Zoznam národných projektov SAV
Centrum pre využitie pokročilých materiálov SAV, v. v. i.
Aplikácia poréznych tuholátkových elektrolytov pre bezanódové batérie novej generácie
-
| Doba trvania: |
1.7.2024 - 30.6.2026 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Dr. rer. nat. Šiffalovič Peter DrSc. |
| Anotácia: | Navrhovaný projekt Porebat organicky nadväzuje na EÚ projekt OPERA,
pričom jeho hlavným cieľom je redukcia chemo-mechanického stresu počas
cyklovania bezanódových tuholátkových batérií (ZESSB). Na dosiahnutie
daného cieľa navrhujeme inovatívny koncept ZESSB, ktorý pozostáva z
hybridného tuholátkového elektrolytu (SSE) na báze dvoch susediacich
vrstiev. Prvá vrstva je kompaktná vrstva SSE, pričom na ňu nadväzuje
porézna SSE vrstva, ktorá zaručuje pokovovanie Li v obmedzenom priestore
pórov. Navrhovaný koncept poréznej hostiteľskej štruktúry je v súlade s cieľmi
výzvy, keďže ide výrazne nad vedecký rámec pôvodného EU projektu a
zároveň sa zaoberá aktívnymi materiálmi a elektrolytmi pre batérie 4.
generácie pre mobilné aplikácie, čo je jednou z prioritných osí výskumu EÚ a
SR. |
Bezanódové tuholátkové lítiové batérie
Zero-excess solid-state lithium batteries
| Doba trvania: |
1.7.2023 - 31.12.2026 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Dr. rer. nat. Šiffalovič Peter DrSc. |
| Anotácia: | Hlavným cieľom projektu ZERO je vyvinúť
optimálne zliatinotvorné medzivrstvy a nabíjacie stratégie na dosiahnutie vysokej kapacity a cykl ickej životnosti
ZESSB. To bude umožnené a spojené s vývojom a/alebo aktualizáciou metodík, ktoré uľahčia experimentálne
monitorovanie a lepšie koncepčné pochopenie rastových javov zapojených do tvorby Li anódy v ZESSB. Na tento
účel vyvinieme nové laboratórne a synchrotrónové techniky na skúmanie javov súvisiacich so ZESSB v reálnych
podmienkach. |
Ekologická úprava povrchov elektrodových materiálov v hlbokých eutektických rozpúšťadlách: Inovatívna stratégia na zlepšenie foto- a elektrokatalyzátorov pre reakciu vývoja vodíka
Eco-Friendly Surface Modification of Electrode Materials in Deep Eutectic Solvents: An Innovative Strategy for Enhancing Photo- and Electrocatalysts for the Hydrogen Evolution Reaction
| Doba trvania: |
1.9.2024 - 31.8.2026 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
doc. Mgr. Kityk Anna PhD. |
| Anotácia: | Projekt “Eco-Friendly Surface Modification of Electrode Materials in Deep Eutectic Solvents: An Innovative Strategy for Enhancing Photo- and Electrocatalysts for the Hydrogen Evolution Reaction” je dvojročný výskumný projekt zameraný na pokrok vo vývoji účinných foto- a elektrokatalyzátorov pre reakciu na tvorby vodíka (HER). Tento výskum sa zameriava na skúmanie kinetiky a mechanizmov elektrolytickej depozície, elektrooxidácie a bezprúdovej depozície foto- a elektroaktívnych vrstiev na nízkonákladové substráty s použitím ekologických elektrolytov, konkrétne hlboko eutektických rozpúšťadiel (DESs) pri izbovej teplote. Konečným cieľom je vyrábať vysokovýkonné katódové materiály pre ekologickú výrobu „zeleného“ vodíka. Projekt rieši kritickú potrebu udržateľnej výroby vodíka prostredníctvom elektrolýzy s využitím obnoviteľných zdrojov energie.
Zatiaľ čo HER je dobre pochopená, hľadanie nákladovo efektívnych, hojne sa vyskytujúcich a odolných elektródových materiálov s porovnateľnou alebo vyššou katalytickou aktivitou ako ušľachtilé kovy zostáva nevyhnutné. Ušľachtilé kovy sú obmedzené ich cenou, dostupnosťou, trvanlivosťou a náchylnosťou na znižovanie účinnosti katalyzátora. Tento výskumný projekt sa zameriava na tri hlavné ciele: 1. Skúmanie procesov elektrooxidácie titánu a jeho zliatin v DESs s cieľom vytvoriť vysoko organizované nanoštruktúrované vrstvy oxidu titaničitého s vynikajúcou fotokatalytickou aktivitou pre HER. 2. Štúdium elektrochemickej depozície niklu, kobaltu, zliatin Ni-Co a ich kompozitov na substráty neušľachtilých kovov a vodivé materiály na báze uhlíka s cieľom vytvoriť účinné elektrokatalytické a fotoelektrokatalytické povlaky pre HER. 3. Charakterizácia bezprúdovej depozície elektrokatalyzátorov na báze kobaltu, niklu, zliatin Ni-Co a kovov zo skupiny platiny na rôzne substráty na získanie vysoko účinných elektrokatalyzátorov pre HER. Každý cieľ zahŕňa určenie kinetických parametrov, ako sú rýchlostné konštanty, aktivačné energie a pochopenie základných mechanizmov. Katalytická aktivita novo vyvinutých elektródových materiálov bude stanovená vyhodnotením parametrov ako je nadmerný potenciál vývoja vodíka a hustota výmenného prúdu v rôznych vodných roztokoch.
V projekte sa používajú hlboko eutektické rozpúšťadlá známe svojimi atraktívnymi fyzikálno-chemickými vlastnosťami, stabilitou a biologickou odbúrateľnosťou, čo zaisťuje ekologický prístup.
Metodologicky sa v projekte používajú pokročilé techniky vrátane elektrochemických metód, spektrálne analýzy (SEM, AFM, TEM, FTIR, Ramanova spektroskopia, EDS, XRD a XPS) a chemické analýzy (AAS, ICP, XRF) na komplexné skúmanie a charakterizáciu elektródových materiálov a povlakov. Štatistické metódy pomôžu pri analýze a interpretácii nameraných dát.
Výskumný tím využíva multi- a interdisciplinárne prístupy, princípy otvorenej vedy, FAIR prístup k údajom a rodovú rovnosť vo výskume s cieľom zabezpečiť robustný vedecký pokrok založený na spolupráci.
Medzi očakávané výsledky projektu patrí vývoj teórií popisujúcich dizajn a vlastnosti inovatívnych foto- a elektrokatalyzátorov, vytvorenie rôznorodého a súdržného výskumného tímu, rozšírenie výskumných možností a zvýšená viditeľnosť pre mladých vedcov. V konečnom dôsledku tento projekt prispieva k rozvoju udržateľnej výroby vodíka a podporuje záväzok EÚ a SK k ekologickému vodíkovému hospodárstvu. |
Fototerapia rekurentných glioblastómov s nádorovo špecifickým trójskym hybridom optimalizovaným na nano-úrovni
Nanoengineered Trojan hybrid for site-responsive phototherapy of recurrent glioblastomas
| Doba trvania: |
1.9.2024 - 30.6.2028 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Hvizdošová Annušová Adriana PhD. |
| Anotácia: | Cieľom projektu NanoGlow je vyvinúť i) funkčné hydrogély podľaprincípu „trójskeho koňa“ so zabudovanými fototermálnymi nanočasticovými konjugátmi, ii) overené in vitro a iii) doplnené o najmodernejšie štrukturálne a chemické mapovanie na nano-úrovni. Funkčné fototermálne nanočastice
MoOx reagujúce na pH budú konjugované s tumor navádzajúcimi RGD peptidmi a vložené do matríc na báze
poly(2-oxazolínu) (netoxické, bioodburateľné) a tulipalínu A (z biologických zdrojov). Nanokonjugát-hydrogélové štruktúry a in vitro vzorky budú podrobené štúdiám pomocou nanoskopie blízkeho poľa, silovej spektroskopie, atómovej silovej mikroskopie a konfokálnej Ramanovej mikroskopie, za účelom charakterizovať javy na nano-úrovni, pozorovateľné v makroúrovni. Jedinečný nano-makro prístup projektu NanoGlow poskytne základ pre aplikáciu navrhovaných hybridných štruktúr v boji proti zložitým a ťažko liečiteľným glioblastómom. |
Chémia nosičov náboja a vizualizácia prostredníctvom infračervenej nanoskopie
Charge Carrier Chemistry and Visualisation via Infrared Nanoscopy
| Doba trvania: |
1.9.2024 - 31.8.2026 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Kálosi Anna PhD. |
| Anotácia: | Tuholátkové batérie (SSBs) sú sľubnou technológiou batérií novej generácie s
potenciálom prekonať obmedzenia lítium-iónových batérií (LIBs). Keďže SSBs
sú stále v počiatočných štádiách vývoja, existuje mnoho výziev, ktoré je
potrebné prekonať pred ich komercializáciou. Jednou z kľúčových problematík
vo vývoji SSBs je pochopenie a kontrola ukladanie a uvoľnenia lítia. Tieto
neprebádané elektrochemické procesy, ktoré prebiehajú počas cyklovania
batérie, vedú k strate kapacity, vnútorným skratom a nakoniec predstavujú
výzvu pre nájdenie účinných a bezpečných prevádzkových podmienok batérie.
Preto v tomto projekte navrhujeme implementáciu FTIR-nanoskopie na
vizualizáciu chemických zmien na rozhraní prúdového kolektora (CC) a
pevného elektrolytu (SSE) počas cyklovania batérie. Mapovanie zmien sľubuje
pochopenie zásadných mechanizmov ukladania lítia, ukázalo by aj
nekompatibilitu rozhrania a naznačilo by chemickú alebo elektrochemickú
nestabilitu skúmaného systému |
Nanoinžinierstvo a optimalizácia fototermálnych nanočastíc integrovaných do matríc
Nanoscale engineering and optimization of matrix embedded photothermal nanoconjugates
| Doba trvania: |
1.9.2024 - 31.8.2026 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Hvizdošová Annušová Adriana PhD. |
| Anotácia: | Projekt NanoMaP otvára nové možnosti na pochopenie a rozlúštenie
fotoaktívnych interakcií a fyzikálno-chemických vlastností nanokonjugátov
MoOx začlenených do hydrogélovej matrice na nanoúrovni. Vyvinie sa
pokročilá hydrogélová matrica obsahujúca fototermálne nanokonjugáty MoOx-
RGD závislé na pH so sľubnými špecifickými vlastnosťami pre cielenú
rakovinovú terapiu, overený na in vitro modeloch a doplnený o najmodernejšie
štrukturálne a chemické mapovanie na nanoúrovni. Nano-makro prístup
NanoMaP pomôže pochopiť konkrétne javy a poskytne základ pre aplikáciu
navrhovaných kompozitov v boji proti zložitým a ťažko liečiteľným
glioblastómom. |
Nová lacná a bio aktívna alkalicky aktivovaná tvrdá keramika pre ortopedické protézy a implantáty
-
| Doba trvania: |
1.9.2024 - 31.8.2026 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Taveri Gianmarco PhD. |
| Anotácia: | V tomto projekte
navrhujeme novú generáciu lacných a vysoko bio-aktívnych bio-cementov pre
výrobu kostných implantátov a kostných náhrad založených na Si-BHC
keramike s mechanickými vlastnosťami blížiacimi sa ľudskej kortikálnej kosti.
Toto bude dosiahnuté alkalickou aktiváciou vrstvy oxidu kremičitého na
povrchu častíc nitridu kremičitého. Okrem toho, je našim cieľom vyrobiť
vysokokvalitné a mechanicky spoľahlivé matrice/skelety, ktoré presne kopírujú
morfológiu ľudskej trabekulárnej kosti. V neposlednom rade sa budeme
sústrediť na vývoj komerčne využiteľného prototypu kostnej náhrady resp.
implantátu |
Optimalizácia perovskitových vrstiev pre vysoko účinnú a stabilnú fotovoltiku
Optimizing Perovskite Films for Highly Efficient and Stable Photovoltaics
| Doba trvania: |
1.7.2024 - 30.6.2029 |
| Program: |
IMPULZ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Mrkývková Naďa PhD. |
| Anotácia: | Tento projekt sa zaoberá štúdiom
defektov v halogenidových perovskitoch a s nimi súvisiacimi javmi, ktoré sú rozhodujúce pri
obmedzovaní výkonu vo fotovoltických aplikáciách. Jeho inovačný potenciál spočíva vo
zvýšení účinnosti budúcich fotovoltických aplikácií prostredníctvom adresného skúmania
neradiačných pascí na povrchoch a rozhraniach hraníc zŕn a ich účinnej pasivácie. |
Perovskitové vrstvy s vylepšenou pasiváciou a štruktúrou
Perovskite-based Films with Superior Passivation and Structure
| Doba trvania: |
1.1.2022 - 31.12.2025 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Mrkývková Naďa PhD. |
| Anotácia: | Zistilo sa, rekombinácia nosičov elektrického
náboja zohráva významnú úlohu pri zvyšovaní efektivity potenciálnych zariadení na báze perovskitov. K takejto
rekombinácii zvyčajne dochádza v prítomnosti defektných stavov. Všeobecne sa príjima fakt, že perovskitové
defekty sú zodpovedné za väčšinu problémov, ktoré bránia ďalšiemu komerčnému využitiu zariadení na báze
perovskitu. To naznačuje, že smer ďalšieho zvyšovania účinnosti spočíva v riešenej pasivácii defektov. Preto sa v
tomto projekt zameriavame na podrobný výskum neradiačných rekombinačných procesov v perovskitových filmoch
a následnú pasiváciu defektných stavov. |
Pokročilé funkčné polyméry z bioobnoviteľných monomérov
Advanced functional polymers from biorenewable monomers
| Doba trvania: |
1.7.2024 - 30.6.2028 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Švastová Eliška PhD. |
| Anotácia: | Cieľom projektu je syntéza nových funkčných polymérov z obnoviteľného monoméru Tulipalínu A, ktorý obsahuje vo svojej štruktúre dve rôzne funkčné skupiny. Nové funkčné polyméry budú syntetizované nielen z cieľom nahradiť súčasné polyméry z fosílnych zdrojov, ale priniesť aj pridanú hodnotu v možnosti dodatočnej postfunkcionalizácie polymérov a tým umožniť prispôsobenie finálnych vlastností na základe požiadaviek pre špecifické aplikácie. Radikálová kopolymerizácia s inými obnoviteľnými monomérmi sa využije na výrobu amfifilných kopolymérov, polymérnych častíc a vysoko poréznych polymérnych materiálov obsahujúcimi laktónové alebo karboxylové skupiny v bočnom reťazci polyméru. Polyadičnou kopolymerizáciou s diamínmi sa získajú polyamidoamíny s bočnými hydroxylovými skupinami. Syntetizované polyméry pred a po postfunkcionalizácii sa budú skúmať z hľadiska ich potenciálnej použiteľnosti ako nosiče liečiv, tkanivové skelety, adhezíva, samoopravné polyméry a vitriméry. |
Polymérne tuholátkové batérie bez prebytočného lítia
-
| Doba trvania: |
1.7.2024 - 30.6.2026 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Dr. rer. nat. Šiffalovič Peter DrSc. |
| Anotácia: | Projekt Polyzero ponúka ambiciózne rozšírenie pôvodného projektu
SEATBELT. Hlavným cieľom je ďalšie zvýšenie energetickej hustoty batérie
vyvíjanej konzorciom SEATBELT použitím prelomovej technológie batérií bez
prebytku lítia (ZESSB, zero-excess solid-state battery), ktoré sú taktiež
označované ako bezanódové SSB. Na dosiahnutie tohto cieľa bude
odstránená tenká vrstva lítia z anódy batérie a bude nahradená ultratenkou
(hrúbka < 100 nm) nukleačnou vrstvou. Táto nukleačná vrstva bude
garantovať homogénne pokovovanie anódového kolektora lítiovým kovom.
Týmto spôsobom znížime celkovú hmotnosť batérie pri nezmennej kapacite.
Koncept bezanódovej batérie nebol v pôvodnom projekte predstavený. Ide
teda o výrazný posun nad rámec projektu SEATBELT, čo je v súlade so
znením výzvy a taktiež jednou z prioritných osí výskumu EÚ a SR v oblasti
batérií 4. generácie. |
Porovnanie účinku nanosfér a nanobipyramíd zlata konjugovaných so silibinínom pri liečbe fibrózy pečene in vivo.
Comparison between silibinin-conjugated gold nanospheres and nanobipyramids impacts on the treatment of liver fibrosis in vivo.
| Doba trvania: |
1.1.2022 - 31.12.2025 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Šelc Michal PhD. |
| Anotácia: | Fibróza pečene vzniká ako dôsledok chronického poškodenia pečene spojeného s akumuláciou proteínov extracelulárnej bunkovej matrix. Spravidla je finálnym vyústením rôznych infekčných aj neinfekčných chorôb a predstavuje globálny zdravotný problém vyplývajúci z vysokej celosvetovej prevalencie a obmedzených možností liečby. Liečba fibrózy pečene hrá kľúčovú úlohu v predchádzaní vzniku cirhózy pečene a hepatocelulárneho karcinómu, no v súčasnosti neexistuje žiadna účinná farmaceutická intervencia na liečbu tohto ochorenia. Jeden zo sľubných, avšak do dnešnej doby málo preskúmaných prístupov ku liečbe fibrózy pečene zahŕňa použitie cielenej terapie s využitím nanomateriálov s naviazaným liečivom. V prípade anorganických nanomateriálov sa skúma využitie nanosfér zlata. Nanomateriály iného tvaru (napr. nanobipyramídy) by mohli mať ešte lepšie diagnostické a terapeutické vlastnosti, vďaka ich fyzikálno-optickým vlastnostiam. |
Protirakovinové účinky 5 nm nanosfér zlata obalených izosilybínom B proti hepatocelulárnemu karcinómu
The anti-cancer effects of isosilybin B-coated 5 nm core gold nanospheres against hepatocellular carcinoma
| Doba trvania: |
1.9.2024 - 31.8.2026 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Šelc Michal PhD. |
| Anotácia: | Cieľom predkladaného projektu je potvrdenie účinku jedného z flavonolignanov
– isosilybínu B naviazaného na nanomateriály zlata v liečbe rakoviny pečene.
Predpokladá sa, že práve isosilybín B by mohol mať najsilnejšie
hepatoprotektívne vlastnosti pri liečbe HCC spomedzi všetkých silymarínových
zložiek. Nanočastice zlata slúžia ako nosič, ktorý dopraví isosilybín B priamo
do pečene. Zvyšuje sa tak množstvo liečiva v cieľovom orgáne. Protirakovinový
účinok nanočastíc zlata obalených isosilybínom B sa bude sledovať na
nenádorových aj nádorových bunkových líniach in vitro ako aj in vivo na
myšiach. U modelových zvierat s viacerými štádiami rakoviny pečene sa bude
očakávať zlepšenie klinických parametrov ochorenia po podaní nanočastíc
zlata obalených isosilybínom B. |
Štúdia uskutočniteľnosti mikrobiologickej degradácie poly- a perfluóralkylu
Feasibility study for the microbiological degradation of poly- and perfluoroalkyl
| Doba trvania: |
1.7.2024 - 30.6.2027 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Taveri Gianmarco PhD. |
| Anotácia: | V tomto projekte by sme chceli rozvíjať stratégie biodegradácie PFAS
využitím mikroorganizmov a ich enzymatických schopností. Mikroorganizmy budú izolované z priemyselnej
čistiarne odpadových vôd s vysokými koncentráciami PFAS. Kombinácia mikrobiologických (kultivácia a selek cia
mikroorganizmov), molekulárnych (vysokovýkonné sekvenovanie) a chemických metód [chromatografia,
spektrofotometria (ICP-MS, IC, LC-HRMS a NMR) a výpočtová analýza] zvýši poznatky o mechanizme
biodegradácie PFAS a následne umožňí rozvoj prístupov zameraných na ich biodegradáciu / bioremediáciu. |
Využitie biopolymérov pre vývoj inovatívnych liečebných postupov a energetickej sebestačnosti
Biopolymers for the development of innovative treatments and energy self-sufficiency.
Základ k ekologicky udržateľným sodíkovo-iónovým batériám pre nízko nákladovú technológiu
Towards Eco-sustainable Sodium-ion batteries for a LOW-cost technology
| Doba trvania: |
1.7.2024 - 30.6.2028 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Taveri Gianmarco PhD. |
| Anotácia: | V rámci
predkladaného projektu sa riešitelia budú snažiť držať krok so svetom tým, že sa pokúsia vyrobiť nízko nákladový a
funkčný prototyp SIB na úrovni TRL4. Pri plnení stanovených cieľov projektu sa budú využívať skúsenosti, ktoré
boli získané aj pri vývoji SIB v rámci riešenia EU projektu SIMBA. Ide predovšetkým o skúsenosti v oblasti syntézy
(anódových a katódových) materiálov z odpadových prekurzorov a z oblasti výpočtového modelovania pre
optimalizáciu materiálov. Nárast odbornosti v oblasti vývoja SIB a rozvoj vlastného know-how bude mať za
následok zvýšenie reputácie slovenských riešiteľov projektu v medzinárodnom meradle a zároveň priláka
pozornosť súkromného sektora. |
Celkový počet projektov: 16
Databáza národných projektov