Zoznam národných projektov SAV
Ústav materiálového výskumu SAV, v. v. i.
Biokompozitný cement s vitamínom K pre regeneráciu kostí
Biocomposite cement with vitamin K for bone regeneration
| Doba trvania: |
1.1.2025 - 31.12.2027 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Štulajterová Radoslava PhD. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na výskum a vývoj kompozitov kalcium fosfátový cement/škrob/vitamín K s optimalizovaným zložením s cieľom dosiahnuť vyššiu mechanickú pevnosť stabilnú aj po namáčaní v telových tekutinách a zároveň uvoľňovaním vitamínu K významne prispieť k mineralizácii a regenerácii kostného tkaniva. Zámerom projektu bude štúdium uvoľňovania vitamínu K z fosfolipidových vezikúl vložených do kompozitnej cementovej pasty na báze tetrakalcium fosfát/škrob a analýza vzťahu charakteru častíc na konečné vlastnosti biocementov, ktoré sú určujúce pre využitie v regeneratívnej a rekonštrukčnej medicíne. |
HydroX: Optimalizácia horáka orientovaná na dekarbonizáciu
HydroX: Burner Optimization for Decarbonization
| Doba trvania: |
1.9.2024 - 30.6.2028 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Falat Ladislav PhD. |
| Anotácia: | Predkladaný projekt je zameraný na vývoj univerzálnych konštrukčných úprav horákov pre nepriamy ohrev radiačnými trubicami pracujúci v podtlakovom režime, ktorý je schopný adaptácie na časovo a technicky podmienenú mieru dekarbonizácie t.j. postupné zvyšovanie podielu vodíka v plynnej zmesi fosílneho paliva, ktorý dokáže reflektovať na podmienky výroby, najmä na požadovaný tepelný príkon a minimalizovať produkciu emisií CO a NOx a tepelného namáhania vplyvom odlišných spaľovacích vlastností základných horľavých plynov. Východiskom pre konštrukčné úpravy horákov je matematický model hydrodynamiky miešania a kinetiky spaľovania palivovej zmesi CH4-H2 s obsahom vodíka vo vymedzených intervaloch. Samotný návrh konštrukčných úprav súčasných horákov spočíva v zostrojení variabilnej dýzy na ústi horáka. Jedná sa o súbor (komplex) dýz na prívod spaľovacieho vzduchu a paliva. Dôležitou súčasťou pri návrhu dizajnu dýzy a ústia horáka budú CFD simulácie, ktoré budú porovnávané a verifikované na základe merania na zostrojenom fyzikálnom modeli v systéme zmiešavacia komora-horák-radiačná trubica-chladiaca komora (spotrebič tepla). Súčasťou podávaného projektu je komplexná materiálová analýza materiálov horáka, zvarových spojov a ohybov radiačnej trubice vystavených termálnej expozícii a pôsobeniu vodíka za účelom vyhodnotenia rôznych druhov materiálovej degradácie (termálne krehnutie, vodíkové poškodenie). Originálnosť spočíva vo vývoji univerzálnych konštrukčných úprav horákov pre nepriame ohrevy schopných sa adaptívne prispôsobiť podmienkam spaľovania pri zmene zloženia zemného plynu za zachovania tepelného príkonu. Univerzálne konštrukčné úpravy, tak podporia myšlienku cirkulárnej ekonomiky. Výstupom projektu bude prihláška úžitkového vzoru, a vedecké články a výučbové materiály pre návrh, vývoj a konštrukčné úpravy horákov pre nepriame ohrevy. |
Inovatívne biopolymérne materiály s prírodnými aditívami pre liečbu popálenín a chronických rán
Innovative biopolymer materials with natural additives for the treatment of burns and chronic wounds
| Doba trvania: |
1.7.2024 - 30.6.2027 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Medvecký Ľubomír DrSc. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na výskum a testovanie nových typov biopolymérnych materiálov s prírodnými aditívami, cielene orientovaných na regeneráciu mäkkých tkanív (prednostne kože). Hlavným zámerom je navrhnúť, pripraviť a otestovať materiály, ktoré budú charakteristické svojou vysokou bioaktivitou a biokompatibilitou s kožou, jednoduchosťou prípravy, lacnou finálnou formou, ako aj možnosťou adície celulárnej a acelulárnej zložky, zodpovedajúce požiadavkám rekonštrukčnej a popáleninovej chirurgie. |
Integrita ochranných multivrstiev v podmienkach vysokoteplotných expozícií
Integrity of protective multilayers under conditions of high-temperature exposures
| Doba trvania: |
1.9.2025 - 31.8.2028 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Džupon Miroslav PhD. |
| Anotácia: | Cieľom projektu je využitie hybridných materiálov pre vysokoteplotné aplikácie zamerané na zmenšenie intenzity opotrebenia časti záveru delostreleckého systému veľkokalibrovej hlavne. Na základe analýzy tribogegradačných faktorov a súčasného stavu materiálových kompozícií budú v projekte navrhnuté a experimentálne odskúšané materiálové systémy na báze Fe-Ni-Co minimalizujúce rozvoj degradácie povrchu po opakovaných krátkodobých tepelných expozíciách. Koncepcia materiálovo-technologického riešenia zahŕňa v dizajne návarov podmienku, aby hrúbka vrstiev bola väčšia ako oblasť cyklicky tepelne zaťažená u pôvodného povrchu. Cieľom úpravy je obmedziť interakciu spalín s materiálom záveru hlavne. Strategickým úlohou riešenia integrity povrchu je zamedziť alebo oddialiť vznik prvotných necelistvosti (typu trhlín, necelistvosti v dôsledku difúzie plynov zo spalín prachovej náplne). Návary budú vyhotovené s odlišnou chemickou kompozíciou s cieľom zvýšiť odolnosť materiálov uzáverov voči pôsobeniu tribodegradegradačných faktorov. Budú vykonané termodynamické výpočty fázových rovnováh a fázových transformácií. Experimentálne vzorky budú testované metódami NDT a laboratórnymi skúškami technikami svetelnej, elektrónovej mikroskopie, XRD fázovej analýzy a mechanickými skúškami. Na základe výsledkov komplexných materiálových analýz budú vybraté návary, duplexné PVD povlaky a ich vzájomné kombinácie pre strelecké skúšky v reálnych hlavniach delostreleckého systému veľkokalibrových hlavní. |
Mechanochemický výskum chalkogenidov pre využitie v obnoviteľnej energii
Mechanochemical research of chalcogenides for utilization in renewable energy
| Doba trvania: |
1.9.2025 - 31.8.2029 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Bureš Radovan CSc. |
| Anotácia: | Tento projekt sa zameriava na pokrok v oblasti vedy o materiáloch prostredníctvom mechanochemickej syntézy kovových chalkogenidov so zameraním na inovatívne metodológie a zariadenia na zvýšenie účinnosti a pochopenia mechanicky indukovaných samo sa šíriacich reakcií (MSR). Prvý cieľ zahŕňa mechanickú aktiváciu kovov a chalkogénov za vzniku jemných, vločkovitých alebo delaminovaných prekurzorov, ktoré sú kľúčové pre optimalizáciu povrchovej plochy a reaktivity východiskových materiálov. V rámci projektu vyvinieme prenosné zariadenie schopné monitorovať tlak a teplotu počas planetárneho mletia so sub-sekundovým rozlíšením, ktoré poskytuje cenné informácie o procese mletia a umožňuje presnú kontrolu nad reakčnými podmienkami. Náš výskum tiež preskúma, ako vlastnosti vybraných činidiel a podmienky mletia ovplyvňujú čas vznietenia MSR, s cieľom objasniť podmienky, ktoré podporujú tvorbu binárnych a ternárnych kovových chalkogenidov (MxCy, kde M = Ag, Cu, Co, In, Ni a C = S, Se). Ďalším cieľom je identifikácia primárnych hnacích síl zodpovedných za MSR bez guľôčok pre vybrané kovové chalkogenidy, ktoré budú rozhodujúce pre predpovedanie výsledkov reakcií a zlepšenie stratégií syntézy. Nakoniec bude preskúmaný aplikačný potenciál syntetizovaných produktov v elektrokatalýze, najmä pre reakcie vývoja vodíka (HER). Prostredníctvom týchto vzájomne prepojených cieľov sa predkladaný projekt snaží nielen vyrábať nové materiály, ale aj prispieť k hlbšiemu pochopeniu mechanochemických procesov, čo v konečnom dôsledku pripravuje pôdu pre inovatívne aplikácie pri premene a skladovaní energie. |
Nekonvenčné metódy zvyšovania energetickej efektivity magneticky mäkkých kompozitov
Unconventional methods of increasing the energy efficiency of soft magnetic composites
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2027 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Birčáková Zuzana PhD. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na prípravu magneticky mäkkých kompozitov, na výskum štruktúry a magnetických
vlastností pripravených materiálov. Nekonvenčné metódy budú zahŕňať použitie feritu ako elektricky izolačnej
matrice s vhodným základným feromagnetickým materiálom a optimalizované parametre tepelného spracovania
a vysokotlakového lisovania. Výskum sa bude orientovať na vysvetlenie magnetickej interakcie medzi
feromagnetickou a ferimagnetickou časťou ktorá ovplyvňuje výsledné elektro-magnetické vlastnosti. Štúdium
týchto vlastností bude prebiehať aj pri teplotách, akým sú vystavené tieto materiály v praxi. Cieľom je nájsť
vhodné zloženie kompozitu a parametre prípravy, stanoviť súvislosti medzi magnetickými parametrami, zložením
a hrúbkou izolačnej vrstvy a pripraviť hybridný kompozitný materiál s veľmi dobrými magnetickými vlastnosťami.
Výsledky výskumu majú ambíciu rozširovať aplikačný potenciál hybridných kompozitných materiálov pre
elektrotechniku. |
Pokročilé keramické povlaky pre 3D tlačené titánové implantáty
Advanced Ceramic Coatings for 3D Printed Titanium Implants
| Doba trvania: |
1.9.2025 - 31.12.2028 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Strečková Magdaléna PhD. |
| Anotácia: | Úspešné prijatie biomateriálu telom pacienta je značne ovplyvnené interakciou medzi povrchom tohto materiálu a hostiteľským prostredím. Medzi kosťou a povrchom implantátu vzniká po implantácii priame štrukturálne a funkčné spojenie, ktoré by zároveň nemalo negatívne ovplyvniť okolité mäkké tkanivo. Pre dlhodobú stabilitu a funkčnosť implantátov je preto kľúčová efektívna osteointegrácia. V prípade ortopedických opôr môže byť osteintegrácia podporená vhodnou povrchovou úpravou implantátu. Keramické povlaky, najmä tie bioaktívne (napr. hydroxyapatit), je možné pripraviť so špecifickou morfológiou povrchu a rôznou pórovitosťou, ktoré vedú k zlepšeniu adhézie a proliferácie buniek. Jedinečný a vhodne zvolený 3D dizajn implantátu navyše môže ovplyvniť rozloženie záťaže a jeho mechanickú stabilitu. Imitácia prirodzenej anatómie kosti môže tiež zlepšiť integráciu biomateriálu a proces hojenia poškodeného tkaniva. V niektorých prípadoch však môže telo stále rozpoznať implantát ako cudzí predmet, čo vyvolá nechcenú imunitnú odpoveď, ktorá môže viesť k chronickému zápalu a nekomfortu pacienta. Začlenenie liečiv do povlaku implantátu môže tomuto stavu predchádzať skrz lokalizované dodávanie osteogénnych alebo antimikrobiálnych činidiel, čím sa môže zlepšiť hojenie kosti a vo výsledku znížiť riziko infekcie. V úvodnej fáze projektu bude navrhnutý nový dizajn implantátov zo zliatiny titánu (Ti6Al4V), ktoré budú následne vyrobené aditívnou výrobou metódou selektívneho laserového tavenia (SLM). Následne budú na povrch materiálu nanášané rôzne typy keramických povlakov (hydroxyapatit, bredigit, kalcium-dopované silikáty a.i.) využívajúc rozličné typy metód vrátane elektrochemického vylučovania a sól-gél techniky. Nakoniec budú keramické vrstvy obohatené o antibakteriálne látky (antibiotiká, striebro, e.g.) s cieľom zlepšiť ich antibakteriálny účinok. Testované budú morfológia povrchu, chemické zloženie, degradačné vlastnosti a biologické vlastnosti pripravených vzoriek.
|
Pokročilé kompozity s "Ceramics-Smart Matrix" pre náročné trecie aplikácie aditívne pripravované selektívnym laserovýcm tavením
Abrasion/Erosion Behaviours of Functional "Ceramics-Smart Matrix" Composites Additively Manufactured by Selective Laser Melting
| Doba trvania: |
1.9.2025 - 28.2.2029 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
doc. Ing. Chabak Yuliia DrSc. |
| Anotácia: | Tento projekt sa zameriava na vývoj nových funkčných materiálov, konkrétne kompozitov «Ceramics-Metal Matrix», s pokročilými tribologickými vlastnosťami pre aplikácie s extrémnym opotrebovaním. Tieto kompozity sa budú vyrábať pomocou selektívneho laserového tavenia (SLM), aditívneho výrobného procesu, ktorý umožňuje rýchle prototypovanie zložitých geometrií. Základná koncepcia týchto kompozitov spočíva v kombinácii tvrdých keramických častíc (s bodmi topenia nad 3000 °C, čo zaisťuje ich stabilitu pri laserovej fúzii) s adaptívnou kovovou matricou. Táto matrica bude vykazovať zvýšenú adaptabilitu na opotrebenie prostredníctvom „inteligentnej“ reakcie zameranej na zníženie degradácie povrchu, čím sa zlepší odolnosť matrice a celková integrita kompozitu. Možné reakcie sú deformácia vyvolaná transformácia martenzitu, precipitácia sekundárnej fázy, tvorba ochranných oxidových okují atď. Súčasťou projektu bude návrh kompozitu (fázové zložky, distribúcie veľkosti prášku, objemové pomery atď.), optimalizácia parametrov SLM na výrobu bezchybných 3D tlačených komponentov a aplikovanie post-SLM spracovania na zlepšenie vlastností kompozitu. Výsledné kompozity budú prispôsobené pre rôzne aplikácie zahŕňajúce intenzívnu abrazívnu, erozívnu, vysokoteplotnú eróziu/oxidáciu. Spojením schopností rýchleho prototypovania SLM s pokročilými funkčnými vlastnosťami nových kompozitov tento projekt umožní rýchlu opravu zariadení a súčasne predĺži prevádzkovú životnosť strojných častí. |
Povrchové inžinierstvo práškových feromagnetických častíc a štruktúra magneticky mäkkých kompozitov
Surface engineering of powder ferromagnetic particles and structure of soft magnetic composites
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2026 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Bureš Radovan CSc. |
| Anotácia: | Projekt sa zaoberá magneticky mäkkými kompozitmi založenými na práškových feromagnetikách a sekundárnej elektroizolačnej keramickej zložke vo forme kontinuálneho sieťovia. Výskum takýchto materiálov aplikovaných v oblasti konverzie energií je motivovaný zvyšovaním výkonnosti a efektivity, ktorá sa dosahuje zvyšovaním pracovnej frekvencie striedavej magnetizácie. Cieľom projektu je preskúmať štruktúru rozhraní feromagnetických a dielektrických častíc, ich vplyv na tvorbu mikroštruktúry a funkčné vlastnosti kompaktovaných magneticky mäkkých kompozitných materiálov so zameraním na frekvenčnú stabilitu elektromagnetických vlastností. Vysoká variabilita geometrických charakteristík feromagnetických mikročastíc a modifikácie v distribúcií keramických nanočastíc poskytujú veľký priestor pre zvyšovanie frekvenčnej stability funkčných vlastností kompozitu. Analýza medzifázových oblastí, nespojitostí štruktúry a mechanizmov zhusťovania prispejú k objasneniu vývoja elektromagnetických vlastností v procese kompaktovania. |
Prídavná balistická ochrana pohyblivých a stacionárnych objektov
Additional ballistic armor for moving and stationary objects
Spevnenie a plasticita vysokoentropickej keramiky na atómovej úrovni
Atomic-scale controlled strengthening and plasticity of high-entropy ceramics
Syntéza a modifikácia eco-FR-Oxygrafénu na optimalizáciu vlastností novej generácie pokročilých anódových materiálov pre bezpečné a udržateľné Li-iónové batérie
Synthesis and modification of eco-FR-Oxygraphene to optimize the properties of next-generation advanced anode materials for safe and sustainable Li-ion batteries design
| Doba trvania: |
1.3.2025 - 31.12.2028 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Csík Dávid PhD. |
| Anotácia: | Projekt SMEBAT rieši obmedzenú dostupnosť kritických materiálov a výkonnostné výzvy lítium-iónových batérií (LIBs) vývojom pokročilého anódového materiálu, FR-Oxygrafénu. Projekt kladie dôraz na udržateľnosť a využíva zelenú chémiu a nízkoteplotnú oxidačnú katalytickú pyrolýzu na syntézu FR-Oxygrafénu z ekologických materiálov (bavlnené vlákna, papierová celulóza a textilný odpad), čím sa minimalizuje environmentálny dopad. FR-Oxygrafén má viacvrstvovú vláknitú štruktúru, veľký špecifický povrch, vynikajúcu elektrickú vodivosť a veľký pórovitý objem, čo ponúka výhody oproti konvenčným grafitovým anódam. Na zlepšenie elektrochemického výkonu sa do materiálu pridajú heteroatómy, ako napr. kremík s cieľom prekonať problémy spojené s konvenčne používanými anódami, ktoré majú nízku hodnotu kapacity, nízku cyklickú stabilitu a obmedzenú vodivosť. Optimalizácia procesu modifikácie je kľúčová na využitie potenciálu FR-Oxygrafénu vedúca k zlepšeniu výkonu LIBs. Projekt SMEBAT sa tiež zameriava na návrh a validáciu dizajnu batériových ciel. Na testovanie anód na báze FR-Oxygrafénu budú v laboratórnych podmienkach navrhnuté a vyrobené prototypy LIBs. Komplexné elektrochemické výsledky porovnajú výkon anód na báze FR-Oxygrafénu s konvenčnými grafitovými anódami s cieľom preukázať lepšiu kapacitu, rýchlosť nabíjania a vybíjania a cyklickú stabilitu. Projekt si kladie za cieľ dosiahnuť úroveň TRL5 overením technológie v priemyselnom prostredí, prípravou modifikovaného FR-Oxygrafénu ako vhodného pokročilého anódového materiálu pre LIBs. SMEBAT má víziu vyvinúť také LIBs, ktoré budú mať požadovaný výkon, budú ekologické a udržateľné. Využitím unikátnych vlastností FR-Oxygrafénu sa SMEBAT snaží vytvoriť LIBs s väčšou hustotou energie, s vylepšenými rýchlosťami nabíjania a vybíjania a dlhšou životnosťou cyklu za súčasného zníženia environmentálneho dopadu, čo je v súlade s regionálnymi, národnými a európskymi iniciatívami pre udržateľné riešenia. |
Štúdium pevnostných charakteristík zŕn a hraníc zŕn tetragonálne stabilizovaného oxidu zirkoničitého. Vplyv stabilizátora.
-
Termodynamické modelovanie ternárneho systému B-Nb-Ta
Thermodynamic modeling of B-Nb-Ta ternary system
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2026 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Homolová Viera PhD. |
| Anotácia: | Projekt sa zameriava na štúdium fáz, fázových rovnováh a termodynamických vlastností ternárneho systému B-Nb-Ta vhodného ako sučasť materiálov pre vysoko teplotné a ultra-vysoko teplotné aplikácie či už v leteckom alebo kozmickom priemysle ale aj v jadrovej energetike. Má za cieľ experimentálnymi metódami diferenciálnej termálnej analýzy, röntgenovej difrakcie a elektrónovej mikroskopie získať poznatky o existencií fáz, ich chemickom zložení, štruktúre a fázových rovnováhach v danom systéme a následne semi-empirickou metódou Calphad vyvinúť databázu termodynamických parametrov a namodelovať fázový diagram a termodynamické vlastnosti systému. Výsledky projektu umožnia rozšírenie možnosti dizajnu nových materiálov pre
vysokoteplotné využitie výpočtovými metódami bez nutnosti časovo náročného experimentálneho skúšania. |
Tvrdé vrstvy novej generácie so zlepšenou lomovou húževnatosťou a oxidačnou odolnosťou
New-generation hard coatings with enhanced fracture toughness and oxidation resistance
Ultra-vysokoteplotné karbidy so zvýšenou oxidačnou odolnosťou
Novel enhanced oxidation-resistant ultra-high temperature carbides
| Doba trvania: |
1.7.2023 - 30.6.2027 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Kovalčíková Alexandra PhD. |
| Anotácia: | Zlepšenie odolnosti voči oxidácii ultra-vysokoteplotných keramických materiálov (UHTC) má zásadný význam pri uspokojovaní rastúcej potreby aplikácií, ktoré sú používané pri teplotách nad 2000 °C v oxidačných atmosférach, ako sú napr. hypersonické vozidlá a kozmické lode. Nedávno sa vďaka výskumu viackomponentnej keramiky, pozostávajúcej zo štyroch alebo viacerých rôznych katiónov alebo aniónov stabilizovaných konfiguračnou entropiou, otvoril priestor na vývoj nových UHTC práve so zvýšenou odolnosťou voči oxidácii. Na dizajn takýchto materiálov cestou predikcie ich zložitých oxidačných procesov je však nevyhnutné komplexne pochopiť monokarbidy a binárne karbidy prechodných kovov, na ktoré sa zameriava tento projekt, čo v súčasnosti v poznatkoch v danej vednej oblasti chýba. Hlavným cieľom projektu je teda vyvinúť nové UHTC materiály odolné voči oxidácii prostredníctvom systematickej experimentálnej štúdie, v ktorej sa skúmajú vysokoteplotné vlastnosti (odolnosť voči oxidácii/ablácii, odolnosť voči tepelným šokom a ďalšie) a mechanické správanie sa monokarbidov a binárnych žiaruvzdorných karbidov. Následne budú syntetizované karbidy s prídavkom sekundárnej fázy so zabudovaným kremíkom, vo forme SiC a silicidov prechodných kovov, ktoré sú známe ako zlúčeniny tvoriace ochrannú sklovitú fázu, ktoré môžu ďalej zlepšovať odolnosť voči oxidácii novo vyvíjaných UHTC. Okrem pochopenia oxidačného a mechanického správania sa týchto keramických a kompozitných materiálov, bude predikcia vytvorených modelov následne potvrdená a to syntézou vybraných 3-, 4- a 5- komponentných kovových karbidových systémov. Následne budú experimentálne stanovené ich vysokoteplotné a mechanické vlastnosti. Riešenie tohto projektu vytvorí súbor základných poznatkov, ktoré sú nevyhnutné pre návrh nových zložitejších viackomponentných keramických materiálov s výrazne zvýšenou oxidačnou odolnosťou, čo bude významným prínosom pre celú komunitu materiálových vied. |
Vplyv prídavku terpénových silíc na vlastnosti biokompozitov určených na regeneráciu tvrdých tkanív
Effect of terpene essential oils addition on the properties of biocomposites used for hard tissue recovery
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2026 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Medvecký Ľubomír DrSc. |
| Anotácia: | Vývoj biomateriálov s antimikrobiálnymi vlastnosťami je vysoko aktuálnou problematikou za účelom zníženia rizika vzniku infekcií po chirurgickom zákroku. Terpénové silice sú prírodné bioaktívné látky s výrazným terapeutickým účinkom vyskytujúce sa v esenciálnych olejoch. Vyznačujú sa excelentnou antibakteriálnou aktivitou, antimykotickými a protizápalovými vlastnosťami. Nevýhodou je prchavosť, hydrofóbny charakter, intenzívna vôňa, ktoré znemožňujú priamu aplikáciu. Inkorporácia silíc do polymérov predstavuje efektívnu metódu na zvýšenie hydrofilnosti a stability systému za súčasného zníženia prchavosti silíc. Cieľom projektu bude stabilizácia terpénových silíc prostredníctvom polymérnych elastomérov, príprava a charakterizácia biokompozitov pozostávajúcich z matrice (biocement, biokeramika) modifikovaných polymérnymi povlakmi. Úlohou bude pripraviť biomateriál s lepšími fyzikálno-chemickými vlastnosťami v porovnaní s individuálnymi komponentmi s potenciálnou aplikáciou ako náhrady tvrdých tkanív. |
Vývoj a dizajn udržateľných kompozitných materiálov pre hybridný systém skladovania energie založený na Li-ion a redox-prietokových batériách / SUNFLOWERS
Development and design of sustainable composite materials for hybrid energy storage system based on Li-ion and redox-flow batteries
| Doba trvania: |
1.4.2025 - 30.9.2027 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Ballóková Beáta PhD. |
| Anotácia: | Najväčšou výzvou dnešného sveta sú klimatické zmeny. Európska komisia navrhla Európskej únii (EÚ) značný počet opatrení na dosiahnutie cieľa uhlíkovej neutrality do roku 2050. Pokročilé batérie zohrávajú veľkú úlohu pri prechode smerom k uhlíkovej neutralite, dostupnej, bezpečnej energii, udržateľnej a inteligentnej mobilite a udržateľnému hospodárstvu. Okrem toho batérie musia byť odolné a založené na materiáloch z etických zdrojov, so zníženým negatívnym dopadom na životné prostredie a na konci svojej životnosti musia byť recyklované, alebo znovu použité, čím sa do ekonomiky vrátia cenné materiály. Konzorcium Sunflowers bolo vytvorené s cieľom
vyriešiť tento problém vývojom nových kompozitných materiálov pre batérie Li-S a prietokové a vytvorením hybridného systému na ukladanie energie. Vzdelávanie a osveta v oblasti skladovania energie je navyše dôležitá aj v čase, keď priemysel uplatňuje princípy elektrifikácie, dekarbonizácie či
decentralizácie. |
Vývoj a optimalizácia metód spájania a nekonvenčných postupov tepelného spracovania spojených segmentov statorov a rotorov vysoko-pevných FeSi ocelí.
Development and optimization of joining methods and unconventional heat treatment procedures of joining segments of stators and rotors of high-strength FeSi steels.
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2026 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Džupon Miroslav PhD. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na experimentálny výskum optimalizácie deštruktívnych a na vývoj inovatívnych nedeštruktívnych postupov spájania lamiel rôznych akostí vysokopevných kremíkových elektro ocelí v jadrách elektrických strojov. Nami navrhované postupy spájania v kombinácii s dodatočným mechanickým spracovaním plechov a následným nekonvenčným termickým spracovaním rotorových a statorových zväzkov majú za cieľ optimalizovať mikroštruktúru a textúru nie len samotných lamiel ale aj v oblasti ich spojov dosiahnuť tvorbu hrubozrnnej homogénnej mikroštruktúry s prednostnou kubickou {001}a Gossovou {011}<001> kryštalografickou zložkou. Magnetické vlastnosti spojených výstrižkov vo forme toroidov z kremíkových ocelí rôznej chemickej koncepcie budú porovnané s magnetickými vlastnosťami referenčných vzoriek. Pre dosiahnutie stanovených optimálnych podmienok spájania lamiel do zväzkov s cieľom minimalizácie magnetických strát bude navrhnutá sekvencia štrukturotvorných procesov. |
Vývoj inovatívnych keramických kompozitov s korundovou matricou so zvýšenou odolnosťou voči opotrebeniu pre technické aplikácie.
Development of innovative ceramic composites with corundum matrix and enhanced wear resistance for technical applications
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2026 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Andrejovská Jana PhD. |
| Anotácia: | Predkladaný projekt sa zameriava na problém opotrebenia materiálov, na ktorý často narážame v technických aplikáciách a rieši ho využitím kompozitných keramických materiálov so zníženým obsahom kritických surovín ako sú wolfrám a kobalt, ktoré sa v súčasnosti najčastejšie využívajú na rezné doštičky, ložiská, súčiastky v automobilovom priemysle,a ktoré vyžadujú vysokú odolnosť voči opotrebeniu. Tieto materiály budú mať základ v cenovo dostupnej korundovej alebo korundovo-zirkonovej matrici. V rámci projektu budú testované tribologické vlastnosti rôznych keramických systémov, ako sú monolitický Al2O3, spekané karbidy (WCCo) a kompozity na báze korundovej matrice, modifikované pridaním až 50 obj. % žiaruvzdorných karbidov (napr. ZrC, TiC, WC). Navrhované experimentálne keramické systémy by mali vykazovať zlepšené vlastnosti, ako sú predovšetkým zvýšená odolnosť voči opotrebeniu, vyššia tvrdosť a odolnosť voči oxidácii pri zvýšených teplotách, lepší pomer výkonu k cene a znižovanie spotreby kritických surovín. |
Vývoj multikomponentnej karbidickej keramiky s jednofázovou štruktúrou pre vysokoteplotné aplikácie
Development of Multicomponent Carbide Ceramics with a Single-Phase Structure for High-Temperature Applications
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2026 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Hrubovčáková Monika PhD. |
| Anotácia: | Predkladaný projekt je zameraný na vývoj a prípravu multikomponentných ultra vysokoteplotných keramik na
báze karbidov prechodných kovov IV. a V. skupiny. Vďaka kombinácii unikátnych fyzikálno-chemických
vlastností sú tieto materiály vhodnými kandidátmi pre aplikácie v extrémnych podmienkach, kde sa kladie dôraz
na excelentnú tepelnú stabilitu, vysokú tvrdosť a výborné tribologické vlastnosti. Cieľom projektu je vyvinúť a
pripraviť nové ultra vysokoteplotné keramiky prostredníctvom systematickej experimentálnej štúdie mono a
binárnych vysokoteplotných karbidov, v ktorej sa bude študovať vplyv chemického zloženia a technologických
parametrov prípravy na tvorbu fáz a rozvoj mikroštruktúry. Predpokladáme, že projekt prinesie nové
experimentálne poznatky o syntetizovateľnosti binárnych karbidových systémov s homogénnou jednofázovou
štruktúrou, ktoré sú nevyhnutné pre návrh keramiky s viacerými základnými prvkami kovov, čo bude prínosom
pre komunitu odborníkov v oblasti vysokoteplotnej keramiky. |
Vývoj nových efektívnych zliatin určených na uskladnenie vodíka
Development of New Efficient Alloys for Hydrogen Storage
| Doba trvania: |
1.1.2025 - 31.12.2028 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Oroszová Lenka PhD. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na vývoj a výskum stredne a vysokoentropických zliatin určených na uskladnenie vodíka. Dnes najefektívnejším a najbezpečnejším spôsobom uskladnenia H2 je jeho chemické viazanie v mriežke kovových zliatin pri tvorbe metalhydridov. Problémom súčasných zliatin je príliš vysoká teplota (presahujúca 400°C), pri ktorej dochádza k uvoľneniu H2 z ich objemu. Najnovší trend vývoja v tejto oblasti smeruje k mikrolegovaniu vysokoentropických zliatin prvkami, ktoré môžu významne znížiť teplotu desorpcie H2 z ich objemu. Množstvo uskladneného H2 je zároveň možné zvýšiť plastickou deformáciou matrice. Oba tieto prístupy sú predmetom tohto vedeckého projektu. Naším cieľom je vyvinúť materiály s vysokou absorpčnou schopnosťou (>2 hm%), nízkou teplotou desorpcie <140°C a vysokou cyklickou absorpčno/desorpčnou stabilitou (>1000 cyklov pri poklese kapacity o menej ako 10%). |
Vývoj pokročilej odľahčenej nanoštruktúrovanej ocele a jej výroby prostredníctvom jednoduchého tepelného spracovania pre náročné pevnostné aplikácie.
Development of advanced lightweight nanostructured steel and its manufacturing-easy heat processing for ultrahigh-strength applications
| Doba trvania: |
1.7.2024 - 31.12.2027 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Prof. Ing. Iefremenko Vasyl DrSc. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na vývoj novej ocele s nízkymi výrobnými nákladmi pre ultra vysokopevnostné aplikácie
(konečné ťahové napätie nie menšie ako 2000 MPa pri prijateľných hodnotách rázovej húževnatosti) a technológie
jej tvárnenia za tepla a tepelného spracovania, ktorú možno ľahko integrovať do výrobných liniek nachádzajúcich
sa v hutníckych fabrikách. Chemická koncepcia navrhovanej ocele nebude obsahovať drahé legujúce prvky (Ni, Cr,
Co, Mo, V), naopak vďaka použitiu lacnejších prvkov (ako Mn, Si a Al, ktoré sú ľahšie ako Fe) nadobudne nízku
hmotnosť a vhodné mechanické vlastnosti. Hlavné ciele budú dosiahnutie vytvorenia viacfázovej
„inteligentnej“ štruktúry, ktorá dokáže reagovať na vonkajšie zaťaženie prostredníctvom TRIP/TWIP efek tov,
vedúcich k sebaposilňovaniu a relaxácii mechanického napätia. Takáto štruktúra bude vyvinutá pomocou
vhodného výberu chemického zloženia a inovatívneho návrhu termického spracovania založeného na nových
technologických prístupoch a riešeniach umožňujúcich skrátenie doby spracovania, spotreby energie a použitie
konvenčných zariadení s „jednoduchou prevádzkou“. Výsledky projektu budú mať priamy pozitívny dopad na
výrobný hutnícky sektor, ako aj na používateľov ultra vysokopevných ocelí (strojárstvo, stavebníctvo), ktorí budú
mať prospech zo zníženia nákladov na oceľové výrobky. |
Vývoj pokročilých materiálov budúcich bioresorbovateľných implantátov
Development of advanced materials for future bioresobable implants
| Doba trvania: |
1.7.2024 - 30.6.2027 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Molčanová Zuzana PhD. |
| Anotácia: | V súčasnosti sa v chirurgickej praxi využíva niekoľko typov materiálov (keramiky, polyméry, kompozity polymérov a keramík a kovové materiály), ktoré slúžia ako kostné náhrady pri traumatických poškodeniach opornej sústavy ľudského tela. U kovových materiálov ide hlavne o titán a jeho zliatiny, korozivzornú oceľ, resp. zliatiny kobaltu a chrómu, ktoré v procese hojenia poskytujú dostatočnú oporu častiam tela prenášajúcim mechanickú záťaž.
Novým prístupom v implantológii je použitie bioresorbovateľných materiálov pozostávajúcich výlučne z prvkov, ktoré sa ľudskom tele vyskytujú. Takýto materiál sa cielenou rýchlosťou rozkladá v tele pacienta, poskytuje mechanickú oporu len na obdobie hojenia, po ktorom sa kompletne vstrebe v tele pacienta.
Cieľom projektu je vyvinúť úplne nové druhy bioresorbovateľných zliatin, ktorých pevnostné vlastnosti, biokompatibilita, ako aj nastaviteľná rýchlosť degradácie povedie k vývoju úplne nových materiálov vnútrotelových implantátov s čo najmenej invazívnym dopadom na pacienta. |
Vývoj vysokoúčinných katalyzátorov pre elektrochemickú výrobu vodíka
Development of highly efficient catalysts for the electrochemical production of hydrogen
| Doba trvania: |
1.1.2025 - 31.12.2027 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Gubóová Alexandra PhD. |
| Anotácia: | Cieľom predkladaného projektu je vývoj vysokoúčinných katalyzátorov pre elektrochemickú výrobu vodíka na
báze prechodných kovov, predovšetkým vo forme vysokoentropických zliatin a fosfidov. Proces vývoja
katalyzátorov bude zefektívnený pomocou počítačových simulácií, ktoré umožnia výpočet teoretických
parametrov, identifikáciu aktívnych miest a analýzu mechanizmu reakcií vývoja vodíka a vývoja kyslíka pre
racionálny návrh elektrokatalyzátorov. Naplnenie stanovených cieľov projektu prispeje k rozšíreniu dôležitých
poznatkov v oblasti vodíkových technológií, ale predovšetkým povedie k účinnej výrobe vodíka ako
potenciálneho paliva budúcnosti. Efektívna produkcia vodíka napomôže k úspešnej integrácii vodíkovej
infraštruktúry podľa európskeho modelu "Smart cities", čo v globále podporí celkové zlepšenie životného
prostredia
|
Zelená energetická inovácia: Entropicky inžinierované perovskitové oxidy pre termoelektrické aplikácie
Green Energy innovation: Entropy-Engineered Perovskite Oxides for Thermoelectric Applications
Celkový počet projektov: 26
Databáza národných projektov