16. augustil 2012. a. kell 12.15 kaitseb Janno Torop doktoritööd "Carbide-derived carbon-based electromechanical actuators" ("Karbiidset päritolu süsinikmaterjalidel põhinevad elektromehaanilised täiturid")
Juhendajad: LOTI professor Alvo Aabloo ja Dr. Mati Arulepp
Oponent: Prof. Edwin Jager, Linköpingi Ülikoolist Rootsist
Doktoritöö lühikokkuvõte:
Doktoritöö raames uuritud nanopoorsetel süsinkmaterjalidel põhinevate elektroaktiivsete kilede, kui elektrivoolu toimel kiirelt ja hääletult kuju muutvate materjalide näol on tegemist seni veel väikesemahulise, kuid kiirelt areneva valdkonnaga. Paljuski analoogne käitumine lihaskoega on põhjuseks, miks neid kuju muutvaid täitureid on nimetatud ka tehislihasteks ja just nimelt selle analoogia põhjal nähaksegi materjalide võimalike rakendusvaldkondadena robootikat ja meditsiinitehnoloogiat.
Väitekirjas vaadeldi detailsemalt poorsel süsinikmaterjalil ja polümeeril põhinevate kihiliste täiturite elektromehaanilisi omadusi lineaarsel- ja paindeliigutusel ning keskenduti põgusalt ka materjalide võimalikele kasutusvaldkondadele. Erinevate karbiidset päritolu süsinikpulbrite lisamisel täituri elektroodide koostisesse täheldati süsinikmaterjali poorsusest ja eripinnast tulenevat mõju täituri elektromehaanilistele parameetritele.
TiC-st, B4C-st ja Mo2C-st sünteesitud süsinikpulbritel põhinevatel täituritel leiti, et elektrilise pinge rakendamisel tekitatava liigutuse ulatus ja liigutuse kiirus kasvavad vastavalt suurenevale mesopooride hulgale elektroodkihis. Kuldfooliumiga modifitseeritud täiturite elektrokeemilised ja elektromehaanilised mõõtmised kinnitasid tähelepanuväärset kasvu liigutusulatuses ja sealjuures täheldati tööpinge alanemist kuni 0.25 voldini.
Käesoleva töö raames läbiviidud katsed näitasid, et karbiidset päritolu süsinikmaterjalid on sobilikud elektromehaaniliste täiturite rakendustes, kus eeldatakse suurt täpsust ja piisavat kontrolli materjali liigutusulatuse üle. Täiturite liigutusomadusi, samuti ka energiatarvet saab modifitseerida, kasutades elektroodkihis erineva poorijaotuse ja eripinnaga karbiidset päritolu süsinikmaterjale. See unikaalne omadus koos materjalide lihtsa valmistamismeetodi, täituri suure paindeulatuse, madala tööpinge ja täituri elektroodide suure erimahtuvusega pakub kasutusvõimalusi mitmetes rakendustes nagu tehislihased või hübriidsed elektromehaanilised täiturid ja energia muundamise seadmed.