"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF7603
ETF7603 "Röntgenhajumine ja röntgenpeegeldus: arendus ja rakendus materjaliuuringutes (1.01.2008−31.12.2011)", Hugo Mändar, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Füüsika Instituut.
ETF7603
Röntgenhajumine ja röntgenpeegeldus: arendus ja rakendus materjaliuuringutes
X-ray scattering and X-ray reflection: application and development in the material research
1.01.2008
31.12.2011
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.10. FüüsikaP250 Tahke aine: struktuur, termilised ja mehhaanilised omadused, kristallograafia, phase equilibria1.2. Füüsikateadused (astronoomia ja kosmoseteadus, füüsika ja teised seotud teadused)50,0
4. Loodusteadused ja tehnika4.10. FüüsikaP180 Metroloogia, instrumentatsioon1.2. Füüsikateadused (astronoomia ja kosmoseteadus, füüsika ja teised seotud teadused)50,0
PerioodSumma
01.01.2008−31.12.2008190 800,00 EEK (12 194,34 EUR)
01.01.2009−31.12.2009183 168,00 EEK (11 706,57 EUR)
01.01.2010−31.12.2010111 552,00 EEK (7 129,47 EUR)
01.01.2011−31.12.20117 129,20 EUR
38 159,58 EUR

Röntgenkiired on ühed enim kasutatavad töövahendid materjalide struktuuri uurimisel. Paljude erinevate röntgenmeetodite hulgas võimaldavad röntgendifraktsioon (XRD), röntgenpeegeldus (XRR) ja röntgenhajumine (SAXS) määrata struktuuriparameetreid, mis pakuvad nii puht teaduslikku kui ka tehnoloogilist huvi, väga laia ainete klassi jaoks nagu amorfsed klaasid, geelid, polümeerid, kolloidlahused, valgud (nii lahuses kui ka kristallilisel kujul), vedelad kristallid, õhukesed kiled, polükristallilised pulbrid, keraamikad ja monokristallid. Projekti eesmärkideks on esiteks, arendada edasi unikaalset röntgepeegelduse (XRR) ja libiseva kiire difraktsiooni (GIXRD) riist- ning tarkvara õhukeste kilede tiheduse ja paksuse ning tekstuuri määramiseks probleemsetelt objektidelt (väikesed mõõtmed, kõverad pinnad). Teiseks, rakendada materjaliuuringutesse olemasolev aga seni kasutamata seisev väikeste nurkade röntgenhajumise (SAXS) riistvara KRM-1 ja kohaldada olemasolev andmtöötluse programmvarustus selle kaamera abil saadavate hajumispiltide analüüsiks. Kolmandaks, välja töötada kolloidlahuste, polümeersete materjalide, proteiinide ja õhukeste kileobjektide nanostruktuuri määramise optimaalsed algoritmid, mis võimaldaksid viia nimetatud seadmetel läbi SAXS ja XRR uuringuid rutiinsete analüüsidena vastavate grandi ja teadustöö projektide raames. Neljandaks, plaanitavate arendus- ja uurimistööde käigus, koolitada vähemalt kahe magistritöö ja ühe doktoritöö tegemisega välja teadlased, kes oleksid suutelised iseseisvalt kasutama ja edasi arendama SAXS analüüse valkude, kolloidlahuste ja polümeeride uurimiseks.
X-rays are one of the most used tools in studying the structure of the materials. Among the variety of the X-ray analysis methods the X-ray diffraction (XRD), reflection (XRR) and small angle scattering (SAXS) enable to determine the structural parameters, that are important both for basic scientific research but also for technological applications, for a large range of materials like amorphous glasses, gels, polymers, colloids, protein solutions, liquid crystals, layers of thin films, polycrystalline powders, ceramics and single crystals. The purpose of the current project is first, to advance existing and unique GIXRD and XRR analysis methods both in hardware and software for determination of density, thickness, surface roughness and texture from samples that are small in size or have surface curvature due to lattice strain. Second, to implement into the current research activities the method of SAXS by reconstruction our existing small angle scattering camera KRM-1 and adjusting the existing SAXS software for the scattering data analysis. Third, to elaborate algorithms for preparing and analysis of samples and processing of scattering data that enable to determine nanostructure parameters of colloidal solutions, polymer materials, protein solutions and thin films by routine measurements within specific scientific projects or grants. Fourth, within the proposed development and research work and in course of performing at least two master theses and one PhD theses, to educate scientists, who are able to use and advance the SAXS methods for analysis of proteins, colloids and polymers.