Projektová činnosť

Medzinárodné

BioSurf – Transformácia bioinertného na bioaktívne prostredníctvom povrchového inžinierstva
Transforming bioinert to bioactive through surface engineering
Program: JRP
Zodpovedný riešiteľ: prof. Ing. Galusek Dušan, DrSc.
Anotácia: The aim of the proposed project is to develop a glass/ceramic implant with high strength and bioactivity. To achieve the main goal, it will be necessary to solve the following tasks:a) modification of the implant surface by cold plasma treatment to ensure sufficient adhesion of bioactive coatings to the bioinert ceramic (ZrO2) substrate.b) preparation of multi-layer coatings from bioactive ceramics based on hydroxyapatite (HA) and/or calcium sulfate (CaSO4), which consist of a soluble top layer and an intermediate layer (interlayers) of bioactive ceramics ensuring a firm bond with the substrate.c) preparation of coatings from mesoporous bioactive glass particles prepared using sol-gel method, which are doped with various therapeutic inorganic ions that would induce a bioreaction of the surrounding tissue.d) evaluation of the biological effectiveness of coatings by testing in vitro cell viability, bioactivity and mechanical properties (adhesion strength, wear resistance) of coated implants.
Doba trvania: 1.1.2023 – 31.12.2025

Národné

3DGALACTYC – Funkcionalizované 3Dsklokeramické membrány na pokročilé fotokatalytické čistenie pitných vôd
Functionalized 3D glass-ceramic membranes for advanced photocatalytic drinking water treatment
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Michálková Monika, PhD.
Anotácia: V podzemnej a pitnej vode sa často nachádzajú mikroznečisťujúce látky, ako sú zvyšky liekov, dezinfekčných prostriedkov, pracích prostriedkov, pesticídov, kovov a organizmy odolné voči antibiotikám. Na odstránenie týchto znečisťujúcich látok sú potrebné špeciálne filtračné procesy, membrány s mikro-a nano-pórovitosťou. Mebránové procesy ponúkajú oproti tradičným metódam úpravy vody mnohé výhody vrátane vysokej účinnosti, nízkej spotreby energie, malých priestorových nárokov a šetrnosti k životnému prostrediu. Membránové procesy však môžu čeliť aj výzvam, ako je tvorba vodného kameňa, zanášanie a degradácia, ktoré môžu negatívne ovplyvniť ich výkon a životnosť. Účinné a cenovo dostupné technológie úpravy podzemnej a pitnej vody sú v dnešnom svete teda veľmi dôležité. Cieľom navrhovaného projektu je vytvoriť trvanlivé, vysoko porézne fotokatalytické sklo-keramické membrány, ktoré by zabezpečovali špecifické požiadavky nano, mikro alebo makro pórovitosti. V rámci projektu sa využijú inovatívne a nákladovo efektívne techniky recyklácie farmaceutického odpadového skla a rôzne 3D aditívne metódy na vývoj novej generácie membrán. Na vytvorenie takýchto pokročilých 3D poréznych štruktúr si vyžaduje použitie vhodného prekurzora s mikroúrovňou pórovitosti. To sa dosiahne procesom alkalickej aktivácie a plameňovej syntézy farmaceutickej sklenenej drte. Okrem toho sa do štruktúry skla zakomponujú TiO2 a Fe2O3, aby sa mu dodali fotokatalytické vlastnosti v UV-VIS oblasti. Optimalizácia dizajnu membrán bude riešiť makropórovitosť. Záverečná fáza zahŕňa mikrovlnné spekanie 3D vytlačených membrán, čím sa zabezpečí nižší vplyv na životné prostredie ako pri tradičných metódach spekania a zároveň sa aplikuje proces fázovej separácie na vytvorenie pórovitosti aj na úrovni nano.
Doba trvania: 1.7.2024 – 30.6.2028
CoSinG – Studené spekanie skiel
Cold sintering of glass
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Michálková Monika, PhD.
Anotácia: Sklo sa v priemyselnom meradle vyrába chladením sklotvornej taveniny. Táto osvedčená metóda umožňuje výrobu rôznych zložení a tvarov, má však svoje limity pri príprave komplexných tvarov, ako sú sklené štruktúry alebo filtre s hierarchickou pórovitosťou, resp. viaczložkové a viacvrstvové štruktúry. Tieto sa potom pripravujú pokročilými tvarovacími metódami, ako sú aditívna výroba alebo odlievanie pásky zo sklených práškov (frít). Surové výlisky sa zhutňujú spekaním viskóznym tokom pri teplotách vyšších ako teplota skleného prechodu príslušného skla. To však často vedie k čiastočnej alebo úplnej kryštalizácii skla, s negatívnym dopadom na jeho vlastnosti (napr. bioaktivita, pevnosť). Navrhovaný projekt je zameraný na studeného spekanie vybraných druhov skla. Tento proces umožňuje spekanie keramických práškov pod aplikovaným vonkajším tlakom, v prítomnosti iónovej kvapaliny, a pri teplotách nepresahujúcich 350 °C. Jeho použitie pri príprave skla sa však doteraz skúmalo len veľmi málo. Systémy, ktoré budú predmetom výskumu v predloženom projekte zahŕňajú (i) hlinitanové sklá, ktoré sa nedajú pripraviť bežným chladením taveniny, (ii) zložité štruktúry (scaffoldy) bioaktívnych skiel s hierarchickou pórovitosťou pripravené aditívnou výrobou, (iii) zložité diely (sklené filtre na sanáciu odpadových vôd) z doteraz nerecyklovateľného borosilikátového farmaceutického skla a (iv) viacvrstvové sklené štruktúry pripravené odlievaním pások a s gradientom fyzikálnych vlastností. Keďže zhutňovanie skla studeným spekaním sa doteraz prakticky neštudovalo, vykonajú sa aj základné štúdie mechanizmov spekania. Výsledky získané v rámci projektu prispejú k (i) vývoju nového priemyselne škálovateľného procesu výroby sklených dielov ktoré nie je možné pripraviť konvenčným tavením, (ii) minimalizácii spotreby energie pri výrobe a dekarbonizácii (iii) využitiu odpadového skla, ktoré sa v súčasnosti skládkuje, a jeho premene na cennú surovinu.
Doba trvania: 1.7.2024 – 30.6.2028
Vývoj pokročilých luminiscenčných sklenených 3D štruktúr pomocou aditívnej výroby
Development of advanced luminescent glass 3D structures by additive techniques
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Michálková Monika, PhD.
Anotácia: Hlavným cieľom projektu je vyvinúť novú generáciu luminiscenčných optoelektronických materiálov typu fosfor v skle (PiG) s vysokou účinnosťou, nízko-nákladovou výrobou (3D tlačou) a prispôsobenými luminiscenčnými vlastnosťami. Aditívna výroba umožní kombináciu vzájomne sa podporujúcich luminoforov v rôznych vrstvách v rámci jednej sklenenej matrice a zlepší tak optické vlastnosti konečného materiálu. Okrem toho sa luminofor používaný na aditívnu výrobu bude pripravovať v sférickom tvare – mikroguľôčkach, ktoré môžu byť plné alebo duté, aby sa ešte viac zvýšila účinnosť luminoforu.
Doba trvania: 1.1.2024 – 31.12.2027
LumiPiG – Development of advanced luminescent glass 3D structures
Development of advanced luminescent glass 3D structures
Program: Plán obnovy EÚ
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Michálková Monika, PhD.
Doba trvania: 1.7.2024 – 30.6.2026
Hlinitano-kremičitanové sklené a sklokeramické materiály spevnené iónovou výmenou a dodatočnými funckionalitami
Ion exchange strengthened aluminosilicate glass/glass-ceramics with additional functionalities
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: prof. Ing. Galusek Dušan, DrSc.
Doba trvania: 1.1.2021 – 31.12.2024
Luminofory s nulovým teplotným zhášaním luminiscencie pre aplikácie v pc-WLED s NUV excitáciou
Zero-thermal-quenching phosphors for NUV converted pc-WLEDs application
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: prof. Ing. Galusek Dušan, DrSc.
Anotácia: Projekt sa zaoberá vývojom nových typov luminoforov s nulovým teplotným zhášaním luminiscencie pre aplikácie v svetelných zdrojoch s vysokým svetelným výkonom (HB LED – high brightness LED) alebo laserových zdrojoch osvetlenia, založených na konverzii excitačného žiarenia LED čipu v NUV spektrálnej oblasti na viditeľné svetlo. Pripravené budú fotoluminiscenčné (PL) materiály vo forme práškov/nano-práškov ako aj sklokryštalické PiG (Phosphor in Glass) kompozity. Preskúmaný bude vplyv koncentrácie aktivátora ako aj co-dopantu na intenzitu PL emisie luminoforov. Detailne preštudované budú PL vlastnosti materiálov dopovaných najmä iónmi vzácnych zemín a prechodných prvkov s dôrazom na nízke až nulové teplotné zhášanie luminiscencie do teploty 250°C. Pozornosť bude venovaná najmä vzťahom medzi luminiscenčnými vlastnosťami pripravených materiálov a ich štruktúrou a morfológiou.
Doba trvania: 1.1.2022 – 31.12.2024