Projektová činnosť

Národné

MULCOMAT – Multifunkčné kompozitné materiály pre cielenú detekciu, adsorpciu a dekontamináciu nebezpečných organických molekúl
Multifunctional composite materials for detection, adsorption and decontamination of hazardous organic molecules
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Jankovič Ľuboš, PhD.
Anotácia: Predkladaný projekt je zameraný na vývoj novej generácie organo-modifikovaných ílových minerálov. Na modifikáciu sa použijú poly(2-alkenyl-2-oxazolíny), ktoré sú elektrostaticky neutrálne, avšak vysoko polárne polyméry. Očakávame, že organomodifikácia montmorillonitov s týmto typom polymérov bude viesť k organoílom so zlepšenou interkaláciou a teda s vyššou adsorpčnou schopnosťou voči rôznym nebezpečných organickým zlúčeninám. Prítomnosť poly(2-alkenyl-2-oxazolínov) a poly(2-alkenyl-2-oxazínov) v štruktúre ílových minerálov zabezpečí katalytický rozklad nebezpečných zlúčenín. V našom prípade sa pre hodnotenie adsorpcie a hydrolytického rozkladu využijú organofosfáty, ktoré patria medzi často používané pesticídy a tiež sa už využili ako chemické bojové látky. Kombinácia lepšej adsorpcie a rýchlejšieho hydrolytického rozkladu reprezentuje hlavný inovatívny prvok projektu a umožní využitie nanoreaktorov na báze montmorillonitov pre účinnú defosforyláciu neurotoxických organofosfátových zlúčenín. Nami predstavený katalytický systém neobsahuje atómy kovov a je vhodný pre ochranu ľudského zdravia a životného prostredia. Poly(2-alkenyl-2-oxazolíny) a poly(2-oxazíny) navyše predstavujú novú skupinu polymérov s reaktívnymi bočnými 2-oxazolínovými, respektíve 2-oxazínovými skupinami, ktoré sú schopné poskytovať modifikačné reakcie s karboxylovými skupinami. V našom prípade sa obidva typy bočných skupín využijú na stabilizáciu štruktúry počas reaktívneho spracovania s polymérnymi matricami obsahujúcimi karboxylové skupiny.
Doba trvania: 1.7.2024 – 30.6.2028
Pokročilé materiály na báze anorganických vrstevnatých štruktúr študované modelovým a experimentálnym prístupom
Advanced materials based on the inorganic layered structures studied by model and experimental approaches
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Scholtzová Eva, CSc.
Anotácia: Projekt predstavuje kombinovaný teoretický a experimentálny výskum vybraných polutantov adsorbovaných na vrstevnatých štruktúrach (VŠ) na báze grafénu (G), hlinitokremičitanov (HK) a ich modifikáciách s vylepšenými fyzikálnochemickými vlastnosťami. Adsorpciou na týchto VŠ sa polutanty výrazne extrahujú, napr. zo znečistených vôd. Porovnávacia štúdia účinnosti adsorpcie polutantov na vrstevnatých štruktúrach G typu (drahé materiály) a ílov (ekonomicky prijateľnejšie) je zameraná na detailný opis a pochopenie interakcií zodpovedných za tvorbu a stabilitu týchto komplexov (modelový prístup). Prinesie nové vedomosti o spôsobe imobilizácie polutantov a prispeje aj k návrhu pokročilých hybridných materiálov kombinujúcich vlastnosti oboch typov VŠ, ktoré našli uplatnenie v zelených technológiách. Výsledky z experimentov budú interpretované aj pomocou výstupov z modelovania, aby sa dosiahla komplexná charakterizácia študovaných pokročilých materiálov na báze anorganických vrstevnatých štruktúr.
Doba trvania: 1.1.2023 – 31.12.2026
Photomat – Fotofunkčné hybridné materiály organických luminofórov a nanočastíc vrstevnatých silikátov
Photofunctional hybrid materials of organic luminophores and nanoparticles of layered silicates
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Boháč Peter, PhD.
Anotácia: Zameranie projektu vychádza z moderných trendov materiálového výskumu a zo skúseností a nedávnych výsledkov kolektívu projektu. Zistilo sa, že adsorpcia, interkalácia prípadne tvorba molekulových agregátov špecifických typov organických molekúl môže významne zvýšiť ich fotoaktivitu, prejavujúc sa ako nárast luminiscencie. Stratégia zvýšenia fotoaktivity bude hlavným cieľom projektu. Každý z javov by mal fungovať v závislosti od molekulovej štruktúry luminofórov. Zameriame sa na hybridy fotoaktívnych organických luminofórov s vrstevnatými silikátmi. Štruktúrou prispôsobené S, N-heteroaromatické farbivá a ich komplexy s iónmi kovov budú pripravené v rámci tohto projektu. Heteroaromatické systémy budú modifikované katiónovými skupinami alebo ich koordinačnou väzbou s katiónmi kovov vrátane Ru(II), Ir(III), Au(III) a ďalších, aby sa zvýšila kompatibilita týchto chromofórov pre hybridy so silikátmi a dosiahli želané fotofyzikálne vlastnosti. Pre dosiahnutie cieľov bude dôležitá selekcia vrstevnatého nosiča, voľba chemickej modifikácie a vhodných podmienok pre syntézu hybridných sústav. Okrem zlepšenia vlastností molekúl ďalšími cielmi budú komplexné funkčné materiály s efektívnym využitím svetelnej energie. Tu bude kľúčovú úlohu zohrávať organizácia molekúl, aby sa docielili optimálne fotofyzikálne interakcie zacielené na určitú funkčnosť materiálu. Okrem luminiscenčných vlastností bude cieľom príprava hybridov najmä s fotosenzibilizačnými účinkami. Posledným krokom bude využitie nanočastíc na prípravu nanokompozitov s polymérmi a takto docieliť modifikáciu technických polymérov. Cieľom bude získať povrchy s fotosenzibilizačnými a fotodezinfekčnými účinkami, na ktorých budú vykonané testy pre rast biofilmov mikroorganizmov.
Doba trvania: 1.7.2023 – 30.6.2026
BENTONITE – GAP – Bentonit: strategická surovina Slovenska – inovatívne hodnotenie zdrojov a ich kvality pre jej efektívne využívanie
Bentonite: Slovak strategic raw material – Innovative assessment of bentonite quality and origin for its efficient use
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Madejová Jana, DrSc.
Anotácia: Bentonit je významná nerudná surovina, ktorej celosvetová ťažba neustále rastie. Vďaka vysokému obsahu ílových minerálov zo skupiny smektitov, má bentonit výnimočné vlastnosti ako napr. vysokú katiónovú výmennú kapacitu, schopnosť napučiavať, vysoký špecifický merný povrch, nízku hydraulickú vodivosť. Vďaka týmto vlastnostiam má bentonit mnoho aplikácií v rôznych odvetviach hospodárstva. Slovenská republika (SR) patrí medzi významných producentov bentonitu vo svete. Bentonit patrí k strategickým nerastným surovinám SR a jeho výskum má u násdlhodobú tradíciu. Za posledných 10-15 rokov sa v SR otvorilo viacero ložísk bentonitu, z ktorých väčšina nebolapodrobne študovaná. Aj to má za následok, že potenciál slovenských bentonitov sa nevyužíva v plnej miere.Jedným z cieľov projektu, je preto detailná charakterizácia novo-otvorených resp. do ťažby pripravovaných ložísk bentonitu, z pohľadu ich minerálneho, chemického zloženia, ich fyzikálnochemických, geotechnických areologických vlastností. Nové výsledky tiež prispejú k lepšiemu pochopeniu genézy bentonitových ložísk, čo môže viesť k objaveniu nových ekonomicky zaujímavých akumulácií bentonitov. Inovatívnosť a využiteľnosť projektu je predovšetkým v racionálnom a efektívnom využívaní nerastných surovinových zdrojov SR, k čomu smeruje ďalší cieľ projektu. Tým je nájdenie optimálneho využitia pre rôzne kvalitatívne typy bentonitov zo študovaných ložísk, podporené aj ekonomickou analýzou. K naplneniu tohto ambiciózneho cieľa prispejú aplikačné výstupy projektu ako napr. pasporty optimálneho využitia rôznych technologických typov bentonitu a 3D model kvality ťaženej suroviny a geologický model vybraného bentonitového ložiska. Predkladaný projekt chce, celkovo, prispieť ku komplexnému riešeniu dlhodobej udržateľnosti ťažby bentonitov na Slovensku. Dôležitými predpokladmi k jeho úspešnému riešeniu sú aj kvalitný multidisciplinárny tím odborníkov a spolupráca s významným ťažiarom bentonitu v SR, spoločnosťou REGOS, s.r.o.
Doba trvania: 1.1.2021 – 30.6.2025