Stále nová použití nejrůznějších
materiálů v různých formách
s sebou přináší nové otázky týkající
se jejich fyzikálních vlastností.
Již delší dobu vyvstává potřeba
zkoumat mechanické vlastnosti
mikroskopických objektů, jako
jsou zrna, částice či mikrokrystaly.
Hlavní překážkou při jejich zkoumání
je právě jejich mikroskopický
rozměr.
Ve Fyzikálním ústavu AV ČR se
nanoindentační technikou podařilo
změřit tvrdost a elastický modul mikrokrystalů
o rozměrech 40×40×200
?m3, které byly připraveny v Ústavu
fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského.
Zkoumány byly mikrokrystaly zeolitu,
které jsou nedílnou součástí celé
řady průmyslových odvětví. Světová
spotřeba zeolitů se dnes počítá
v milionech tun ročně. Největší podíl
připadá na petrochemický průmysl.
Lze jich užít také k likvidaci ropných
skvrn na vodách i v půdách. V potravinářství
se zeolitů využívá k čištění
tekutin (pivo, víno, oleje, šťávy aj.).
Uplatňují se také při výrobě klimatizací
a jako kolektory sluneční energie.
Největším problémem při zkoumání
takto malých objektů bylo jejich
pevné uchycení. (Pro představu, asi
3000 těchto krystalků zaplní objem
přibližně 1 mm3.)
Těmito experimenty jsme posunuli
možnosti zkoumání mechanických
vlastností až na úroveň mikroskopických
objektů. Poznatků získaných
z těchto zkoušek bude využito
nejen k objasnění některých jevů, ale
i při optimalizaci výroby materiálů,
jejichž stavebním kamenem je právě
mikroskopický zeolitový krystal.
Skupina z Fyzikálního ústavu AV
ČR se řadí mezi jedny z prvních
výzkumných týmů, které realizovaly
tento typ experimentu. V případě
zeolitů (molekulových sít) typu Silicalite-
1 (ZSM-5) se jednalo vůbec
o první měření svého druhu. Dále
se skupina zabývá vývojem nových
technik a postupů pro nanoindentační
měření ještě menších objektů.