Témy dizertačných prác 2025/2026

Fluoridy pre moderné aplikácie

Školiteľ: doc. Ing. Miroslav Boča, DrSc. e-mail: miroslav.boca@savba.sk
Študijný program: anorganická chémia, anorganická technológia a materiály

• Predmetom práce bude štúdium ternárnych anorganických fluoridov pre moderné aplikácie (napr. senzory, lasery, batérie). čítať ďalej → Obsahom štúdia bude vývoj syntetických metód, následná spektrálna, termochemická prípadne štruktúrna charakterizácia a identifikácia aplikačne zaujímavých systémov.
  Kľúčové slová: ternárne fluoridy, spektrálna charakterizácia, modifikačné premeny ← skryť

Odolnosť inovatívnych materiálov proti korózii v energetických aplikáciách: Analýza interakcií v roztavených soliach

Školiteľ: doc. Ing. Miroslav Boča, DrSc. e-mail: miroslav.boca@savba.sk
Študijný program: Anorganická chémia, anorganická technológia a materiály

• Predmetom práce bude štúdium želaných a neželaných interakcií rôznych konštrukčných materiálov v prostredí roztavených solí. čítať ďalej → Tieto konštrukčné materiály sa používajú v rôznych energetických aplikáciách od akumulácie slnečnej energie, cez pokročilé jadrové reaktory až po batérie. Cieľom práce bude identifikovať faktory, ktoré ovplyvňujú interakcie materiálov a tavenín (či už pozitívne alebo negatívne) a následne navrhnúť úpravu experimentálnych podmienok tak, aby tieto interakcie mohli byť cielene riadené.

  Kľúčové slová: korózia, roztavené soli, konštrukčné materiály, zliatiny, interakcie, energetické aplikácie ← skryť

Hybridné materiály s fotosenzibilizačnými vlastnosťami

Školiteľ: Mgr. Peter Boháč, PhD. e-mail: peter.bohac@savba.sk
Konzultant: prof. RNDr. Juraj Bujdák, DrSc. e-mail: juraj.bujdak@savba.sk
Študijný program: Fyzikálna chémia

• S výzvami, ktoré prináša 21 storočie, predovšetkým v oblasti medicíny, energetiky a ochrane životného prostredia, rastie dopyt po udržateľných technológiách a materiáloch. Zaraďujeme sem aj využitie reaktívnych foriem kyslíka (ROS), čítať ďalej →ktoré si nachádzajú čoraz širšie uplatnenie, a to predovšetkým v oblastiach medicíny a v environmentálnych technológiách. To so sebou prináša zvyšujúci sa dopyt po nových typoch materiálov, ktoré sú schopné efektívnej fotosenzibilizácie ROS. Predmetom dizertačnej práce bude príprava a charakterizácia hybridných materiálov na báze vrstevnatých kremičitanov a organických fotosenzibilizátorov a ich kompozitov s komerčnými polymérmi, s cieľom maximalizovať efektivitu fotosenzibilizácie ROS, predovšetkým singletového kyslíka. Práca bude vyžadovať zvládnutie jednoduchých chemických syntéz a využitie techník molekulovej spektroskopie, predovšetkým UV-Vis spekoskopiu, fluorescenčnú spektroskopiu a meranie kvantových výťažkov.

  Kľúčové slová: Hybridné materiály, vrstevnaté kremičitany, fotosenzibilizácia, singletový kyslík, spektroskopia ← skryť

Zmeny fotofyzikálnych vlastností organických farbív prostredníctvom adsorpcie

Školiteľ: prof. RNDr. Juraj Bujdák, DrSc. e-mail: juraj.bujdak@savba.sk
Študijný program: Fyzikálna chémia

• Adsorpciou niektorých luminofórov sa môžu významne meniť fotofyzikálne vlastnosti týchto látok. Príčinou môžu byť fotofyzikálne a chemické interakcie medzi molekulami farbív, čítať ďalej →zmena molekulovej štruktúry, agregácia molekúl farbív, alebo priamo interakcia so substrátom. Témou práce bude príprava a charakterizácia hybridných sústav vrstevnatých silikátov a vybranej série organických luminofórov. Cieľom bude vývoj nových fotofunkčných hybridných sústav a materiálov, v ktorých sa predpokaldá zachovanie prípadne zlepšenie fotoaktivity adsorbovaných molekúl farbív, dosiahnutie nových fotofunkčných vlastností, prípadne cielené zmeny vlastností luminofórov.

  Kľúčové slová: luminiscencia, vrstevnaté silikáty, hybridné materiály ← skryť

Navrhovanie nákladovo efektívnych a udržateľných sodíkovo-iónových batérií

Školiteľ: doc. Ing. Miroslav Hnatko, PhD. e-mail: miroslav.hnatko@savba.sk
Študijný program: Anorganická chémia, anorganická technológia a materiály

• Sodíkovo-iónové batérie (SIB) ponúkajú sľubnú alternatívu k lítium-iónovým batériám (LIB), ktoré využívajú bohaté a udržateľnejšie zdroje sodíka. čítať ďalej → Cieľom práce bude vývoj efektívnej a ekologickej SIB. Vývoj nízkonákladového anódového kompozitu s vysokou kapacitou bude zahŕňať vytvorenie anódy z tvrdého uhlíka s použitím recyklovaného odpadu z biomasy spolu s elektrochemickými štúdiami na optimalizáciu výkonu batérie. Na porovnanie budú pripravené aj anódy na báze amorfného Si-O-C z polymérnych prekurzorov. Pokiaľ ide o katódu, úsilie sa zameria na navrhnutie lacného, chemicky stabilného kompozitu vyvinutím polyaniónových materiálov typu NaSICON (na báze Fe-Ti-Al-Si-P) a maricitu. Materiály pre anódy a katódy budú analyzované z materiálového hľadiska a budú študované ich elektrochemické vlastnosti. Hlavným výstupom práce bude vývoj trvanlivej, nákladovo efektívnej a udržateľnej technológie SIB, ktorá ponúka životaschopné riešenie pre budúce potreby skladovania energie.

  Kľúčové slová: Na-ion batérie, SiOC anóda, NaSICON, tvrdý uhlík, maricit ← skryť

Vývoj pokročilých relativistických metód určených na predpovedanie spektroskopických parametrov

Školiteľ: Mgr. Stanislav Komorovský, PhD. e-mail: stanislav.komorovsky@savba.sk
Študijný program: Teoretická a počítačová chémia

• V poslednej dobe naberá na dôležitosti výskum na systémoch obsahujúcich ťažké prvky, ako napríklad pri vývoji nových materiálov pre dátové pamäte, pre diódy emitujúce svetlo, alebo pri vývoji nových protirakovinových liekov. čítať ďalej → Hlavným cieľom dizertačnej práce je vývoj relativistických metód pre výpočet spektroskopických parametrov (NMR, EPR, XRay, MCD, …), nasledovaný ich efektívnou implementáciou do programu ReSpect, ktorý je voľne dostupný vedeckej komunite na stránke respectprogram.org.

  Kľúčové slová: kvantová chémia, NMR, EPR, relativistická teória, numerické metódy, výpočtová veda ← skryť

Žiadúce interakcie roztavených fluoridov na báze kritických prvkov

Školiteľ: Ing. Blanka Kubíková, PhD. e-mail: blanka.kubikova@savba.sk
Školiteľ: doc. Ing. Miroslav Boča, DrSc. e-mail: miroslav.boca@savba.sk
Študijný program: Fyzikálna chémia, anorganická technológia a materiály

• Európska Únia (EÚ) trpí vo všeobecnosti nedostatkom nerastných surovín a vytvorila zoznam kritických prvkov s nízkym stupňom recyklácie. čítať ďalej →Recyklácia predstavuje efektívny spôsob ako znížiť závislosť na dovoze nerastných surovín, znížiť objem odpadov a zvýšiť udržateľnosť. Predmetom práce bude štúdium a charakterizácia roztavených fluoridov s obsahom kritických prvkov prostredníctvom fyzikálnochemickej a termochemickej analýzy, a následnej spektrálnej a difrakčnej analýzy čistých látok, roztavených zmesí, príp. zatuhnutých zmesí po experimentoch.

  Kľúčové slová: fluoridové taveniny, kritické prvky, fyzikálno-chemické vlastnosti, spektrálna a difrakčná analýza ← skryť

Príprava SiOC keramických anód pre sodíkové batérie

Školiteľ: doc. Ing. Zoltán Lenčéš, PhD. e-mail: zoltan.lences@savba.sk
Študijný program: Anorganická chémia, anorganická technológia a materiály

• Práca bude zameraná na vývoj nových pórovitých keramických kompozitných anód na báze SiOC keramickej matrice obsahujúcej amorfný kremík alebo cín a uhlík/grafén pre sodíkové batérie. čítať ďalej →Na prípravu pórovitých keramických anód budú použité dva spôsoby: i) modifikovanie podmienok zosieťovania a pyrolýzy SiOC polymérnych prekurzorov s cieľom kontrolovať celkovú pórovitosť a pomer množstva mikro/mezo/makro-pórov, ii) príprava aerogélov z SiOC prekurzorov superkritickým sušením s CO2 v autokláve. V oboch prípadoch budú SiOC prekurzory dopované cínovým nanopráškom a elektricky vodivým uhlíkom/grafénom s cieľom zvýšiť špecifickú kapacitu a elektrickú vodivosť. Metódou ALD budú nanesené tenké ochranné vrstvy ZnO na SiOC anódy. Budú ocharakterizované vlastnosti pripravených pórovitých anód, konkrétne ich pórovitosť, mikroštruktúra, fázové zloženie a elektrochemické vlastnosti vrátane post mortem analýz.

  Kľúčové slová: sodíkové batérie, pórovitá keramika, pyrolýza, vodivosť ← skryť

Interpretácia NMR spin-spinových väzieb v komplexoch prechodných kovov

Školiteľ: Dr. Vladimír Malkin, DrSc. e-mail: uachmalk@savba.sk
Školiteľ: Dr. Oľga Malkin, DrSc. e-mail: uacholga@savba.sk
Študijný program: Teoretická a počítačová chémia

• Komplexy prechodných kovov hrajú dôležitú úlohu v mnohých oblastiach chémie. Je známe, že znamienko a veľkosť konštánt spin-spin interakcií v týchto komplexoch sa značne líši v závislosti od kovu. čítať ďalej → Napriek množstvu experimentálnych a teoretických údajov k tejto téme však zatiaľ nebolo navrhnuté žiadne uspokojivé vysvetlenie.

  Kľúčové slová: NMR, DFT, relativistická kvantová chémia, komplexy prechodných kovov ← skryť

Vývoj a aplikácia kvantovo chemických nástrojov na interpretáciu a analýzu parametrov NMR a EPR zlúčenín ťažkých prvkov

Školiteľ: Dr. Oľga Malkina, DrSc. e-mail: uacholga@savba.sk
Školiteľ: Mgr. Stanislav Komorovský, PhD. e-mail: stanislav.komorovsky@savba.sk
Študijný program: Teoretická a počítačová chémia

• V súčasnosti sa kvantovo-chemické programy stali nepostrádateľnými nástrojmi v rôznych oblastiach chémie. Rôzne možnosti analýzy získaných výsledkov čítať ďalej →a vysvetlenia pozorovaných trendov ich robia obzvlášť atraktívnymi pre chemikov. Vývoj interpretačných nástrojov na relativistickej úrovni nevyhnutných na spracovanie zlúčenín ťažkých prvkov však zostáva náročnou témou.

  Kľúčové slová: NMR, EPR, relativistická kvantová chémia ← skryť

Príprava a charakterizácia luminiscenčných sklo-keramických materiálov pripravených spekaním vo viskóznom toku

Školiteľ: Ing. Monika Michálková, PhD. e-mail: monika.michalkova@savba.sk
Školiteľ špecialista: Dr. Marzieh Ghadamyari
Študijný program: Anorganická technológia a nekovové materiály

• Hlavným cieľom tohto projektu je vytvoriť novú generáciu optoelektronických materiálov typu fosfor v skle (PiG). Tieto materiály sú navrhnuté tak, aby boli nákladovo efektívne čítať ďalej →a vysoko účinné a aby sa ich luminiscenčné vlastnosti dali prispôsobiť. Samotný materiál pozostáva zo sklenenej matrice a luminiscenčných častíc, pričom luminofor je založený na YAG a je dopovaný prvkami vzácnych zemín, ako sú as Eu3+, Eu2+, Dy3+, Tb3+, Ce3 alebo prechodnými kovmi, napríklad Mn4+/Cr3+. Účinnosť LED možno zlepšiť prispôsobením indexu lomu luminoforu sklenenej matrici, aby sa minimalizoval rozptyl svetla. Štúdia sa preto zameria na analýzu rôznych sklenených matríc, ako je odpadové sklo alebo sklo utavené v našich laboratóriách, a ich vplyv na optické vlastnosti kompozitu PiG. Proces zhutňovania bude zahŕňať viskózny tok pri teplotách do 1000 °C, čo pomáha znižovať náklady na prípravu.

  Kľúčové slová: viskózny tok skiel, sklo, keramika, luminiscencia ← skryť

Aditívna výroba 3D sklenených štruktúr obsahujúcich luminofor pre aplikácie s vylepšenou emisiou svetla

Školiteľ: Ing. Monika Michálková, PhD. e-mail: monika.michalkova@savba.sk
Konzultanti: Dr. Mahmoud Mokhtar, Jozef Kraxner PhD.
Študijný program: Anorganická technológia a nekovové materiály

• Hlavným cieľom tohto projektu je vytvoriť novú generáciu optoelektronických materiálov typu fosfor v skle (PiG). Tieto materiály sú navrhnuté tak, aby boli nákladovo efektívne a vysoko účinné a aby sa ich luminiscenčné vlastnosti dali prispôsobiť. čítať ďalej → Samotný materiál pozostáva zo sklenenej matrice a luminiscenčných častíc, pričom luminofor je založený na YAG a je dopovaný prvkami vzácnych zemín, ako sú as Eu3+, Eu2+, Dy3+, Tb3+, Ce3 alebo prechodnými kovmi, napríklad Mn4+/Cr3+. Prostredníctvom aditívnej výroby je možné integrovať viacero vrstiev rôznych luminoforov do jednej sklenenej matrice, čo môže zlepšiť optické vlastnosti konečného výrobku. V rámci PhD témy sa bude skúmať vplyv použitia rôznych aditívnych výrobných techník, ako sú stereolitografia (SLA), priame písanie atramentom (DIW), tavné depozičné modelovanie (FDM) a 3D tlač binder jet, na kvalitu vyrobených PiG materiálov a ich optické vlastnosti. Ako sklenená matrica sa použijú rôzne odpadové sklá ako aj sklá utavené v našich laboratóriách. Okrem toho je cieľom pochopiť, ako odlišné medzivrstvové usporiadanie a rôzne geometrické tvary 3D PiG štruktúr ovplyvňujú fotoluminiscenciu a optické vlastnosti výsledných materiálov.

  Kľúčové slová: PiG, sklo, keramika, 3D tlač, luminiscencia ← skryť

Syntézy z roztavených solí: Nová cesta k novým ako aj tradičným funkčným molekulám

Školiteľ: Ing. František Šimko, PhD. e-mail: frantisek.simko@savba.sk
Študijný program: Anorganická technológia a materiály

• Anorganické roztavené soli ako vysokoteplotné iónové kvapaliny majú vhodné fyzikálno-chemické vlastnosti ako rozpúšťadlá a reakčné médiá, vrátane vyššieho oxidačného potenciálu, čítať ďalej → vysokého prenosu hmoty, vysokej tepelnej a elektrickej vodivosti a výrazne nižších viskozít, hustôt a tlaku pár. V porovnaní s konvenčnými reakciami v tuhom stave je syntéza roztavenej soli jednou z najjednoduchších metód pre rýchle, nákladovo efektívne, nízkoteplotné spôsoby získavania nových alebo tradičných funkčných pevných látok. Syntéza z roztavených solí pri nízkej teplote je relatívne nový postup, ktorý sa úspešne použil pri syntéze tradičných keramických práškov (ako napr. YAG, Y3Al5O12), ako aj pri novoobjavených molekulách, oxo-fluoro-hlinitanoch alkalických kovov.

  Kľúčové slová: roztavené soli, tuhé elektrolyty, rýchle iónové vodiče, oxofluórohlinitany, YAG ← skryť

Nové perovskitové oxidy pre vysokoteplotné termoelektrické aplikácie

Školiteľ: Ing. Peter Tatarko, PhD. e-mail: peter.tatarko@savba.sk
Študijný program: Anorganická chémia

• Cieľom tohto výskumu je navrhnúť a vyvinúť nové termoelektrické materiály na báze perovskitových štruktúr typu ABO3. Dizertačná práca sa zameria na štúdium komplexných štruktúr ABO3 s minimálne štyrmi katiónmi na A-pozícii. čítať ďalej → Cieľom práce bude objasniť vplyv dopovania prvkov na B-pozícii na termoelektrické vlastnosti týchto materiálov. Výber konkrétnych materiálov bude podporený teoretickou predikciou. Experimentálna časť výskumu sa zameria na detailnú charakterizáciu elektrickej a tepelnej vodivosti, Seebeck-ovho koeficientu a celkovej účinnosti termoelektrickej premeny. Výsledky tohto výskumu môžu prispieť k vývoju vysoko výkonných termoelektrických generátorov a podporiť ciele Európskej zelenej dohody v oblasti energetickej efektívnosti a udržateľnosti.

  Kľúčové slová: perovskitové oxidy, termoelektrické materiály, entropiou stabilizovaná keramika, syntéza ← skryť