Radiation damage tolerant nanomaterials: design of interfaces with self-healing properties
Project goals
We propose simulation-based design of radiation resistant self-healing materials. Incoherent interfaces will be fully explored to design and produce nanoscale metallic multilayer composites (NMMC) with exceptional mechanical properties and resistance to radiation damage (e.g. helium implantation). We will use density functional theory (DFT) to characterise the interface structure at the electronic level, as well as to model defect-interface interactions, and larger scale molecular dynamics (MD) simulations to identify optimum thickness of layer. Our nanostructural design will minimize detrimental effect of implanted helium and facilitate self-healing of radiation damage.
Keywords
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 21 (SGA0201700001)
Main participants
České vysoké učení technické v Praze / Fakulta elektrotechnická
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
17-17921S
Alternative language
Project name in Czech
Nanomateriály tolerantní vůči radiačnímu poškození - design rozhraní s regenerační schopností
Annotation in Czech
V projektu navrhujeme design nových nanostrukturních materiálů se zvýšenou odolností vůči radiačnímu poškození na základě počítačových simulací. Připravíme metalické multivrstvy s nekoherentním rozhraním s vynikajícími mechanickými vlastnostmi a inertní k radiačnímu poškození (např. implantací helia). Density Functional Theory (DFT) bude použita k učení struktury rozhraní a k simulaci interakce mezi rozhraním a defekty, zatímco molekulární dynamika určí optimální tloušťku vrstev. Nanostrukturní design sníží negativní vliv implantovaného hélia a umožní regeneraci krystalové struktury poškozené radiací.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
JJ - Other materials
CEP - secondary branch
—
CEP - another secondary branch
—
20502 - Paper and wood
20503 - Textiles; including synthetic dyes, colours, fibres (nanoscale materials to be 2.10; biomaterials to be 2.9)
21001 - Nano-materials (production and properties)
21002 - Nano-processes (applications on nano-scale); (biomaterials to be 2.9)
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
In the project was: (i) observation of a new deformation mechanism in ultra-thin Zr/Nb layers, where the pressure during loading leads to the transformation of HCP Zr to BCC Zr; (ii) theoretical prediction of He and vacancy mobility close to Zr/Nb interface is key to understand the role of such interfaces (iii) the effect of ion implantation on mechanical properties of metallic nanolayers.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2017
Realization period - end
Dec 31, 2019
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 10, 2019
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP20-GA0-GA-U/02:1
Data delivery date
Jul 23, 2020
Finance
Total approved costs
9,343 thou. CZK
Public financial support
8,736 thou. CZK
Other public sources
607 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
9 343 CZK thou.
Public support
8 736 CZK thou.
93%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JJ - Other materials
Solution period
01. 01. 2017 - 31. 12. 2019