Najvýznamnejšie výsledky

Nepriame NMR spin-spinové väzby obsahujú neoceniteľné informácie o štruktúre molekúl a to hlavne v prípade, keď nie sú dostupné iné techniky, ako napríklad RTG analýza. Tieto informácie však nemožno extrahovať bez pochopenia vzťahu medzi štruktúrou molekuly a samotnými spin-spinovými väzbami v skúmanom systéme. Fenomén nepriamych spin-spinových väzieb je pozoruhodne koncepčne zle pochopený v zložitých experimentálnych situáciách, v ktorých sú potenciálne zapojené naraz neväzbové („cez-priestor“), ale aj klasickejšie väzbové („cez-väzby“) dráhy interakcie. V tejto práci sme navrhli výpočtové postupy, ktoré umožňujú vizualizáciu jednotlivých prenosových dráh a odhad ich relatívnej váhy. Tieto metódy sú použiteľné pre veľké systémy s komplexnou interakciou jadrových magnetických momentov. Celkový obraz prenosových dráh v komplexnom systéme možno navyše ďalej spresniť príspevkami jednotlivých molekulových orbitálov alebo ich párov, ktoré súvisia s akýmkoľvek fragmentom molekulovej štruktúry. Navrhované metódy sú tiež použiteľné na analýzu hyperjemných väzbových dráh v EPR spektroskopii. Mohli by napríklad pomôcť vyriešiť problém, ako spinová polarizácia generovaná paramagnetickým centrom (centrami) dosiahne konkrétne aktívne jadro.

Publikácia:

• MALKINA, Oľga** – HIERSO, Jean-Cyrille** – MALKIN, Vladimír. Distinguishing „through-space“ from „through-bonds“ contribution in indirect nuclear spin-spin coupling: General approaches applied to complex JPP and JPSe scalar couplings. In Journal of the American Chemical Society, 2022, vol. 144, no. 24, p. 10768-10784. (2021: 16.383 – IF, Q1 – JCR, 5.728 – SJR, Q1 – SJR). Dostupné na: https://doi.org/10.1021/jacs.2c01637

← skryť

Na rozsiahlom systéme koróznych experimentov bola zásadným spôsobom modifikovaná dlhoročná predstava o koróznych procesoch prebiehajúcich na superzliatinách v interakcii s roztavenými fluoridmi. Dlhodobo preferovaný model bol založený na predstave, že zásadným faktorom, ktorý negatívne ovplyvňuje koróznu odolnosť zliatin, je prítomnosť oxidových aniónov v tavenine. Na systémoch zložených z eutektickej zmesi LiF/NaF/KF v interakcii so superzliatinou Incoloy 800 H/HT a prídavkami CrF₃•3H₂O, KF•HF, Na₂O, Cr₂O₃ a CrF₃ však bolo ukázané, že oveľa väčší negatívny vplyv na koróznu odolnosť superzliatin má prítomnosť vodíkového protónu, ktorý sa do systému dostáva ako nečistota hlavne v snahe čistiť vstupnú soľ zmesou F₂/HF (minoritne aj ako vlhkosť vstupných materiálov alebo atmosférická vlhkosť). Okrem odporúčania dôsledného odstránenia a zamedzenia prístupu vodíkových protónov do systému bol tiež preukázaný nezanedbateľný vplyv výberu ostatných materiálov, ktoré vstupujú do vzájomnej interakcie s cieľom vyhnúť sa galvanickej interakcii použitých materiálov.

Publikácia:

• PAVLÍK, Viliam** – BOČA, Miroslav – KITYK, Anna. Accelerated corrosion testing in molten fluoride salts: Effect of additives and the crucible material. In Corrosion Science, 2022, vol. 195, p. 110011-1-110011-15. (2021: 7.720 – IF, Q1 – JCR, 1.694 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 0010-938X. Dostupné na: https://doi.org/10.1016/j.corsci.2021.110011

← skryť

V tejto práci bol vôbec po prvýkrát pripravený materiál Y3Si2C2 syntézou v roztavej soli pri relatívne nízkej teplote (900?). Takto pripravený materiál bol následne použitý ako spojovací materiál pre spájanie kompozitov SiC vystužených uhlíkovými vláknami (C_f/SiC). Počas spájania došlo k eutektickej reakcii medzi Y₃Si₂C₂, γ(Y–C) fázy a SiC, čo viedlo k tvorbe taveniny a následnej precipitácii častíc SiC. Prítomnosť tekutej fázy podporila spekanie novovyvinutých častíc SiC, pričom došlo k ich úplnému zhutneniu s matricou C_f/SiC. Nadbytok taveniny bol z oblasti spoja vytlačený vplyvom pôsobenia jednoosového tlaku (30 MPa), čo vo finálnej fáze viedlo k tvorbe takmer bezšvového spoja. Spoj, ktorý bol pripravený pri teplote 1600°C a výdrži 10 min, vykázal najvyššiu šmykovú pevnosť s hodnotou 17.2 ± 2.9 MPa.

Publikácia:

• https://www.susteng.eu/p/proceedings
• YU, Teng – XU, Jie* – ZHOU, Xiaobing – TATARKO, Peter – LI, Yang – HUANG, Zhengren – HUANG, Qing. Near-seamless joining of Cf/SiC composites using Y3Si2C2 via electric field-assisted sintering technique. In Journal of Advanced Ceramics, 2022, vol. 11, no. 8, p. 1196–1207. (2021: 11.534 – IF, Q1 – JCR, 1.558 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 2226-4108. Dostupné na: https://doi.org/10.1007/s40145-022-0593-3

← skryť

Minerál halloyzit, bol študovaný ab initio DFT a Force field (FF) výpočtovými metódami ako potenciálny adsorbent polutantov. Významným prínosom tohto štúdia je, že neúplná experimentálna planárna štruktúra halloyzitu bola spesnená ab initio DFT metódou a následne bol na jej základe v spolupráci s kolegami z Karlovej Univerzity v Prahe navrhnutý model halloyzitovej špirálovej nanorúrkovej štruktúry. Tento model bol ďalej použitý pri štúdiu adsorpcie polutantov (atrazín a diuron) FF metódou, kde sa zistilo, že halloyzit účinne adsorbuje obidva herbicídy, pričom diuron sa viaže silnejšie v dôsledku svojej polárnejšej štruktúry v porovnaní s atrazínom (Obr) [1]. Tento fakt sa potvrdil aj pri sorbovaní týchto herbicídov na ďalšom nanorúrkovom minerále, imogolite a smektitoch [2]. Spresnený model planárnej štruktúry halloyzitu sa využil pri štúdiu sorpcie liečiva irinotekanu, ktoré sa využíva pri liečbe rakoviny. Halloyzit sa može v tomto prípade použiť nielen ako potenciálny nosič liečiva, ale aj pri účinnej adsorpcii irinotekanu ako polutantu z odpadových vôd [3].

Publikácia:

[1] GIANNI, Eleni** – MORENO RODRÍGUEZ, Daniel** – JANKOVIČ, Ľuboš – SCHOLTZOVÁ, Eva – POSPÍŠIL, Miroslav. How herbicides like atrazine and diuron interact with the spiral halloysite structure. In Journal of Environmental Chemical Engineering, 2022, vol. 10, no. 6, p. 108785-1-108785-10. (2021: 7.968 – IF, Q1 – JCR, 1.042 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 2213-3437. Dostupné na: https://doi.org/10.1016/j.jece.2022.108785
[2] MORENO RODRÍGUEZ, Daniel** – JANKOVIČ, Ľuboš – SCHOLTZOVÁ, Eva. Immobilisation of diuron herbicide employing smectites. In Materials Today Communications, 2022, vol. 31, p. 103252-1-103252-12. (2021: 3.662 – IF, Q3 – JCR, 0.623 – SJR, Q2 – SJR). ISSN 2352-4928. Dostupné na: https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2022.103252
[3] GIANNI, Eleni – SCHOLTZOVÁ, Eva **.Theoretical investigation of halloysite as potential sorbent for pharmaceutical wastewaters. SUSTENG 2022, 31 Aug – 04 Sep 2022, Rethymno, Crete, Greece, p. 477-481, ISBN Number: 978-618-86417-0-9. Dostupné na: https://www.susteng.eu/p/proceedings.

← skryť

Adsorpciou indukovaná emisia predstavuje jav, pri ktorom interakciou organických farbív s rôznymi povrchmi materiálov dochádza k potlačeniu rotačno-vibračných dezaktivačných procesov exitovaných stavov molekúl. Ich potlačenie umožňuje pozorovať fluorescenciu molekulových monomérov farbív. V našom výskume sme ako prví pozorovali adsorpciou indukovanú emisiu farbiva pseudoisocyanín (PIC), ktoré je zaujímavé z hľadiska jeho unikátnej emisie J-agregátov avšak fluorescencia monomérov tohto farbiva pozorovaná nebola. Adsorpcia molekuly PIC na povrch saponitu spôsobila zmenu dihedrálnych uhlov medzi pyridínovými podskupinami a znížila pravdepodobnosť neradiačnej relaxácie v prospech radiačnej relaxácie formou fluorescencie. Ďalším, doteraz neštudovaným systémom, na ktorom sme pozorovali adsorpciou indukovanú fluorescenciu bolo zwiteriónové Reinchardove farbivo adsorbované na povrchu modifikovaného vrstevnatého kremičitanu. Nami aplikovaná špecifická modifikácia povrchu anorganického materiálu vyvolala fluorescenciu, inak nefluorescenčného farbiva.

Publikácia:

• BOHÁČ, Peter** – BUDZÁK, Šimon – PLANETOVÁ, Viktória – KLEMENT, Róbert – BUJDÁK, Juraj. Adsorption-induced fluorescence of pseudoisocyanine monomers in systems with layered silicates. In Journal of Physical Chemistry C, 2022, vol. 126, no. 40, p. 17255-17265. (4.177 – IF, Q2 – JCR, 1.103 – SJR, Q1 – SJR). https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.2c03497
• PRIBUS, Marek** – BUDZÁK, Šimon – PRIBUSOVÁ SLUŠNÁ, Lenka – ŠIMONOVÁ, Tímea – JANKOVIČ, Ľuboš – MÉSZÁROS, R. – BUJDÁK, Juraj. Luminescence of Reichardt´s dye in polyelectrolyte-modified saponite colloids. In Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2022, vol. 642, p. 128663-1-128663-10. (5.518 – IF, Q2 – JCR, 0.758 – SJR, Q2 – SJR). https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2022.128663

← skryť

Sklený prechod označuje transformáciu medzi podchladeným kvapalným stavom a zmrazeným (tuhým) sklovitým stavom. Kinetika skleného prechodu je poháňaná relaxačnými pohybmi určitých/dominantných štruktúrnych jednotiek. Diferenciálna skenovacia kalorimetria, termomechanická analýza a Ramanova spektroskopia boli použité na štúdium úlohy oxidov Li₂O a P2O5 na štruktúrne a relaxačné javy v Li-dopovanom 45S5 Bioskle. Zistilo sa, že správanie skleného prechodu je podobné pre entalpické a objemové prejavy relaxačných pohybov. Použil sa model Tool-Narayanaswamy-Moynihan (TNM). Na stanovenie relaxačných parametrov modelu bola použitá vylepšená simulačno-porovnávacia metodológia. Parametre TNM modelu a vybrané charakteristiky skelného prechodu (teplota skelného prechodu a koeficienty tepelnej rozťažnosti) nevykazovali štatisticky významnú koreláciu s konkrétnymi prvkami prítomnými v syntetizovaných sklách. Preto sa informácie o zložení skiel použili na výpočet teoretických množstiev druhov Qⁿ_Si v skle 45S5 dopovaných Li. Zistilo sa, že prakticky všetky skúmané fyzikálno-chemické veličiny súvisiace s kinetikou skleného prechodu vykazujú koreláciu s obsahom druhov Q²_Si, ktoré sú zodpovedné za štruktúry vytvorenú reťazcami v študovaných sklách.

Publikácia:

• CHROMČÍKOVÁ, Mária** – SVOBODA, Roman – PECUŠOVÁ, Beáta – HRUŠKA, Branislav – HUJOVÁ, Miroslava – NOWICKA, Aleksandra – LIŠKA, Marek. Effect of lithium doping on the glass transition behavior of the Bioglass 45S5. In Journal of Non-Crystalline Solids, 2022, vol. 594, p. 121797-1-121797-7. (2021: 4.458 – IF, Q1 – JCR, 0.751 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 0022-3093. Dostupné na: https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2022.121797

← skryť

Titán a Ti zliatiny zostávajú najbežnejšími materiálmi na výrobu protéz a implantátov. Titán a jeho zliatiny nespĺňajú všetky klinické požiadavky, a aby sa zlepšili biologické, chemické a fyzikálno-mechanické vlastnosti vykonáva sa často dodatočná povrchová úprava biomedicínskych Ti-zliatin. Počas realizácie projektu APVV-0322 bola navrhnutá a preskúmaná inovatívna metóda povrchovej úpravy Ti zliatin (Ti) na mikro a nano úrovniach (Obr.), ktorá umožňuje zlepšiť koróznu odolnosť, bio-kompatibilitu a osseointegráciu titánových protéz a implantátov. Najnovšia technológia elektrochemického povrchového leptania a elektro-leštenia v ekologických hlboko eutektických rozpúšťadlách začína byť sľubnou alternatívou ku klasickým metódam povrchovej úpravy titánu. Nízka spotreba energie, primeraná cena, ekologická bezpečnosť zložiek elektrolytu a jednoduchosť implementácie metódy robia navrhovanú metódu konkurenčne lepšou v porovnaní s inými technikami povrchovej úpravy titánu. Získané výsledky sa stali základom dvoch patentových návrhov.

Publikácia:

• KITYK, Anna** – PROTSENKO, V. – DANILOV, F.I. – BOBROVA, Lina – HNATKO, Miroslav – PAVLÍK, Viliam – ŠOLTÝS, Ján – LABUDOVÁ, Martina – RUSKOVÁ, Magdaléna – PANGALLO, Domenico. Design of Ti-6Al-4V alloy surface properties by galvanostatic electrochemical treatment in a deep eutectic solvent Ethaline. In Surface & Coatings Technology, 2022, vol. 429, art. no. 127936. (2021: 4.865 – IF, Q2 – JCR, 0.922 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 0257-8972. Dostupné na: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2021.127936

Patenty:

• Európska patentová prihláška s názvom: „Method for electrochemical surface treatment of biomedical products made of titanium or Ti-based alloys“ pod číslom 22193733.7 (registrácia 2.09.2022).
• Európska patentová prihláška s názvom: “A method for electrochemical surface treatment of biomedical products made of titanium or Ti-based alloys” pod číslom 22204696.3 (registrácia 31.10.2022).

← skryť

Sklený prechod označuje transformáciu medzi podchladeným kvapalným stavom a zmrazeným (tuhým) sklovitým stavom. Kinetika skleného prechodu je poháňaná relaxačnými pohybmi určitých/dominantných štruktúrnych jednotiek. Diferenciálna skenovacia kalorimetria, termomechanická analýza a Ramanova spektroskopia boli použité na štúdium úlohy oxidov Li2O a P2O5 na štruktúrne a relaxačné javy v Li-dopovanom 45S5 Bioskle. Zistilo sa, že správanie skleného prechodu je podobné pre entalpické a objemové prejavy relaxačných pohybov. Použil sa model Tool-Narayanaswamy-Moynihan (TNM). Na stanovenie relaxačných parametrov modelu bola použitá vylepšená simulačno-porovnávacia metodológia. Parametre TNM modelu a vybrané charakteristiky skelného prechodu (teplota skelného prechodu a koeficienty tepelnej rozťažnosti) nevykazovali štatisticky významnú koreláciu s konkrétnymi prvkami prítomnými v syntetizovaných sklách. Preto sa informácie o zložení skiel použili na výpočet teoretických množstiev druhov QnSi v skle 45S5 dopovaných Li. Zistilo sa, že prakticky všetky skúmané fyzikálno-chemické veličiny súvisiace s kinetikou skleného prechodu vykazujú koreláciu s obsahom druhov Q2Si, ktoré sú zodpovedné za štruktúry vytvorenú reťazcami v študovaných sklách.

Publikácia:

• MEDEIROS MELO, Tatiane** – SCHAUERTE, Marina – BLUHM, Annika – SLANÝ, Michal – PALLER, Michael – BOLAN, Nanthi – BOSCH, Julian – FRITZSCHE, Andreas – RINKLEBE, Jörg**. Ecotoxicological effects of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) and of a new PFAS adsorbing organoclay to immobilize PFAS in soils on earthworms and plants. In Journal of Hazardous Materials, 2022, vol. 433, p. 128771-1-128771-11. (2021: 14.224 – IF, Q1 – JCR, 1.991 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 0304-3894. Dostupné na: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.128771

← skryť

Dôležitou skupinou materiálov na báze vrstevnatých kremičitanov sú hybridné anorganicko-organické materiály, v ktorých funkčnou zložkou sú rôzne organické farbivá. Medzi zložkami prebiehajú rôzne interakcie a javy, čo si vyžiadalo rozsiahly výskum a hĺbkovú analýzu experimentálnych dát. Podarilo sa odhaliť mechanizmy interakcií organických farbív s vrstevnatými kremičitanmi, čo pomohlo ozrejmiť výskyt niektorých javov, ako sú napr. tvorba molekulových agregátov a pokles fotoaktivity [1]. Vypracovali sa rôzne stratégie pre prípravu hybridných tuhých látok, aby sa v čo najväčšej miere zachovala fotoaktivita farbív. Jedným z dôležitých krokov je modifikácia povrchu nanočastíc silikátu pomocou organických surfaktantov [2-3]. Okrem vplyvu na aktivitu farbív, je tento typ modifikácie nevyhnutný pri príprave nanokompozitov, aby sa dosiahla kompatibilita nanočastíc s polymérmi [4]. Optimalizáciou parametrov syntéz sa podarilo pripraviť kompozity polymérov s významnými antimikrobiálnymi vlastnosťami, v ktorých ako významná antimikrobiálna zložka vystupoval fotosenzibilizátor floxín B (Obr).

Publikácia:

1. ŠIMONOVÁ, T.** – MÉSZÁROS, R. – SEBECHLEBSKÁ, T. – BUJDÁK, J.** Non-Arrhenius kinetics and slowed-diffusion mechanism of molecular aggregation of a rhodamine dye on colloidal particles. In Physical Chemistry Chemical Physics, 2021, vol. 23, no. 32, p. 17177-17185. (2020: 3.676 – IF, Q1 – JCR, 1.053 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 1463-9076.
2. BOHÁČ, P.** – SASAI, R. – SOONTORNCHAIYAKUL, W. – CZÍMEROVÁ, A. – BUJDÁK, J. Resonance energy transfer between cyanine dyes in hybrid films of layered silicate prepared by layer-by-layer method. In Applied Clay Science, 2021, vol. 202, p. 105985-1-105985-9. (2020: 5.467 – IF, Q1)
3. BARLOG, M.** – PÁLKOVÁ, H. – BUJDÁK, J. Luminescence of a laser dye in organically-modified layered silicate pigments. In Dyes and Pigments, 2021, vol. 191, p. 109380-1-109380-11. (2020: 4.889 – IF, Q1).
4. DADI, N. C. T. – BUJDÁK, J.** – MEDVECKÁ, V. – PÁLKOVÁ, H. – BARLOG, M. – BUJDÁKOVÁ, H.**. Surface characterization and anti-biofilm effectiveness of hybrid films of polyurethane functionalized with saponite and phloxine B. In Materials, 2021, vol. 14, p. 7583-1-7583-21. (3.623 – IF, Q1).

← skryť

Nukleárna magnetická rezonancia (NMR) je výnimočná technika, ktorá má široké uplatnenie vo vede, medicíne a priemysle. NMR spektroskopia sa napríklad používa na charakterizáciu nových protirakovinových liekov alebo na štúdium spracovania jadrového odpadu. NMR spektrá obsahujú množstvo užitočnej informácie o elektrónovej štruktúre paramagnetických látok. Na rozdiel od NMR spektroskopie diamagnetických látok, je NMR paramagnetických molekúl relatívne nepreskúmaná a náročná vedecká oblasť. Táto práca obsahuje podrobnú experimentálnu a teoretickú štúdiu dvoch paramagnetických  zlúčenín v tuhom stave [Cr(III) a Cu(II)] s výrazne odlišnou elektrónovou štruktúrou. Vôbec prvýkrát boli pozorované a analyzované extrémne odtienené ¹³C NMR posuny, 900-1200 ppm. Merané signály sú vysvetlené na základe elektrónovej a spinovej štruktúry a dvoch spinových delokalizačných mechanizmov, konjugácie v ?-priestore a hyperkonjugácie v ?-priestore. Tento príspevok poskytuje návod pre budúce skúmanie NMR signálov komplexných paramagnetických systémov.

Publikácia:

• NOVOTNÝ, Jan* – JEREMIAS, Lukáš* – NIMAX, Patrick – KOMOROVSKÝ, Stanislav – HEINMAA, Ivo – MAREK, Radek**. Crystal and substituent effects on paramagnetic NMR shifts in transition-metal complexes. In Inorganic Chemistry, 2021, vol. 60, no. 13, p. 9368-9377. (2020: 5.165 – IF, Q1 – JCR).

← skryť

V práci bola teoreticky študovaná stabilita štruktúr s interkalovaným herbicídom atrazínom v ílových mineráloch na báze smektitov, v beidellite (Bd) a montmorillonite (Mt) ab initio DFT metódou. V štúdii boli použité modely interkalovaného atrazínu v čistých smektitoch ako aj v modifikovaných organickým surfaktantom, tetrametylfosfóniovým katiónom. Analyzované vodíkové väzby a interkalačná energia (E_int) reprezentujúca mieru stability jednotlivých organoílov ukázali, že jednoznačne stabilnejšie sú štruktúry na báze Bd, ktorý sa vyznačuje substitúciami v tetraédrických sieťach (Al³⁺/Si⁴⁺) a modifikácia smektitu organickým katiónom (TMP) výrazne prispieva k zvýšeniu stability štruktúry herbicíd-smektit pre obidva smektity. (E_int – Bd: -67.6; -221.1; kJ/mol a Mt: -48.1; -189.0 kJ-mol).

Publikácia:

• MORENO RODRÍGUEZ, Daniel** – JANKOVIČ, Ľuboš – SCHOLTZOVÁ, Eva – TUNEGA, Daniel. Stability of atrazine-smectite intercalates: Density functional theory and experimental study. In MINERALS-BASEL, 2021, vol. 11, no. 6, p. 554-1-554-20. (2020: 2.644 – IF, Q2 – JCR) Typ: ADCA

← skryť

Výroba vysoko kompaktných surových/nespečených telies je kľúčovou stratégiou na dosiahnutie vysokej hustoty a transparentnosti polykryštalickej keramiky vyrobenej práškovou metalurgiou. Tento prístup však komplikuje proces tvarovania. Hoci vysoká spekateľnosť nanokeramických práškov otvorila sľubnú cestu k dosiahnutiu vysokohutných homogénnych telies, takýto potenciál nebol nikdy využitý na zjednodušenie výroby transparentnej keramiky. Práca skúma, či použitie nano-Y₂O₃ prášku umožní výrobu transparentnej Y₂O₃ keramiky z nespečených vzoriek s nízkou počiatočnou hustotou. Komerčný nano Y₂O₃ prášok s veľkosťou častíc približne 30 nm bol tvarovaný jednoosovým lisovaním, zhutnený predspekaním pri teplote 1500 °C s následným žiarovým izostatickým lisovaním. Vďaka vynikajúcej spekateľnosti nanoprášku Y₂O₃ prášku bolo možné aj napriek nízkej počiatočnej hustote získať vysokohutné priesvitné Y₂O₃ vzorky.

Publikácia:

• Najafzadehkhoee, Aliasghar – Talimian, Ali – Sedláček, Jaroslav – Lisnichuk, M –  Hvizdoš Pavol – Galusek Dušan Translucent yttrium oxide ceramics from low-density green bodies shaped by uniaxial pressing, Journal of the European Ceramic Society, 2022, corrected proofs

← skryť

Korodovaný povrch historických skiel sa skúmal mikro-Ramanovou spektroskopiou. Súbory spektier získané laterálnym a stratifikovaným mapovaním sa analyzovali metódou PCA (Principal Components Analysis), ktorá poskytla počet lineárne nezávislých spektier v skúmanom súbore. Následne sa metódou MCR (Multivariate Component Analysis) získali Ramanove spektrá nekorodovaného skla a jednotlivých koróznych produktov (tzv. loadings) a ich relatívne zastúpenie .(tzv. scores) v jednotlivých meraných bodoch. Správnosť získaných výsledkov sa potvrdila porovnaním výsledkov získaných laterálnym a stratifikovaným mapovaním. Na základe dominantných scores sa zobrazila laterálna distribúcia jednotlivých koróznych produktov.

Publikácia:

• HRUŠKA B – NOWICKA A – CHROMČÍKOVÁ M – GREINER-WRONA E – SMOLíK J – SOLTÉZS V – LIŠKA M Raman spectroscopic study of corroded historical glass. In International Journal of Applied Glass Science, 2021, vol. 12, no. 4, p. 613-620. (IF 2.029, Q2)

← skryť

Za posledné dve dekády sa čoraz väčšia pozornosť kladie na čistenie odpadových vôd pomocou fotokatalyzátora TiO₂. Z toho dôvodu bol výskum zameraný na prípravu TiO₂ nanorúrok (TNTs) na transparentnom keramickom materiáli (spinel – MgAl₂O₄) pomocou anodickej oxidácie Ti vrstvy nanesenej magnetrónovou depozíciou. Vlastnosti TNTs boli porovnané s nanorúrkami pripravenými na troch iných substrátoch: monokryštalický Si substrát, polymérna fólia Kapton a kovová Ti fólia. Pomocou fotokatalytickej degradácie dvoch modelových polutantov rodamínu B (RhB) a bispfenolu A (BPA) sme dokázali, že v závislosti na použitom substráte účinnosť fotokatalytickej degradácie TNTs rastie od Kapton < spinel < Si < Ti. Nanorúrky vypestované na Ti fólii majú najlepšiu fotokatalytickú aktivitu dosahujúcu 88% degradácie RhB a 36% degradácie BPA. Kinetický model pre degradáciu RhB najlepšie popisuje reakcia pseudo-prvého stupňa, zatiaľ čo degradáciu BPA lepšie popisuje reakcia fraktálneho pseudo-prvého stupňa. Výsledky výpočtu zvyškového napätia a deformácie na rozhraní substrát-TNTs ukázali, že materiál spinel-TNTs vykazuje najnižšie hodnoty napätia a deformácie, majú stabilnú štruktúru a dochádza iba k minimálnemu odlupovaniu TNTs.

Publikácie:

• PETRISKOVÁ, Patrícia – MONFORT, Olivier – SATRAPINSKY, Leonid – DOBROČKA, Edmund – PLECENIK, Tomáš – PLESCH, Gustav – PAPŠIK, Roman – BERMEJO, Raúl – LENČÉŠ, Zoltán: Preparation and photocatalytic properties of TiO₂ nanotube arrays prepared on transparent spinel. Ceramics International, 47 (2021) 12970-12980. (4,527 – IF2020).

← skryť

Cieľom tejto práce bolo odhaliť úlohu opticky neaktívnych defektov pri príprave transparentného horečnato-hlinitého spinelu a tieto poznatky následne zužitkovať pri vyvíjaní nových metód prípravy alebo zavedení nových spekacích prísad čo by umožnilo spekanie pri nižších teplotách. Vykonané štúdie ukázali, že:

1. spekanie MgAl₂O₄ pomocou SPS pri nízkych teplotách znižuje kontamináciu vzoriek uhlíkom a umožňuje výrobu transparentného polykryštalického spinelu pri teplote nižšej ako 1300 °C,
2. štrukturálne defekty, ako je inverzia pri spinely, znižujú aktivačnú energiu spekania z cca. 800 kJ mol^-1 na 530 kJ mol^-1,
3. prídavok LiOH ako spekacej prísady podporuje spekanie MgAl₂O₄, čo sa vysvetľuje koncentráciou kyslíkových vakancií a štrukturálnou inverziou,
4. LiOH je alternatívou ku konvenčným spekacím prísadám používaným na výrobu transparentného spinelu a
5. prídavok fluoridov prechodných kovov môže pomôcť zhutneniu a zároveň zaviesť opticky aktívny prvok do štruktúry MgAl₂O₄.

Publikácia:

• TALIMIAN, Ali** – EL-MAGHRABY, Hesham F. M. Aldelrehim – MICHÁLKOVÁ, Monika – GALUSEK, Dušan. Sintering and grain growth behaviour of magnesium aluminate spinel: Effect of lithium hydroxide addition. In Journal of the European Ceramic Society, 2021, vol. 41, no. 11, p. 5634-5643. (2020: 5.302 – IF, Q1 – JCR, 1.204 – SJR, Q1 – SJR, CCC).

← skryť

Cieľom tejto práce bola príprava kompozitov B₄C s prídavkom 10 obj.% TiB₂ pomocou reakčného spekania v elektrickom poli, kde sú finálne materiály tvorené in-situ reakciou medzi B₄C, TiO₂ a uhlíkovými sadzami. Bol jednoznačne preukázaný kombinovaný vplyv elektrického poľa a in-situ reakcií za vzniku veľkého množstva CO plynu na tvorbu elektrického oblúka. V dôsledku toho dochádzalo k výraznému lokálnemu prehriatiu na rozhraní TiB₂/B₄C, čo viedlo k čiastočnej dekompozícií zŕn B₄C za vzniku grafénových platničiek. Ak jeden z týchto dvoch faktorov nebol zapojený do procesu prípravy, napríklad pri žiarovom lisovaní bez elektrického poľa, resp. pri konvenčnom (bezreakčnom) spekaní práškov B₄C a TiB₂ v elektrickom poli, nedochádzalo k tvorbe grafénových platničiek. Práca tiež navrhla inovatívny spôsob prevencie tejto dekompozície zŕn B₄C, využitím tzv. izolovaného reakčného spekania v elektrickom poli.

Publikácia:

• ÜNSAL, Hakan – GRASSO, Salvatore – KOVALČÍKOVÁ, Alexandra – HANZEL, Ondrej – TATARKOVÁ, Monika – DLOUHÝ, Ivo – TATARKO, Peter**. In-situ graphene platelets formation and its suppression during reactive spark plasma sintering of boron carbide/titanium diboride composites. In Journal of the European Ceramic Society, 2021, vol. 41, no. 13, p. 6281-6289. (2020: 5.302 – IF, Q1 – JCR).

← skryť