12. Konferencija mladih hemičara održat će se 24. listopada 2026. godine u Novom Sadu.

Više pročitajte u Najava

OBAVIJEST

Knjižnica je zatvorena od 15. 6. 2026. (ponedjeljak) do 18. 6. 2026. (četvrtak).

Mnoge industrije koriste toplinske metode poput DSC-a, TGA-e ili TG-FTIR-a kako bi pratile ponašanje materijala pri povišenim temperaturama. Te metode daju vrijedne informacije o toplinskim efektima, gubitku mase ili oslobađanju plinova, ali često ne mogu odgovoriti na najvažnije pitanje:

Koje su se strukturne promjene dogodile u materijalu?

Upravo tu HT-XRD (visokotemperaturna rendgenska difrakcija) pruža jedinstvenu prednost. Ova metoda omogućuje izravno praćenje kristalne strukture materijala tijekom zagrijavanja, čime se može točno odrediti kada nastaju nove faze, koje faze nestaju te kako se materijal mijenja tijekom proizvodnog procesa ili eksploatacije.

Koju korist industrija ima od HT-XRD analize?

HT-XRD omogućuje:

• optimizaciju temperatura proizvodnje i toplinske obrade
• identifikaciju uzroka nestabilnosti materijala
• razvoj novih formulacija proizvoda
• praćenje faznih transformacija tijekom proizvodnje
• procjenu temperaturne stabilnosti materijala
• smanjenje troškova razvoja i ispitivanja

Primjeri primjene u industriji

Građevinski materijali i geopolimeri

HT-XRD omogućuje praćenje promjena mineralnih faza tijekom pečenja, sinteriranja ili izlaganja visokim temperaturama. Time se mogu optimizirati recepture cementa, geopolimera, keramike i vatrostalnih materijala.

Metalurgija

Praćenje nastanka i raspada faza tijekom toplinske obrade omogućuje preciznije definiranje tehnoloških parametara te razvoj materijala boljih mehaničkih svojstava.

Polimeri i kompoziti

Analizom kristalizacije i promjena kristalnosti moguće je optimizirati preradu polimera te poboljšati njihovu toplinsku i mehaničku stabilnost.

Energetski i baterijski materijali

HT-XRD omogućuje istraživanje stabilnosti materijala pri radnim temperaturama te razvoj dugotrajnijih i pouzdanijih sustava za pohranu energije.

Zašto HT-XRD kada već postoje DSC ili TGA?

DSC može pokazati da se pri određenoj temperaturi dogodila reakcija.

TGA može pokazati da je došlo do gubitka mase.

TG-FTIR može pokazati koji su plinovi nastali.

HT-XRD pokazuje koji je materijal nastao ili nestao tijekom tog procesa.

Drugim riječima, HT-XRD ne pokazuje samo da se promjena dogodila, nego objašnjava njezin uzrok i posljedicu na strukturu materijala.

Donošenje boljih odluka temeljenih na podacima

Za industriju to znači manje pokušaja i pogrešaka tijekom razvoja proizvoda, kraće vrijeme razvoja, bolju kontrolu kvalitete i veću pouzdanost proizvodnih procesa. HT-XRD pruža informacije koje omogućuju donošenje odluka temeljenih na stvarnim strukturnim promjenama materijala, a ne samo na indirektnim pokazateljima.

Kada je potrebno razumjeti kako se materijal ponaša pri povišenim temperaturama i koje promjene određuju njegova konačna svojstva, HT-XRD predstavlja jednu od najvrjednijih analitičkih metoda dostupnih industriji.

Što razlikuje običan materijal od vrhunskog proizvoda?
Odgovor se često krije duboko unutar njegove kristalne strukture. Upravo zato rendgenska difrakcija (XRD) danas predstavlja jednu od najvažnijih metoda karakterizacije materijala u znanosti i industriji.

XRD (X-Ray Diffraction) je nedestruktivna metoda koja omogućuje istraživanje unutarnje strukture materijala na atomskoj razini. Kada rendgenske zrake prolaze kroz kristalni materijal, dolazi do njihove difrakcije, stvarajući karakterističan uzorak koji sadrži informacije o kristalnoj strukturi i sastavu materijala. Takav difraktogram može se promatrati kao svojevrsni „otisak prsta“ kristalne faze.

Jedna od najvećih prednosti XRD metode jest mogućnost identifikacije kristalnih faza. Bez obzira radi li se o cementu, keramici, metalima, polimerima, mineralima, farmaceutskim proizvodima ili naprednim nanomaterijalima, XRD omogućuje precizno određivanje koje se kristalne faze nalaze u uzorku. Time se mogu otkriti nečistoće, pratiti kemijske reakcije te analizirati promjene nastale tijekom proizvodnje ili uporabe materijala.

Osim identifikacije faza, XRD pruža informacije o stupnju kristaliniteta, veličini kristalita, zaostalim naprezanjima i preferiranoj orijentaciji kristala. Takvi podaci ključni su za razumijevanje mehaničkih, toplinskih, električnih i kemijskih svojstava materijala.

Industrijska primjena XRD metode iznimno je široka. U građevinskoj industriji koristi se za analizu cementa, betona i geopolimera te praćenje procesa hidratacije i degradacije materijala. U metalurgiji omogućuje identifikaciju faza nastalih toplinskom obradom i kontrolu kvalitete legura. U farmaceutskoj industriji koristi se za određivanje kristalnih oblika aktivnih tvari koji mogu značajno utjecati na topljivost i učinkovitost lijekova.

Polimerna industrija koristi XRD za određivanje kristaliniteta i istraživanje utjecaja punila i aditiva na strukturu materijala. U području nanotehnologije metoda omogućuje određivanje veličine kristalita i praćenje razvoja novih funkcionalnih materijala za energetiku, elektroniku i zaštitu okoliša.

Posebno važnu ulogu XRD ima u istraživanju uzroka kvarova i problema u proizvodnji. Promjene kristalne strukture često predstavljaju prvi znak degradacije materijala, korozije, toplinskog oštećenja ili neadekvatnih proizvodnih uvjeta. Pravovremena identifikacija takvih promjena može značajno smanjiti troškove proizvodnje i povećati pouzdanost proizvoda.

Suvremeni višenamjenski difraktometri omogućuju mnogo više od klasične difrakcije. Napredne tehnike poput HT-XRD (visokotemperaturna difrakcija), SAXS, WAXS, GISAXS, GIXRD i μXRD pružaju detaljan uvid u ponašanje materijala tijekom zagrijavanja, strukturu tankih filmova, nanostrukturiranih materijala i složenih kompozita.

Na Kemijsko-tehnološkom fakultetu Sveučilišta u Splitu dostupna je moderna XRD infrastruktura koja omogućuje karakterizaciju širokog spektra materijala te pruža podršku industriji u razvoju novih proizvoda, optimizaciji proizvodnih procesa i rješavanju tehnoloških izazova.

Dok ljudsko oko vidi samo površinu materijala, XRD otkriva njegovu unutarnju kristalnu arhitekturu. Upravo te informacije često predstavljaju ključ za razumijevanje svojstava materijala, razvoj inovacija i stvaranje konkurentske prednosti na tržištu.

U suvremenom razvoju materijala, kontroli kvalitete i istraživanju uzroka kvarova često nije dovoljno znati samo kemijski sastav uzorka. Jednako je važno razumjeti kako su pojedine komponente raspoređene, kakva je morfologija površine te na koji način mikrostruktura utječe na konačna svojstva proizvoda. Upravo zbog toga pretražna elektronska mikroskopija (SEM), energijski disperzivna rendgenska spektroskopija (EDS) i EDS mapping danas predstavljaju jedne od najvažnijih metoda karakterizacije materijala.

Što nam otkriva SEM?

Pretražna elektronska mikroskopija (Scanning Electron Microscopy – SEM) omogućuje promatranje površine materijala pri povećanjima koja višestruko nadmašuju mogućnosti optičke mikroskopije. Elektronski snop skenira površinu uzorka stvarajući detaljne slike koje otkrivaju njegovu teksturu, morfologiju i mikrostrukturu.

SEM analizom moguće je istraživati:

• oblik i veličinu čestica
• poroznost materijala
• prisutnost pukotina i defekata
• raspored vlakana u kompozitima
• strukturu premaza i tankih filmova
• korozijske produkte na metalnim površinama
• homogenost i kvalitetu površinske obrade

Zahvaljujući velikoj dubinskoj oštrini, SEM slike često izgledaju gotovo trodimenzionalno, omogućujući istraživačima detaljan uvid u površinsku strukturu materijala.

EDS – kemijski sastav pod elektronskim snopom

Iako SEM daje iznimno detaljne slike, sam po sebi ne može odgovoriti na pitanje od kojih se elemenata promatrani materijal sastoji. Tu na scenu stupa EDS (Energy Dispersive Spectroscopy).
EDS sustav registrira karakteristično rendgensko zračenje koje nastaje interakcijom elektronskog snopa s uzorkom te omogućuje određivanje elementnog sastava analiziranog područja.

Na taj način moguće je:

• identificirati prisutne elemente
• odrediti približan udio pojedinih elemenata
• usporediti sastav različitih faza materijala
• identificirati nečistoće i kontaminante
• analizirati korozijske produkte
• pratiti migraciju elemenata tijekom procesa

Primjerice, ako se na površini proizvoda pojavi nepoznata čestica, EDS analiza može u svega nekoliko minuta pokazati sadrži li ona željezo, silicij, kalcij, aluminij, titan ili neki drugi element koji može ukazati na njezino podrijetlo.

EDS mapping – kada sastav postane slika

Jedan od najmoćnijih alata suvremene elektronske mikroskopije jest EDS mapping. Za razliku od klasične EDS analize koja daje sastav samo u jednoj točki ili na ograničenom području, EDS mapping prikazuje raspodjelu pojedinih elemenata preko cijele promatrane površine.
Rezultat je vizualna karta na kojoj je moguće vidjeti gdje se pojedini elementi nalaze i kako su međusobno raspoređeni.
Takve karte omogućuju:
procjenu homogenosti materijala
identifikaciju segregacije elemenata
praćenje raspodjele punila u kompozitima
analizu distribucije aditiva u polimerima
istraživanje korozijskih procesa
određivanje sastava više faza unutar istog uzorka

Umjesto da se sastav prikazuje samo brojčano, istraživač dobiva „kemijsku fotografiju“ površine materijala.

Zašto je to važno za industriju?

Industrijski problemi često nastaju upravo na mikrostrukturnoj razini. Mala pukotina, nehomogena raspodjela punila, prisutnost nečistoće ili lokalna promjena sastava mogu značajno utjecati na performanse proizvoda.

Primjenom SEM-a, EDS-a i EDS mappinga moguće je:

Brže pronaći uzrok problema

Umjesto dugotrajnog nagađanja, analiza može precizno pokazati gdje se nalazi problem i što ga uzrokuje.

Optimizirati formulacije materijala

Kod polimera, kompozita i građevinskih materijala moguće je pratiti raspodjelu punila, vlakana i aditiva te optimizirati njihov udio.

Poboljšati kontrolu kvalitete

Mikrostrukturne nepravilnosti mogu se otkriti prije nego što uzrokuju kvarove ili reklamacije.

Razvijati nove proizvode

Razumijevanje odnosa između strukture i svojstava omogućuje ciljano projektiranje materijala s poboljšanim performansama.

Primjene u različitim industrijama

SEM i EDS tehnologije danas se koriste u gotovo svim granama industrije:

• polimeri i kompoziti
• farmaceutska industrija
• metalurgija i strojogradnja
• građevinski materijali
• energetika
• elektronika
• zaštita okoliša
• nanotehnologija
• prehrambena industrija

Od analize mikroplastike u okolišu do istraživanja naprednih nanomaterijala, ove metode omogućuju detaljno razumijevanje materijala koje je teško postići bilo kojom drugom tehnikom.

Na Kemijsko-tehnološkom fakultetu Sveučilišta u Splitu dostupna je suvremena SEM/EDS infrastruktura koja je nabavljena kroz projekt Funkcionalna integracija Sveučilišta u Splitu, PMF-ST, PF-ST te KTF-ST kroz razvoj znanstveno-istraživačke infrastrukture u Zgradi tri fakulteta (KK.01.1.1.02.0018) a ista je instalirana na PMF-u u Splitu koja omogućuje detaljnu morfološku i kemijsku karakterizaciju različitih vrsta materijala. Kombinacijom visokorezolucijske elektronske mikroskopije i napredne elementne analize moguće je dobiti informacije koje pomažu industriji u razvoju novih proizvoda, optimizaciji procesa i rješavanju složenih tehnoloških izazova.

U suvremenoj industriji sve je manje dovoljno znati samo kemijski sastav materijala. Kako bi se razumjeli uzroci kvarova, optimizirali proizvodni procesi ili razvili novi proizvodi, potrebno je poznavati strukturu, morfologiju, fazni sastav i kemijska svojstva materijala. Upravo zato vodeće tvrtke sve češće koriste kombinaciju više naprednih analitičkih metoda koje zajedno pružaju cjelovitu sliku materijala.

Jedna od najmoćnijih tehnika za istraživanje površine i mikrostrukture materijala je pretražna elektronska mikroskopija (SEM). Sustav JEOL JSM-7600F omogućuje promatranje površine materijala pri vrlo velikim povećanjima i visokoj rezoluciji, otkrivajući detalje nevidljive klasičnim optičkim mikroskopima. Pukotine, poroznost, raspored čestica, vlakana ili kristala mogu se analizirati na mikro i nanometarskoj razini.

Kada se SEM kombinira s EDS elementnom analizom, moguće je odrediti i kemijski sastav promatranih područja. Na taj način istraživači mogu utvrditi koji su elementi prisutni u pojedinoj čestici, inkluziji, korozijskom produktu ili nečistoći te identificirati potencijalne uzroke problema u proizvodnji.

No, sama elementna analiza često nije dovoljna. Zato se karakterizacija nadopunjuje spektroskopskim metodama poput FTIR, Raman i UV/VIS spektroskopije. FTIR spektroskopija omogućuje identifikaciju organskih spojeva, polimera, premaza i aditiva analizom njihovog karakterističnog infracrvenog spektra. Raman spektroskopija pruža dodatne informacije o molekulskoj strukturi, kristalnosti i kemijskim vezama, dok UV/VIS spektroskopija omogućuje analizu optičkih svojstava, apsorpcije i elektroničkih prijelaza u različitim materijalima.

Za potpuno razumijevanje materijala često je potrebno poznavati i njegovu kristalnu strukturu. Tu ključnu ulogu ima rendgenska difrakcija (XRD), koja omogućuje identifikaciju kristalnih faza, određivanje kristaliniteta, veličine kristalita i strukturnih promjena. XRD može otkriti informacije koje nisu dostupne niti jednom drugom metodom, osobito kod minerala, keramike, metala, građevinskih materijala i naprednih funkcionalnih materijala.

Prava snaga ovih metoda dolazi do izražaja kada se koriste zajedno. Primjerice, SEM može otkriti nepoznatu česticu na površini proizvoda, EDS pokazati njezin elementni sastav, FTIR ili Raman identificirati kemijsku prirodu spoja, a XRD potvrditi kristalnu fazu materijala. Takav integrirani pristup omogućuje precizno rješavanje problema koji bi pojedinačnim metodama ostali nerazjašnjeni.

Industrije koje najviše koriste ovakve napredne pristupe uključuju proizvodnju polimera i kompozita, farmaceutsku industriju, energetiku, metalurgiju, građevinske materijale, prehrambenu industriju, zaštitu okoliša i razvoj nanomaterijala. Rezultat su brže otkrivanje uzroka problema, učinkovitija kontrola kvalitete, smanjenje troškova razvoja i povećanje konkurentnosti proizvoda.

Na Kemijsko-tehnološkom fakultetu Sveučilišta u Splitu dostupna je suvremena istraživačka infrastruktura koja omogućuje upravo ovakav multidisciplinarni pristup karakterizaciji materijala. Kombinacijom elektronske mikroskopije, spektroskopskih tehnika i rendgenske difrakcije gospodarstvu se pruža mogućnost dobivanja odgovora na složena pitanja o materijalima – od njihove površine i kemijskog sastava do unutarnje kristalne strukture.

Jer kada se različite analitičke tehnike povežu u jednu cjelinu, materijal prestaje biti samo uzorak i postaje izvor informacija koje vode prema inovacijama, kvalitetnijim proizvodima i uspješnijem poslovanju.

U razvoju novih materijala, kontroli kvalitete i rješavanju proizvodnih problema često nije dovoljno znati samo od čega je materijal izrađen. Jednako je važno razumjeti kako se ponaša tijekom zagrijavanja i koje spojeve pritom oslobađa. Upravo tu svoju snagu pokazuje spregnuti sustav termogravimetrijske analize (TG), FTIR spektroskopije i infracrvene mikroskopije.

Ova napredna analitička kombinacija omogućuje praćenje promjena mase materijala tijekom zagrijavanja, identifikaciju plinova koji nastaju tijekom razgradnje te detaljnu kemijsku karakterizaciju mikroskopskih čestica i ostataka. Drugim riječima, istraživači mogu istovremeno pratiti što se događa s materijalom i zašto se to događa.

Termogravimetrijska analiza (TG) pokazuje pri kojoj temperaturi dolazi do gubitka mase, isparavanja ili razgradnje materijala. Istovremeno, FTIR spektroskopija analizira plinove koji nastaju tijekom procesa te omogućuje njihovu identifikaciju. Kada je potrebno dodatno istražiti sitne čestice, inkluzije ili ostatke nakon razgradnje, FTIR mikroskop PerkinElmer Spotlight 200 omogućuje kemijsku analizu područja veličine svega nekoliko mikrometara.

Za industriju to znači znatno brže pronalaženje uzroka problema u proizvodnji. Primjerice, moguće je utvrditi zašto dolazi do degradacije polimera tijekom prerade, identificirati nepoznata onečišćenja u sirovinama, analizirati stabilnost farmaceutskih proizvoda ili odrediti sastav složenih kompozitnih materijala.

Posebno značajnu primjenu sustav nalazi u industriji polimera i plastike, proizvodnji kompozita, farmaceutskoj industriji, energetici, građevinskim materijalima te zaštiti okoliša. Analiza emisija tijekom zagrijavanja materijala može pomoći u razvoju sigurnijih proizvoda, optimizaciji proizvodnih procesa i smanjenju troškova razvoja.

Spregnuti sustav TG-FTIR s FTIR mikroskopom PerkinElmer Spotlight 200 predstavlja primjer kako suvremena analitička tehnologija omogućuje potpuniji uvid u ponašanje materijala nego ikada prije. Umjesto pojedinačnih informacija, industrija dobiva cjelovitu sliku procesa – od promjene mase i kemijskog sastava oslobođenih plinova do identifikacije mikroskopskih čestica koje mogu biti ključ za razumijevanje problema.

Na Kemijsko-tehnološkom fakultetu Sveučilišta u Splitu ovakva infrastruktura omogućuje gospodarstvu pristup vrhunskim analitičkim metodama koje pomažu u razvoju inovativnih proizvoda, kontroli kvalitete i rješavanju najsloženijih tehnoloških izazova.

Jer ponekad odgovor na pitanje zašto materijal ne radi ono što očekujemo leži u plinu koji je oslobodio, čestici koju ne možemo vidjeti golim okom ili promjeni mase od svega nekoliko miligrama.

Kako brzo utvrditi je li sirovina ispravna, je li proizvod proizveden prema specifikaciji ili zašto je došlo do promjene kvalitete materijala? Jedan od najmoćnijih alata za odgovore na takva pitanja je infracrvena spektroskopija s Fourierovom transformacijom, poznatija kao FTIR.

FTIR spektroskopija omogućuje identifikaciju kemijskog sastava materijala analizom interakcije infracrvenog zračenja s molekulama uzorka. Svaki materijal posjeduje jedinstveni spektar koji se može promatrati kao svojevrsni „kemijski otisak prsta“, što omogućuje brzo prepoznavanje tvari i otkrivanje promjena u njihovom sastavu.

Posebna prednost FTIR tehnike je njezina prilagodljivost različitim vrstama uzoraka. U transmisijskom načinu rada infracrveno zračenje prolazi kroz tanki uzorak, što omogućuje detaljnu analizu sastava filmova, folija, vlakana i drugih prozirnih ili poluprozirnih materijala. Ova metoda često se koristi u istraživanju polimera, ambalažnih materijala i farmaceutskih pripravaka.

S druge strane, UATR (Universal Attenuated Total Reflectance) tehnika omogućuje analizu čvrstih materijala, prahova, granula, tekućina i pasta bez složene pripreme uzorka. Dovoljno je uzorak postaviti na ATR kristal i u nekoliko sekundi dobiti informacije o njegovom kemijskom sastavu. Upravo zbog svoje jednostavnosti UATR je postao jedna od najčešće korištenih FTIR tehnika u industrijskim laboratorijima.

Primjene FTIR spektroskopije iznimno su široke. Koristi se za identifikaciju polimera i plastike, kontrolu kvalitete sirovina i proizvoda, analizu premaza i adheziva, karakterizaciju kompozita, istraživanje biomaterijala te analizu onečišćivala i okolišnih uzoraka. U mnogim slučajevima FTIR omogućuje brzo otkrivanje uzroka problema u proizvodnji, smanjujući vrijeme zastoja i troškove razvoja.

Na Kemijsko-tehnološkom fakultetu Sveučilišta u Splitu dostupna je suvremena FTIR oprema koja omogućuje analizu uzoraka primjenom transmisijske i UATR tehnike te pruža stručnu podršku industriji u razvoju proizvoda, kontroli kvalitete i rješavanju tehnoloških izazova.

Kada je potrebno brzo i pouzdano saznati što se nalazi u materijalu, FTIR spektroskopija često predstavlja najkraći put do odgovora.