Materjalitehnoloogiate töörühm

19.09.2022

Martin Timusk

töörühma juhataja, materjaliteaduse kaasprofessor

W.Ostwaldi 1-C301

martin.timusk@ut.ee

Teaduslik- ja tehnoloogiline kompetents

Uurimisrühma teadustöö hõlmab erineva morfoloogiaga oksiidmaterjalide (sh. mikro-, meso- ja makropoorsed oksiidvahud), biolagunevate polümeeride, funktsionaalsete hüdrogeelide ja elektrooptiliste komposiitmaterjalide sünteesi ja uurimist ning taimekasvusubstraatide arendamist. Töötame erinevate biloogilist (nii taimset kui loomset) päritolu materjalidega, nagu želatiin, tselluloos, kitosaan. Omame teadmisi biogeeniliste materjalide modifitseerimisest ja erinevatele kujudele (fiibermatid, käsnad, katted jne) vormimisest. Erinevates projektides on rakendused varieerunud implantaatidest põllumajanduseni.

Näiteid väljatöötatud materjalidest

Uudset tüüpi kütusetablett, mis koosneb ränioksiidist ja alkoholist, mis on lõksustatud oksiidi nanopooridesse. Materjal põleb puhtalt, omab kõrget kütteväärtust, on kergesti süüdatav ning on kasutatav matkal toidu kuumutamiseks või lõkke ja grilli kiireks ja efektiivseks süütamiseks. Laboriskaalas arendustöö lõpetatud, TRL 6-7. Rahvusvaheline patenditaotlus.

Oleme välja töötanud rea erinevaid uudseid meetodeid erineva morfoloogiaga meso- ja makropoorsete oksiidmaterjalide valmistamiseks, millel on aerogeelidele sarnane tihedus ja soojusjuhtivus – kaks erinevate meetodit pinna katmiseks poorse oksiidi kihiga (avatud ja suletud poorsus), meetod silikoonvahtude valmistamiseks ja tehnoloogililselt kiire ja lihtne meetod ränioksiidi aerogeeli graanulite valmistamiseks.

Elektrokedratud želatiini fiibermatid. Želatiini saab erinevatel viisidel stabiliseerida, et saada vees lahustumatu materjal. Elektroketruse teel saab želatiinist nanofiibrite matte valmistada. Palja silmaga vaadeldes paberi või vatiga sarnanevatel materjalidel on loomsele koele sarnane struktuur ja stabiliseeritud želatiinmaterjalid sobivad biomeditsiinirakendustes rakkude alusmaterjaliks.

Elektriväljas opilisi omadusi muutvad nanotraatide kolloidlahused.

Image	Martin Timusk Töörühma juhataja Materjaliteaduse kaasprofessor, PhD (füüsika) E-post: martin.timusk@ut.ee Kabinet: C301 CV, projektid: ETIS Publikatsioonid: Scopus
Image	Fredrik Punga Spetsialist E-post: fredrik.punga@ut.ee Kabinet: C302
Image	Anett Sandberg Üliõpilane (materjaliteadus) E-post: anett.sandberg@ut.ee Kabinet: C302
Image	Eva Lotta Lepp Üliõpilane (materjaliteadus) E-post: eva.lotta.lepp@ut.ee Kabinet: C302

ERA-NET (RUS Plus) meetme projekt "Bioimenduvad ja siirdatavad triboelektrilised nanogeneraatorid (1.01.2021−31.12.2022)" SLTFY21097T.

Nutika spetsialiseerumise rakendusuuringute projekt "Ökonoomsete tehnoloogiliste kontseptsioonide ja materjalidelahenduste arendamine Click & Grow siseaedades kasutamiseks (1.03.2020−31.08.2022)" LLTFY20282.

Tippkeskuste meetme projekt "Teadmistepõhise ehituse tippkeskus (TK146) (1.01.2016−1.03.2023)" SLTFY16146T.

Personaalse uurimistoetuse stardigrant (PSG) "Uued aerogeelilaadsed oksiidsed vahtmaterjalid (1.01.2018−31.03.2021)" PSG70.

Valik teadustöid:

M. Timusk, I.A. Nigol, S. Vlassov, S. Oras, T. Kangur, A. Linarts, A. Šutka, Low-density PDMS foams by controlled destabilization of thixotropic emulsions. Journal of Colloid and Interface Science, 626 (2022).
M. Timusk, T. Kangur, J. Locs, A. Šutka, M. Järvekülg, Aerogel-like silica powders by combustion of sol-gel derived alcogels, Microporous Mesoporous Mater. 315 (2021).
M. Timusk, T. Kangur, M. Visnapuu, S. Pikker, A. Šutka, M. Järvekülg, Deposition of low-density thick silica films from burning sol-gel derived alcogels, Heliyon. 7 (2021).
P.C. Sherrell, A. Šutka, N.A. Shepelin, L. Lapcinskis, O. Verners, L. Germane, M. Timusk, R.A. Fenati, K. Malnieks, A. V. Ellis, Probing Contact Electrification: A Cohesively Sticky Problem, ACS Appl. Mater. Interfaces. 13 (2021) 44935–44947.
Šutka, K. Mālnieks, A. Linarts, L. Lapčinskis, O. Verners, M. Timusk, Triboelectric Laminates with Volumetric Electromechanical Response for Mechanical Energy Harvesting, Adv. Mater. Technol. 6 (2021) 1–6.
N. Babayevska, Ł. Przysiecka, G. Nowaczyk, M. Jarek, M. Järvekülg, T. Kangur, E. Janiszewska, S. Jurga, I. Iatsunskyi, Fabrication of gelatin-zno nanofibers for antibacterial applications, Materials (Basel). 14 (2021) 1–12.
M. Klaas, K. Möll, K. Mäemets-Allas, M. Loog, M. Järvekülg, V. Jaks, Long-term maintenance of functional primary human hepatocytes in 3D gelatin matrices produced by solution blow spinning, Scientific Reports, 11 (2021) 20165.
A. Šutka, K. Mālnieks, L. Lapčinskis, M. Timusk, K. Kalniņš, A. Kovaļovs, J. Bitenieks, M. Knite, D. Stevens, J. Grunlan, Contact electrification between identical polymers as the basis for triboelectric/flexoelectric materials, Phys. Chem. Chem. Phys. 22 (2020) 13299–13305.
L. Lapčinskis, K. Mālnieks, J. Blūms, M. Knite, S. Oras, T. Käämbre, S. Vlassov, M. Antsov, M. Timusk, A. Šutka, The Adhesion-Enhanced Contact Electrification and Efficiency of Triboelectric Nanogenerators, Macromol. Mater. Eng. 305 (2020) 1–5.
A. Šutka, K. Malnieks, A. Linarts, M. Timusk, V. Jurķans, I. Gorņevs, J. Blums, A. Berziņa, U. Joost, M. Knite, Inversely polarised ferroelectric polymer contact electrodes for triboelectric-like generators from identical materials, Energy Environ. Sci. 11 (2018) 1437–1443.
J. Metsik, M. Timusk, A. Šutka, M. Mooste, K. Tammeveski, U. Mäeorg, In situ investigation of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) film growth during liquid phase deposition polymerization, Thin Solid Films. 653 (2018).
T. Kangur, V. Kiisk, A. Loot, M. Timusk, M. Järvekülg, Optical functionality of micro- and nanostructured silica surfaces prepared by a sol-gel phase separation method, Thin Solid Films. 622 (2017).
M. Timusk, A. Kuus, K. Utt, T. Kangur, A. Šutka, M. Järvekülg, M. Knite, Thick silica foam films through combined catalytic decomposition of H₂O₂ and sol–gel processes, Mater. Des. 111 (2016) 80–87.
A. Šutka, M. Timusk, A. Loot, U. Joost, T. Käämbre, Polarizable Nanowire Colloids for Power Free Naked Eye Optical Detection of Electrostatic Surface Charges, Adv. Mater. Technol. 1 (2016).
J. Metsik, K. Saal, U. Mäeorg, R. Lõhmus, S. Leinberg, H. Mändar, M. Kodu, M. Timusk, Growth of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) films prepared by base-inhibited vapor phase polymerization, J. Polym. Sci. Part B Polym. Phys. 52 (2014).