnymi (mieszaniną obu składników), które powstają podczas wytwarzania kompozytów metodą EXW, (ii) propagacja poślizgu przez interfejsy międzyfazowe opiera się zasadniczo na tych samych mechanizmach, które obserwuje się podczas propagacji poślizgu przez granice ziaren lub bliźniaków w metalach o strukturze sieci rsc, tj. mechanizmach opartych na lokalnej reorientacji sieci krystalicznej, oraz (iii) za pomocą metod opartych na inżynierii granic ziaren możliwe jest zwiększenie udarności metali. Próbki będą badane metodą ściskania kanałowego i Hammer Drop, a następnie mikrostruktura będzie charakteryzowana metodami mikroskopii optycznej, SEM, TEM i dyfrakcji rentgenowskiej.

Grafen znany jest ze swoich niezwykłych właściwości, jednak aby mógł być powszechnie stosowany, jego synteza powinna być tania a otrzymany grafen dobrej jakości i składający się z ziaren o dużych rozmiarach. Jednym z zadań rozwoju technologii grafenowych jest opracowanie metody łączenia powłok grafenowych z innymi materiałami. W mikroelektronice do łączenia używa się głównie różnych technik lutowniczych. Do ich projektowania konieczna jest znajomość i opis procesu zwilżania. Jak dotąd ukazało się kilka prac eksperymentalnych, które opisują zwilżalność podłoża metal-grafen ciekłym metalem, przy czym nie podano zrozumienia na poziomie atomowym. Dlatego symulacje atomistyczne i obliczenia oparte na DFT mogą być pomocne w zrozumieniu zjawiska zwilżania i jego wpływu na strukturę i właściwości.

Projekt AntiPathCoat ma na celu zaprojektowanie i wytworzenie nowych powłok na bazie miedzi o podwyższonych właściwościach użytkowych, które poprzez zmniejszenie liczby przypadków infekcji bakteryjnych i wirusowych odpowiadają na światowy trend zapobiegania chorobom zamiast ich leczenia. Celem innowacyjnym projektu jest zmniejszenie żywotności patogenów na nowo wytworzonych warstwach, uzyskanych w stosunkowo łatwej do wdrożenia technologii nanoszenia powłok z wykorzystaniem odczynników przyjaznych dla środowiska. W pomyślną realizację tych celów zaangażowane są laboratoria badawcze Polskiej i Bułgarskiej Akademii Nauk, wykorzystujące trzy technologie otrzymywania powłok: osadzanie bezprądowe, elektroosadzanie i selektywne osadzanie prądowe, w celu uzyskania powłok miedzianych i na bazie miedzi wzmocnionych cząstkami TiO2 lub ZnO. Dzięki ścisłej synergii instytucji naukowych z partnerem przemysłowym, zaprojektowane powłoki będą pokrywały narzędzia chirurgiczne i laboratoryjne.

Rezultaty projektu AntiPathCoat mogą znaleźć zastosowanie w produkcji różnorodnych przedmiotów, powszechnie dotykanych przez ludzi, co stanowi skuteczną barierę dla rozprzestrzeniania się infekcji patogenami.

Badania zostały zrealizowane w ramach projektu M-ERA.NET2/2020/AntiPathCoat/4/2021 finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.