Kutatási témák részletesen
|
Lézer indukált plazma emissziós spektroszkópia (Közleményeim;
Második csoport) A Lézer Impulzussal keltett Plazma
Időbontott Emissziós Spektroszkópiája (LIPIES) egy sokoldalú felületfizikai
és felületkémiai vizsgálati módszer. Széleskörű alkalmazási lehetőségekkel
bír - alacsonyan ötvözött fémek (vas, aluminium, ipari fémötvözet)
mérése - két-, három fő komponensű fémötvözetek (bronz,
aranyékszer, orvosi fém protézisek, ) mérése, - kriminalisztikai vizsgálatok (ólomlövedékek,
üvegek, kerámiák vizsgálata), - kőzetminták ércek, talajminták vizsgálata,
környezetanalitika - lézerrel indukált kétatomos molekulák (C2, CN)
emissziójának tanulmányozása - kerámia-, festékréteg vizsgálat, Egy elrendezés főbb komponensei a következők: indukáló
és mintavevő lézer: Q-kapcsolt
Nd:YAG lézer, idő-
és spektrális bontást biztosítós detektor rendszer: polikromátor optikai sokcsatornás analizátor A
berendezés működése: A Q-kapcsolt Nd:YAG lézer (impulzus
energia 10 mJ, időtartama 15 ns körüli) impulzusát egy lencsével lefókuszáljuk
a minta felületére, ahol a nyalábnyak átmérője 0,05- A plazma fényét leképezve egy
polikromátor belépő résére, a kilépő oldalra helyezett diódasor, vagy CCD
1024 csatornáján spektrálisan bontott színkép jelenik meg. A fény detektor
időkapuzását és annak adatgyűjtését, egy számítógép végzi. A polikromátor felbontó
képességétől függ a vizsgált színképi tartomány. Ez lehet 500 nm, de csak 10
nm is. Az ablált réteg elem-összetételét 15-20 elemre, 10‑50 ppm
relatív koncentrációig tudjuk mennyiségileg meghatározni. A
vizsgálható minták lehetnek - műanyagok, műanyag bevonatok, - felkenődött anyagok (többnyire fémek), - felkent és megszáradt, ráégetett amorf,
polimerizált felületek, párologtatott rétegek, zománcok, stb. Az
észlelhető elemek lehetnek - fémek, - félvezetők atomizált formában, - hidrogén, molekuláris szén. Alkalmazási
területek - ipari festékbevonatok (alapozással, védő
lakkréteggel, pl. gépkocsi), - festmények (művészettörténet), fémfelkenődések
(kriminalisztika), - felpárologtatott kemény rétegek (gyémánt). A Lézer indukált plazma emissziós spektroszkópiájának kutatása jelenti a leírt berendezés folyamatos fejlesztését az alkalmazási területek érdekében és egyre újabb alkalmazási területek atomfizikai, spektroszkópiai, plazmafizikai, lézerfizikai összefüggéseinek felismerését. |
|
Környezetfizikai kutatások (Közleményeim;
Első csoport) (Ismeretterjesztő
előadások; A, B, C, D témacsoportok) Biomassza,
mint megújítható energiaforrás rendszerbeli felhasználása A primer, a szekunder és a tercier
szilárd, folyékony és gáz halmazállapotú biomassza produkció fizikai, (kémiai,
biológiai), energetikai, gépészeti, (gazdasági és társadalmi) összefüggéseinek
vizsgálata. A földfelszíni és a tengeri biomassza
(szénhidrogén) képződés „energiaforrása” egyformán a Nap. A növényi
szervezetek szénhidrogénjei, a genetikai programnak megfelelően döntően
széndioxidból és vízből jönnek létre (primer
produkció). A természetben és az állattenyésztés során képződik az állati
szerves anyag (másmilyen szénhidrogén) és annak anyagcsere termékei (szekunder produkció). Az ember a feldolgozóiparban és a kommunális szférában
a növényi és állati szerves anyagok további „feldolgozását” végzi el (tercier produkció). A különböző biomassza formákban, a
szénhidrátok kémiai kötéseiben „tárolt” Nap energia „felszabadítása” jelenti
annak energetikai hasznosítását. Értelemszerűen a növényi és az állati
szénhidrátok „energetikai hasznosítása” történik akkor is, amikor az állatok,
vagy az ember megeszi azokat. Tehát nagyon fontos az ember szempontjából,
hogy a biomassza „energetikai hasznosításai” közül (élelmezés, takarmányozás,
üzemanyag; food, feed, fuel; FFF) ezeket a lehetőségeket a saját érdekében
milyen arányban teszi meg. A szilárd
biomasszát (elsődlegesen fásszárú és lágyszárú növények) tüzelés útján
(égetés, pirolízis) lehet közvetlenül hő előállítására használni. A különböző formátumú biomassza
alapanyagokból többféle fermentációs, erjesztéses módszerrel lehet folyékony halmazállapotú, egyszerű
felépítésű, könnyen éghető vegyületeket előállítani (metanol, etanol, az
utóbbi a bioetanol). Ezek hasonlóan használhatók fel Ottó motorokban, mint a
fosszilis eredetű benzin. Olajos magvú növények olajtartalmát sajtolással
lehet kinyerni. Ebből pedig olyan folyadék készíthető (biodízel), amely
Diesel motorokban alkalmazható, mint a gázolaj. Légnemű,
metántartalmú gázok (biogáz,
depóniagáz) állíthatók elő szerves anyagok anaerob lebomlása során. A biogáz
pedig ugyanazon gépekben használhatjuk fel, mint ahol a földgázt alkalmazzuk. A biomassza, mint megújítható
energiaforrás rendszerbeli felhasználásának kutatása jelenti annak kémiai,
fizikai, biológiai, energetikai, gépészeti, gazdasági és társadalmi
összefüggéseinek felismerését. Magas hatásfokú energetikai berendezések, rendszerek
vizsgálata Energiatermelés,
energiatárolás, „energiaszállítás”, energiaátadás energetikai
berendezésekben, hőszigetelés fogyasztói rendszerekben. Energiahatékonyság,
energiatakarékosság. Az energiaforrásaink teljes rendszerének összehangolása „Additív
energiaforrások integrált energetikai (szolgáltató, fogyasztó) rendszerekben” A
kimeríthetetlen források
(napsugárzás, kőzethő) mindenütt, és mindig vannak, de a napsugárzás
intenzitása napszak és évszak szerint jelentősen változik (éjszaka egyáltalán
nincs), a kőzethő pedig nagy beruházás igényes. A
megújítható forrásoknak (biomassza
formáknak) alacsony a felszíni energia sűrűsége, idényjellegűek, rohammunkát
igénylő a betakarítsuk, magas a nedvességtartalmuk és nagy a szállítás
igényük. A
megújuló források (szél, folyók)
intenzitás értéke is jelentős időbeli változást mutat. (hol fúj, hol nem,
alig van víz, vagy árvíz van). A
felsorolt energiaforrások alkalmazása külön-külön, az egyes források számos
kedvezőtlen tulajdonságai miatt eléggé nehézkes. Megoldás:
az egyes energiaforrások addíciója -
az egyes források kombinálása időben és
térben, - hő és elektromos energia tárolók
beiktatása és a -
egy fogyasztói rendszer hő és
elektromos energia igényével a hő és elektromos energia szolgáltatás folyamatos összehangolása. Biomasszát,
napsugárzást, kőzethőt, szélenergiát, vízi energiát hasznosító integrált
energetikai rendszerek vizsgálata. A komplex energiafogyasztó rendszerek és
az őket kiszolgáló, additív forrásokat tartalmazó energiaszolgáltató
rendszerek kapcsolatának kutatása (autonomitás szintje, szigetüzem,
flottaüzem) Az integrált energetikai rendszerek kutatása azt
jelenti, hogy az említett komplex energia ellátó és fogyasztói rendszerek
komponenseit összehangoljuk, hatékony együttműködésüket biztosító mérő,
adatgyűjtő, vezérlő elektronikus egységeit és programját meghatározzuk, és
mindezt úgy, hogy a komplex energia szolgáltató és fogyasztói rendszer
energetikai hatásfoka, éves szinten minél magasabb legyen (>80 %). |
|
Oktatás módszertani
kutatások (Ismeretterjesztő előadások; F
témacsoport) „Távoktatás, nyitott oktatás,
e-learning, tudásmérés” Valószínűleg a nagy tudású tanár és a diák
közvetlen, állandó, szemtől-szemben történő, interaktív formájánál nincs jobb
módszer az ismeret átadására. Ezt néhány diák esetében meg lehet valósítani.
Hogyan lehet viszont mindenki számára biztosítani ugyanezen feltételeket. Ezt
lehet eredményesen az elektronikus eszközök (PC, digitális fényképezőgép,
hanglejátszó, mobil telefon, stb.) és az internet együttes alkalmazásával, az
e-leaning technikával és módszerrel megvalósítani. Ez mindenki számára
rendelkezésre állhat (nyitott oktatás) és nincs „tanteremhez kötve”, bárhol,
bármikor lehet tanulni (távoktatás). A távoktatási anyag készítésének
„eszközparkja” hardver oldalon: Internet
csatlakozás, PC (felszereltsége az anyagok fogadására, anyagok készítésére),
hang-, és video kártya, hordozható tároló eszközök (CD, DVD, szkenner,
digitális kamera, pendrive, digitális-diktafon, mobil telefon, laptop,
projektor, ). Az ismeretanyag (tananyag) „elemei” többnyire
hipertext, HTML formátumban, de gyakran PPT és PDF formában jelennek meg.
Ezek lehetnek folyamatos szöveges, olvasható rövid, vázlatszerű anyagok
(fogalmak, képletek, események, kísérletek, képek, rajzok). Kiegészítik
ezeket a megértést ellenőrző kérdések, a mennyiségi kapcsolatokat begyakorló
számolásos példák. Ezek
„felrakhatók” hanganyag formában is. Lehetnek animációk olyan jelenségekre,
amelyek túl lassúak, vagy túl gyorsak az emberi megfigyelés ütemhez képest. Ezekből
készíthetők el a véletlen generátorral az ellenőrző kérdéscsomagok, amelyeket
a „végtelenségig” lehet gyakorolni. Mindezeket pedig összekapcsolják az
„utalások”, a LINK-ek. A megértést segíthetik még a konferenciabeszélgetések,
hanganyagok (MP3 formátumban), képek, animációk, filmek. A távoktatás, nyitott oktatás,
e-learning, tudásmérés kutatása azt jelenti, hogy az összes, fentebb
felsorolt technikai elemet komplex módon fogjuk összehozni a minél
eredményesebb, gyakorlatias, kreatív tudás megszerzése érdekében. dr. Német Béla 2013. május 10 |