O projektu

Projekt Feroické multifunkcionality (akronym FerrMion podle anglického názvu Ferroic Multifunctionalities) představuje společný návrh tří ústavů Akademie věd ČR a dvou českých vysokých škol.

Hlavním cílem tohoto projektu je posílení aplikačně orientovaného špičkového výzkumu v oblasti chytrých materiálů a kompozitů v České republice. Projekt zahrnuje feroelastické materiály s martenzitickou transformací, magnetoelektrická multiferoika, feroelektrické a piezoelektrické materiály, feromagnetické martenzity, bioinženýrské materiály využívající feroické nestability a nanokompozity s feroickými částicemi. Tyto materiály a příslušné jevy budou studovány na několika prostorových škálách, a sice jak experimentálně, tak pomocí teoretických a numerických modelů. Bude použito široké spektrum přístupů, od vysoce specializovaných metod základního výzkumu až po hledání využití pro konkrétní praktické aplikace.

Výzkumný rámec projektu FerrMion je založen na třech hlavních pilířích, které zahrnují interdisciplinární přístup a aplikaci moderních vědeckých metod.

První pilíř se zaměřuje na hledání jednotících konceptů mezi různými feroickými materiály a vytváření experimentálních a teoretických nástrojů pro jejich zkoumání.

Druhý pilíř se soustředí na implementaci těchto konceptů do numerických modelů a softwarových nástrojů s cílem předpovědět a porozumět chování feroických materiálů na základě jejich mikrostruktury.

Třetí pilíř se zabývá aplikací získaných poznatků a výsledků do praktických oblastí, jako je výroba multifunkčních zařízení a nových technologií s využitím chytrých materiálů.

Výzkum probíhá paralelně ve čtyřech výzkumných záměrech (VZ), synergicky propojených a vzájemně se doplňujících.

Výzkumný záměr 1 – Multiškálový popis a mikrostrukturní inženýrství (MDAME)

VZ1 reprezentuje charakterizační část projektu. Tento záměr je vystavěn kolem týmů prof. H. Seinera (OMP) a dr. J. Vacíka majících dlouhodobé zkušenosti s vývojem a provozem unikátních experimentálních zařízení a bude jádrem experimentální charakterizace v projektu, včetně nejdůležitější investice v rámci projektu, laboratoře 3D APT.

Výzkumný záměr 2 – Multiferoika a spřažené systémy (MAC)

VZ2 reprezentuje špičkový základní výzkum (motivovaný aplikacemi) v rámci projektu. Tento výzkumný záměr svádí dohromady dvě přední světové osobnosti v oblasti multiferoik, dr. J. Hlinku a dr. O. Heczka, a bude sloužit jako hlavní zdroj nových myšlenek z oblasti fyziky pevných látek, podpořených ab-initio výpočty.

Výzkumný záměr 3 – Termodynamika a design aplikací pomocí FEM (TAAP)

VZ3 reprezentuje zaměření projektu na návrhy pokročilých aplikací. Pod vedením matematičky dr. B. Benešové (vedoucí VZ – junior), podpořené týmy kolem odborníků v oblasti experimentální a výpočetní mechaniky materiálů (prof. M. Karlík, dr. P. Sedlák), bude tento výzkumný záměr cílit na přenášení funkcionalit feroických materiálů do průmyslových aplikací, a to prostřednictvím matematického modelování.

Výzkumný záměr 4 – K novým technologiím (TNT)

VZ4 reprezentuje špičkovou technologickou část projektu. Tento výzkumný záměr, postavený na předním světovém týmu v oblasti inteligentních slitin (tým FzÚ vedený dr. L. Hellerem, zahrnující nestora českého výzkumu slitin s tvarovou pamětí dr. P. Šittnera), se zaměří na pokročilé technologie přípravy materiálů (včetně 3D tisku) a řízení materiálových vlastností pro konkrétní aplikace. Tyto technologie budou vyvíjeny pro přípravu materiálů pro celý projekt, a to s využitím experimentální charakterizace a konečně-prvkových modelů jako nástrojů pro optimalizaci parametrů