Zoznam národných projektov SAV

Návrh nových kompozitných polyelektrolytových membrán pre aplikácie palivových článkov.

Design of Novel Composite Polyelectrolyte Membranes for Fuel Cell Applications.

Doba trvania:	1.11.2024 - 31.8.2026
Program:	Plán obnovy EÚ
Zodpovedný riešiteľ:	MSc. Ghonim Randa PhD.
Anotácia:	Využívanie obnoviteľnej a udržateľnej energie sa považuje za kľúčovú úlohu našej spoločnosti pri riešení krízy tradičnej fosílnej energie a znečistení životného prostredia. Palivové články s membránou z polymérneho elektrolytu (PEMFC) sa ukazujú ako sľubné zdroje energie pre budúcnosť, vďaka ich vysokej účinnosti, vysokej energetickej hustote, modulárnej konštrukcii, nízkym prevádzkovým teplotám a schopnosti rýchleho spustenia. Je však veľa faktorov, ktoré bránia komercializácii PEMFC. Bez ohľadu na odolnosť, výkon, a prevádzkovú teplotu, zníženie výrobných nákladov musí zahŕňať lacnejší materiál, najmä pokiaľ ide o Nafionové membrány, obsah platinového katalyzátora a zjednodušenie usporiadania membránovej elektródy výrobným procesom zníženia počtu krokov spracovania. Preto vedecká komunita zamerala svoje úsilie na vývoj vysokovýkonných polymérnych membrán ako protónové výmenné membrány pre aplikácie palivových článkov. Najmä vysoká vodivosť pri rôznych úrovniach vlhkosti a teploty a zvýšená chemická a mechanická stabilita v prevádzkových podmienkach, sa považuje za hlavné ciele, ktoré je potrebné dosiahnuť. Membrány s kompozitnou matricou na báze vodivých polymérov a anorganických plnív sa bežne používané na výrobu materiálov s vylepšenými vodivými a mechanickými vlastnosťami, kvôli ich vysokej pórovitosti a aktívnej ploche. V tomto projekte sa plánuje využiť vďaka svojim vynikajúcim vlastnostiam, akými sú nízka cena, dostupnosť, biologická odbúrateľnosť, šetrnosť k životnému prostrediu a vynikajúce mechanické vlastnosti nová vodivá polymérna membrána na báze funkcionalizovaného polyvinylalkoholu a modifikovaných derivátov acetátu celulózy. Ako plnivo sa použijú funkcionalizované deriváty grafén oxidu (ako kvantové grafénové bodky alebo sulfónovaný grafén) alebo kovovo-organické štruktúry (ako ZIF-8 a UIO-66), ktoré sa zabudujú do membrán na zlepšenie ich vodivosti a výkonu. Vyvinuté kompozitné membrány sa charakterizujú pomocou fyzikálno-chemických metód ako FTIR, SEM, XPS, TGA, DSC, XRD a TEM. Ďalej sa budú skúmať mechanické vlastnosti, tepelná oxidačná stabilita, rozmerová stabilita, chemická stabilita, kontaktný uhol, absorpcia rozpúšťadla (voda a metanol), ale aj permeabilita, selektivita a vodivosť. Zároveň sa budú optimalizovať faktory ovplyvňujúce procesy syntézy. Na záver sa zmerajú a porovnajú elektrochemické merania (t.j. polarizačné krivky) a výkon palivových článkov so štandardnými membránami z komerčného Nafionu. Navrhovaný projekt má priniesť nové, jednoduché, vysokovýkonné a lacné polyelektrolytové membrány s významným potenciálom pre palivové články.

Využitie prírodných rastlinných olejov a extraktov pre potravinové obaly.

Use of natural vegetable oils and extracts for food packaging.

Doba trvania:	1.7.2024 - 30.6.2028
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Eckstein Anita PhD.
Anotácia:	Cieľom projektu je vyvinúť nový typ obalového nanovlákenného materiálu pre potraviny na báze biologicky odbúrateľného polyméru a olejov z ovocných semien a jadier, esenciálnych olejov a rastlinných extraktov ako antibakteriálnych agentov. V rámci tohto stanoveného cieľa pripravíme ekologické polymérne membrány so širokospektrálnou antimikrobiálnou aktivitou pre potenciálne aplikácie nielen v potravinárstve aj aj v rôznych iných priemyselných odvetviach ako je kozmetika, tak aj medicína.

3D tlač filamentov s „nevšednými“ plnivami pre špeciálne aplikácie

3D printing of filaments with "non-common" fillers for special applications

Doba trvania:	1.1.2024 - 31.12.2027
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Kováčová Mária PhD.
Anotácia:	Projekt je zameraný na R&D nových nezvyčajných a progresívnych polymérnych kompozitov použiteľných v 3D tlači. Hlavným cieľom projektu je sledovanie a zlepšenie kompatibility plnív/ich kombinácií (organické poľnohospodárske odpadové materiály/konopné vlákna a i., MoOx nanočastice, metalurgický kremík) s polymérnymi matricami, či už biodegradovateľnými (kyselina polymliečna - PLA, polykaprolaktón - PCL) alebo syntetickými (polyetyléntereftalát – PET(G)). Materiál bude pripravený vo forme strún na 3D tlač a charakterizuje sa množstvom fyzikálno-chemických metód a taktiež priamo na komerčných 3D tlačiarniach. Vzhľadom na to, že polovica sledovaných plnív je neželaný odpad kumulujúci sa v prostredí, projekt pomôže aj k spracovaniu takéhoto materiálu a jeho ekonomickému využitiu. Tieto plnivá umožnia oveľa lacnejšiu výrobu konečného produktu, zníženie spotreby materiálov, energií, recykláciu a i. Výroba takýchto kompozitov je odpoveďou na dopyt európskeho priemyslu, ochranu životného prostredia a prírodných zdrojov.

Akrylátové lepidlá citlivé na tlak na biologickej báze pomocou foto-sprostredkovanej radikálovej polymerizácie s prenosom atómov.

Biobased Acrylic Pressure-Sensitive Adhesives by Photomediated Atom Transfer Radical Polymerization.

Doba trvania:	1.10.2024 - 31.8.2026
Program:	Plán obnovy EÚ
Zodpovedný riešiteľ:	MSc. Zain Gamal PhD.
Anotácia:	Všeobecným cieľom projektu je využitie dostupných monomérov z obnoviteľných zdrojov a biopolymérov na výrobu akrylových tavných lepidiel (PSA). Na prípravu PSA s dobre definovanými vlastnosťami a vysokou výkonnosťou bude použitá efektívna a ekologicky šetrná fotochemicky indukovaná radikálová polymerizácia s prenosom atómu. Pripravené PSA budú testované ako potenciálne adhezíva pre lepiace pásky.

Eliminácia kliešťami prenášaných infekcií bez použitia antibiotík.

Non-antibiotic approach for the treatment of tick-borne infections.

Doba trvania:	1.7.2024 - 30.6.2028
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Špitálsky Zdenko PhD.
Anotácia:	Kliešťami prenášané infekcie patria k celosvetovo rozšíreným článkonožcami prenášaným zoonózam. V posledných rokoch sa rapídne zvyšuje incidencia kliešťami prenášaných ochorení a rozširuje sa ich výskyt aj do nových oblastí nie len na Slovensku, ale v celej Európe. Doxycyklín je prvou voľbou antibiotickej liečby rickettsióz aj lymskej boreliózy. Avšak problémom súčasnej doby je rezistencia na antibiotiká. Je známe, že aj niektoré druhy kliešťami prenášaných patogénov sú rezistentné na niektoré antibiotiká. Z tohto dôvodu je potrebné už teraz hľadať alternatívne možnosti liečby týchto ochorení a využiť fakt, že vstupnou bránou infekcie je koža hostiteľa a zabrániť infekcii, aby sa rozšírila do tela hostiteľa, čo najskôr po prichytení kliešťa. Vynikajúcou alternatívou liečby týchto chorôb je využitie nanobiotechnológie ako novej stratégie v tejto oblasti. Takúto možnosť predstavuje použitie nanočastíc alebo fotodynamická inaktivácia použitím svetla vhodnej vlnovej dĺžky a ako fotosenzibilizátor nové polymérne materiály akými sú uhlíkové kvantové bodky (CQD). V rámci predloženého projektu budeme analyzovať diverzitu kliešťami prenášaných patogénov, ktoré sú schopné spôsobiť ochorenia a hodnotiť efektivitu novopripravených a charakterizovaných CQD, CQD-dopovaných polymérnych kompozitov a nanočastíc striebra, selénu a chitosanu na infekciu. Stanovíme zmeny bakteriálneho genómu a genómu hostiteľkej bunky, ako aj proteómu vplyvom úspešnej aplikácie fotodynamickej inaktivácie alebo pôsobením spomenutých nanočastíc.

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. Kroneková Zuzana PhD.
Anotácia:	Cieľom projektu NanoGlio je vyvinúť funkčné hydrogély podľa princípu „trójskeho koňa“ so zabudovanými fototermálnymi nanočasticovými konjugátmi, overené in vitro a doplnené o najmodernejšie štrukturálne a chemické mapovanie na nano-úrovni.

Gradientové kopolyméry s funkčnými skupinami pre využitie v biomedicínskych aplikáciách.

Gradient copolymers containing functional groups for biomedical applications.

Doba trvania:	1.1.2024 - 31.12.2027
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Kronek Juraj PhD.
Anotácia:	Projekt je zameraný na vývoj nových typov polymérnych materiálov ako nosičov bioaktívnych látok pre rôzne terapeutické aplikácie. Základom navrhovaných polymérnych systémov je možnosť ich samoorganizácie na fázových rozhraniach, čo vedie k vzniku nanoštruktúr potrebných pre enkapsuláciu liečiva alebo špecifickú adsorpciu na biomolekulárnych systémoch. Základným vedeckým cieľom projektu je príprava gradientových kopolymérov na báze 2-izopropenyl-2-oxazolínu, ktoré budú schopné kovalentne alebo fyzikálne viazať vybrané liečivá a biomolekuly.

In situ redukcia grafén oxidu asistovaná polymérnymi reťazcami: výpočtová a experimentálna štúdia.

In situ reduction of graphene oxide assisted by polymer chains: computational and experimental study.

Doba trvania:	1.1.2023 - 31.12.2026
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Benková Zuzana PhD.
Anotácia:	Redukcia grafén oxidu (GO) in situ procesom tavenia sa vo veľkej miere využíva ako efektívny a ekologický spôsob vývoja nanokompozitov na báze polymérov s pokročilými vlastnosťami pre rôzne aplikácie. Keď sa GO disperguje v polyméri, redukcia GO prebieha pri nižších teplotách, čo možno pripísať polymérnym reťazcom, ktoré slúžia ako stabilizátory pre transitný stav (TS) redukcie. O štruktúre TS a príslušnej redukčnej energetickej bariére je však na experimentálnej alebo teoretickej úrovni známe len málo. Preto sa tento projekt zameriava na teoretické štúdium TS a voľno-energetických bariér redukcie GO v polyméroch prostredníctvom procesu tavenia metódou hybridnej molekulovej mechaniky/kvantovej mechaniky. V tomto projekte sa uvažujú polyméry, ktoré sú kľúčové pre trvalú udržateľnosť životného prostredia alebo sú vhodné na hromadnú výrobu či širšie aplikácie. Na potvrdenie teoretických výsledkov sa navrhuje rozsiahla charakterizácia mikroštruktúry na nano- a mikroúrovni.

Injektovateľné pseudoplastické polymérne hydrogély založené na supramolekulárnych a dynamických kovalentných sieťach pre regeneráciu chrupavkového tkaniva.

Injectable shear-thinning polymeric hydrogels by supramolecular and dynamic covalent networks for cartilage tissue regeneration.

Doba trvania:	1.7.2023 - 30.6.2027
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Heydari Abolfazl PhD.
Anotácia:	Cieľom tohto projektu je prostredníctvom tkanivového inžinierstva pripraviť chrupavkové tkanivo pomocou injektovateľného pseudoplastického hydrogélu podávaného do živých organizmov minimálne invazívnym spôsobom, so schopnosťou prispôsobiť sa nepravidelným defektom a splniť väčšinu požiadaviek na regeneráciu chrupavky. Tento hydrogél bude vytvorený na základe bioortogonálnej chémie kombinovaním dynamických supramolekulárnych a kovalentných väzieb. Úmyslom je zlepšiť mechanické vlastnosti tak, aby napodobňovali extracelulárnu matrix (ECM) klbovej chrupavky bez ohrozenia biokompatibility hydrogélu. Súčasne bude zloženie hydrogélu navrhnuté tak, aby splňovalo základné požiadavky nosného materiálu pri liečbe chrupavky, vrátane (i) bioadhézie, (ii) podpory chondrogenézy a (iii) biodegradácie bez toxických vedľajších produktov. Vlastnosti a funkčnosť navrhovaného systému bude testovaná na modeli králika s cieľom regenerácie chrupavky.

Kompostovateľné plastové materiály na báze škrobu.

Compostable starch-based plastic materials.

Doba trvania:	1.9.2024 - 31.12.2027
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Mičušík Matej PhD.
Anotácia:	Škrob sa využíva v plastikárskom priemyslen najmä vo forme termoplastického materiálu pre zlacnenie biodegradovateľných plastov pri akceptovaní určitého poklesu fyzikálnych mechanických vlastností. Projekt je zameraný na výskum možností prípravy termoplastického škrobu /TPS) s výrazne zlepšenými úžitkovými vlastnosťami. Podstatou projektu je príprava TPS s kombináciu vlastností umožňujúcich praktické využitie tohto materiálu aj pre náročnejšie aplikácie. Hlavné ciele projektu možno zaradiť do troch skupín. Zameriame sa na prípavu TPS s novými plastifikátormi, čo umožní náročnejšie aplikácie materiálov na báze obnoviteľných zdrojov zvýšením pevnostných parametrov výberom vhodných plastifikátorov aj polymérnej povahy, aplikáciou stužujúcich plnív do TPS, a/alebo modifikáciou pôvodného škrobu. Príprava termoplastického škrobu ako majoritnej zložky receptúr materiálov z obnoviteľných zdrojov pre menej náročné aplikácie V tomto smere sa budeme venovať aj ďalším fyzikálnym resp. úžitkovým vlastnostiam, napríklad zníženiu absorpcie vlhkosti, celkovým výrazným zvýšením stability TPS počas dlhodobejšej aplikácie, zvýšením stability počas skladovania (najmä zamedzením retrogradácie), ďalšie sa podrobnejšie definujú na základe návrhu konkrétnych aplikácií. Návrh netradičných aplikácií materiálov na báze škrobu. Výskum bude spočívať na príprave TPS pre rôzne aplikácie, pričom jedným z predpokladaných námetov bude príprava lacných hydrogélov. Cieľom bude získať v priebehu projektu základné poznatky, ktoré umožnia výrobu ekonomicky akceptovateľných materiálov pre efektívnu zádrž vody (500 až 1000 %) na veľkých plochách predovšetkým zosietením TPS pri zachovaní vysokej absorpcie vody, pričom ale mechanické vlastnosti zabezpečia dostatočnú kompaktnosť produktov a dlhodobú stabilitu. Konečná cena produktu musí byť akceptovateľná pre veľkoplošné využitie v poľnohospodárstve.

Materiály so zvýšenou bezpečnosťou pre lítium-iónové batérie.

Enhanced safety materials for Li-ion batteries.

Doba trvania:	1.1.2025 - 31.8.2028
Program:	Plán obnovy EÚ
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Mosnáček Jaroslav DrSc.
Anotácia:	Celkovým cieľom projektu je vyvinúť materiály, ktoré zvýšia bezpečnosť prevádzky lítium-iónových batérií pasívnym spôsobom. Li-ion batéria 3. generácie pozostáva z kremíkovej/grafitovej anódy, vrstvenej oxidovej katódy (NMC, LFP) a separátora ponoreného do tekutého elektrolytu. Každý z týchto komponentov môže prispieť k zvýšeniu bezpečnosti prevádzky batérie. Počas projektov máme v úmysle vyvinúť anódu a katódu so zvýšeným výkonom a vlastnosťami spomaľujúcimi horenie. Očakávame, že povlak materiálu anódy (kremík) zvýši stabilitu medzifázovej vrstvy pevného elektrolytu (SEI), čím sa zvýši tepelný výkon a bezpečná prevádzka anódy. Vývoj niklových a polyaniónových katódových povlakov, ako aj kremíkových/uhlíkových anód posunie spoľahlivosť a bezpečnosť lítium-iónových batérií generácie 3 na vyššiu úroveň. Ďalej bude určený nový typ separátora, ktorý zabráni mechanickému a tepelnému poškodeniu počas prevádzky. Nakoniec sa hodnotia elektrochemické vlastnosti a výkon štandardu a batérie zloženej zo zvýšených bezpečnostných materiálov za podmienok blízkych tepelnému úniku.

Mikrokapsuly na báze alginátu so zvýšenou stabilitou a biokompatibilitou pre enkapsuláciu pankreatických ostrovčekov v liečbe cukrovky - kapitálový booster

-

Doba trvania:	1.7.2024 - 31.3.2026
Program:	Plán obnovy EÚ
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Lacík Igor DrSc.
Anotácia:	Cieľom a aktivitou projektu je obstaranie výskumnej infraštruktúry a jej využitie počas implementácie APVV projektu a na realizáciu dalšieho nezávislého výskumu a vývoja

Mikrokapsuly na báze alginátu so zvýšenou stabilitou a biokompatibilitou pre enkapsuláciu pankreatických ostrovčekov v liečbe cukrovky.

Alginate-based microcapsules with enhanced stability and biocompatibility for encapsulation of pancreatic islets in diabetes treatment.

Doba trvania:	1.7.2023 - 30.6.2027
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Lacík Igor DrSc.
Anotácia:	Projekt je zameraný na alginátové multikomponentné mikrokapsuly v súčasnosti stabilizované elektrostatickými interakciami s cieľom (1) stabilizovať ich štruktúru duálnou sieťou tvorenou permanentnými alebo dynamickými kovalentnými väzbami a tiež supramolekulovými interakciami popri existujúcich nekovalentných (elektrostatických) väzbách, a (2) kovalentne modifikovať povrch mikrokapsúl s polymérmi s anti-fibrotickým účinkom.

Modifikácia povrchov ako bariéra pre adsorpciu proteínov.

Modification of surfaces as barrier to protein adsorption.

Doba trvania:	1.7.2022 - 30.6.2026
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Benková Zuzana PhD.
Anotácia:	Napriek dôležitej úlohe povrchov pokrytých koncovo zakotvenými reťazcami pri ich ochrane pred adsorpciou proteínov zostáva mechanizmus odpudzovania proteínov zatiaľ stále nejasný. Uskutočnia sa atomistické molekulovo-dynamické (MD) simulácie, ktoré objasnia funkciu molekúl vody v procese odpudzovania proteínov z planárneho grafénu a zakriveného povrchu uhlíkovej nanorúrky (CNT) pokrytých poly(etylénoxid)om (PEO) a poly(2-oxazolín)om (POX) pri rôznych povrchových hustotách. Zaujímavý bude vplyv zakrivenia povrchu, povrchovej hustoty a chemického zloženia zakotvených reťazcov na hydratáciu a konformáciu zakotvenej vrstvy a ich efekt na adsorpciu alebo odpudzovanie proteínu. Globulárna nehelikálna doména protoméru C1q proteínu, ktorý je súčasťou komplexu zahrnutom v natívnom imúnnom systéme, bude reprezentovať bielkovinovú doménu bohatú na štruktúry β-skladaného listu. Subdoména albumínu ľudského séra bude uvažovaná ako reprezentant proteínovej domény bohatej na α-hélixy. Okrem existujúcich teórií, zaoberajúcich sa hydratáciou a priestorovými efektmi, bude skúmaný aj vplyv zvýšenej entropie vody súvisiacej s vypudením nejakých molekúl vody zo zakotvenej vrstvy vplyvom približovania sa proteínu. Porovná sa konformačné správanie reťazcov zakotvených na rovinnom a zakrivenom povrchu. Aby bolo možné stanoviť vplyv vody a soli na tieto konformačné vlastnosti, uskutočnia sa simulácie v suchých podmienkach, vo vode a v salíne. V prípade grafénu sa porovná experimentálne usporiadanie s biologickými podmienkami.

Multifunkčné kompozitné materiály pre detekciu, adsorpciu a dekontamináciu nebezpečných organických molekúl.

Multifunctional composite materials for detection, adsorption and decontamination of hazardous organic molecules.

Doba trvania:	1.7.2024 - 30.6.2028
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Kronek Juraj PhD.
Anotácia:	Hlavným cieľom projektu je vývoj multifázových materiálov na báze funkčných polymérov a ílových minerálov pre efektívnejšiu adsorpciu a dekontamináciu nebezpečných organických zlúčenín v porovnaní so súčasnými prístupmi.

Pokročilé bio-kompozitné materiály s dynamickou kovalentnou väzbou.

Advanced bio-based composite materials with dynamic covalent network.

Doba trvania:	1.1.2025 - 31.12.2028
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Mosnáčková Katarína PhD.
Anotácia:	Príprava a charakterizácia nových funkčných biodegradovateľných kompozitných polymérnych materiálov na báze alifatických polyesterov a termoplastického škrobu (TPS) plnených funkčnými plnivami schopnými vytvárať dynamickú sieť kovalentných väzieb a pri externom tepelnom podnete schopných tieto väzby obnovovať. Ako funkčné plnivá budú použité materiály z obnoviteľných zdrojov (celulóza, lignín a chitosan) a oxidované recykláty polyolefínov nesúce požadované funkčné skupiny nevyhnutné pre transesterifikačné reakcie. Na základe stupňa oxidácie bude možné kontrolovať hustotu dynamickej siete, dosiahnuť požadované vlastnosti a tým zabezpečiť ich opätovné-viacnásobné použitie. Pripravené materiály budú podrobne charakterizované stanovením fyzikálnych a termických vlastností. Pre štúdium nadmolekulovej štruktúry v režime dynamických deformácií sa využijú merania NMR v tuhej fáze, čo umožní objasniť vzťahy medzi medzi zložením, štruktúrou a vlastnosťami multizložkových polymérnych systémov.

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. Mosnáček Jaroslav DrSc.
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 s 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.

Pokročilé perovskitové solárne články s optimalizovanou pasiváciou a štruktúrou.

Towards Superior Perovskite-based Solar Cells via Optimized Passivation and Structure.

Doba trvania:	1.7.2022 - 30.6.2026
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Kollár Jozef PhD.
Anotácia:	Štúdium distribúcie a povahy defektných stavov v hybridných perovskitových vrstvách spolu s najúčinnejšími stratégiami, ako odstrániť hustotu defektov. Špecifické ciele projektu sú: 1) Návrh a syntéza nových absorbérov na báze organohalidov pre vysoko účinné a stabilné perovskitové solárne články 2) Optimalizácia procesu kryštalizácie perovskitových filmov s cieľom minimalizovať nežiarivú rekombináciu nosičov náboja 3) Pochopenie potenciálnych strát účinnosti s využitím techník röntgenového rozptylu a optickej spektroskopie 4) Optimalizácia a zväčšovanie rozmerov solárnych článkov na dosiahnutie vysokej účinnosti a dlhodobej prevádzkovej stability

Polymérne materiály s adaptovateľným presietením.

Polymer materials with adaptable crosslinking.

Doba trvania:	1.1.2025 - 31.12.2028
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Danko Martin PhD.
Anotácia:	Projekt sa zaoberá vývojom nových polymérnych materiálov pričom hlavným cieľom bude príprava vitrimérov. Zameriame sa na vstupné zlúčeniny a monoméry získavané z obnoviteľných zdrojov. Význam takýchto materiálov spočíva v ich biokompatibilite a biodegradácii čo ich predurčuje k použitiu v biomedicínskych a enviro aplikáciách, ale spolu s možnosťou recyklácie prispieva významne aj k trvalo udržateľnému rozvoju. Výskum bude zameraný na: 1. syntézu polyesterov a polyester-uretánov na báze laktidu, kaprolaktónu a derivátov butyrolaktónu a ich post-funkcionalizáciu a vitrimérov z nich. 2. syntézu polyamidoamínov polykondenzáciou metylén-butyrolaktónu s diamínmi, ktoré poskytujú rôzne funkčné skupiny a príprava vitrimérov z nich. Tretím krokom bude štúdium reologických a mechanických vlastností materiálov a ich charakterizácia s ohľadom na polymérne adaptovateľné siete - vitriméry. Materiály s vhodnými viskoelastickými vlastnosťami budú testované pre 3D tlač.

Polyméry s Aktívnou Chirálnou Topológiou a NANOTEChnológia.

Polymers with Active Chiral Topology and NANOTEChnology.

Doba trvania:	1.1.2024 - 31.12.2027
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Račko Dušan PhD.
Anotácia:	Tento projekt sa zaoberá skúmaním vzájomných vzťahov medzi polymérnymi molekulami, ako sú DNA, molekulovou topológiou, chiralitou a nanotechnológiami, pomocou molekulových simulácií. Konkrétne sa zameriava na štúdium uzlov a katenánov - nových topologických molekúl spojených s chiralitou. Ukazuje sa, že takéto molekuly majú sľubné materiálové vlastnosti a aplikácie. Projekt sa snaží posunúť poznatky o príprave, charakterizácii a správaní týchto molekúl a vývoji nanotechnologických zariadení na ich charakterizáciu a manipuláciu. V konečnom dôsledku má výskum prispieť k novovznikajúcej oblasti chirálnej nanotechnológie a chirálnych superštruktúr.

Racionálny dizajn, mutagenéza, optimalizácia a efektívny prísun enzýmových antioxidantov.

Rational design, mutagenesis, optimization and efficient delivery of diverse enzymatic antioxidants.

Doba trvania:	1.9.2025 - 30.6.2029
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Kronek Juraj PhD.
Anotácia:	Predmetom základného výskumu predkladaného projektu sú rôzne typy oxidoreduktáz, ktoré je možné považovať za enzýmové antioxidanty: katalázy, peroxidázy, peroxygenázy a superoxid dismutázy. Budeme skúmať ich natívne formy, vyskytujúce sa v prírode, ale pripravíme aj cielené mutácie ovplyvňujúce katalýzu a zabezpečíme ich stabilnú produkciu pre skúmanie ich priaznivých účinkov s ohľadom na očakávané vysoko účinné katalytické pôsobenie týchto enzýmov proti škodlivým účinkom oxidačnému stresu v jeho rôznych formách a prejavoch. Pokúsime sa tiež o ich efektívnu konjugáciu na biokompatibilné nosiče, alebo ich včlenenie do nanočastíc pomocou biokompatibilných polymérov.

Štipendiá pre excelentných PhD. študentov a študentky (R1) – Ústav polymérov SAV, v.v.i.

Scholarships for excellent PhD students (R1) – Polymer Institute SAS

Doba trvania:	1.9.2023 - 31.8.2026
Program:	Plán obnovy EÚ
Zodpovedný riešiteľ:	MSc. Moghaddam Omid
Anotácia:	Ochrana povrchov pred nežiadúcou adsorpciou proteínov má veľký význam v biochemických a nanotechnologických aplikáciách. Jednou z najrozšírenejších metód ochrany povrchov je reverzibilné alebo nereverzibilné pokrytie povrchov polymérnymi reťazcami. Na tento účel sa veľmi často používa poly(etylénoxid) (PEO), ktorý je biokompatibilný, netoxický a nevyvoláva imunitnú reakciu v živých organizmoch a je výborne rozpustný vo vode. V súčasnosti sa do popredia dostáva aj poly(2-oxazolín) (POX), ktorý prejavuje podobné vlastnosti ako PEO, dokonca sa ukazuje, že by mohol byť pri ochrane povrchov aj efektívnejší. Pomocou molekulovo-dynamických simulácií je možné porovnať účinnosť PEO a POX pri ochrane povrchov proti adsorpcii proteínov a zdôvodniť rozdiely na atomistickej úrovni. Simulácie sa uskutočnia použitím programového balíka GROMACS.

Vplyv aplikácie organických molekúl na vlastnosti perovskitovských tenkovrstvých štruktúr.

Effect of the application of organic molecules on the properties of perovskite thin-film structures.

Doba trvania:	1.7.2024 - 31.12.2027
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Kronek Juraj PhD.
Anotácia:	Príprava heteroštruktúr obsahujúcich tenkú vrstvu feromagnetu, resp. vysokotelotného supravodiča a vrstvu zlata s cieľom optimalizovať nanesenú hrúbku zlata, aplikácia organických chirálnych molekúl naviazaných na povrch pripravených heteroštruktúr pomocou chemisorpcie, štruktúrna a elektrická charakterizácia heteroštruktúr, vytvorenie modelovej štruktúry s využitím litografie, obsahujúcej aj oblasti ovplyvnené chirálnymi molekulami.

Vplyv meniacich sa vlhkostných podmienok na štruktúru a mechanické vlastnosti termoplastických materiálov na báze škrobu.

The influence of varying humidity conditions on the structure and mechanical properties of thermoplastic starch-based materials.

Doba trvania:	1.1.2023 - 31.12.2026
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	MSc. Peidayesh Hamed PhD.
Anotácia:	Pri navrhovaní termoplastického škrobu (TPS) na daný účel je potrebné zvážiť vzájomnú koreláciu medzi zdrojom škrobu, spôsobom modifikácie, technikou spracovania, charakterizáciou a výkonom v rôznych podmienkach. Mechanické vlastnosti TPS sa považujú za dôležité vlastnosti na dosiahnutie úspechu v širokom spektre aplikácií. Materiály na báze škrobu sú citlivé na okolitú relatívnu vlhkosť, ktorá podstatne ovplyvňuje ich mechanické vlastnosti. Z tohto hľadiska je tento projekt zameraný na poskytnutie nových pohľadov na túto koreláciu pre TPS výberom rôznych škrobov rôzneho pôvodu, vhodných zmäkčovadiel, spevňujúcich plnív a zmiešaním optimalizovaného TPS s inými biodegradovateľnými plastmi. Okrem toho sa bude skúmať TPS so zlepšeným mechanickým výkonom indikovaným zvýšením pevnosti v ťahu ako väčšinová zložka plastových zmesí pre potenciálne aplikácie.

Vývoj a analýza materiálov a technológií pre tvorbu biomimetických modelov navrhnutých pre tréning neonatálnej minimálne invazívnej chirurgie.

Development and Evaluation of Materials and Technologies for Creating Biomimetic Models Designed for Neonatal Minimally Invasive Surgery Training .

Doba trvania:	1.9.2025 - 31.8.2028
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Špitálsky Zdenko PhD.
Anotácia:	Vrodené chyby sú najčastejšími detskými chirurgickými ochoreniami, ktoré tvoria približne 50 % všetkých pediatrických chirurgických prípadov. Výskyt vrodených vývojových chýb u novorodencov je približne 3 % všetkých živonarodených detí. Otvorené invazívne chirurgické výkony v brušnej alebo hrudnej dutine sú spojené s mnohými závažnými a často dlhodobými komplikáciami, ktoré môžu výrazne ovplyvniť kvalitu života dieťaťa. Medzi najčastejšie komplikácie patria deformity hrudníka a brucha, skolióza, chronická bolesť, keloidné jazvy a psychické problémy. Použitie minimálne invazívnej chirurgie (MIS) u pediatrických pacientov ponúka niekoľko osvedčených výhod v porovnaní s otvorenou operáciou, ako je rýchlejšia doba zotavenia, nižšia miera komplikácií, zníženie nákladov na zdravotnú starostlivosť a lepšia kozmetika. Rastúce obavy o bezpečnosť pacientov, obmedzená expozícia prípadov a vyššia perioperačná úmrtnosť u dojčiat si vyžadujú alternatívne tréningové metódy. Školenie založené na simulácii je sľubné pre získavanie zručností, pričom zdôrazňuje potrebu posúdiť efektívnosť a spoľahlivosť chirurgických simulátorov a fantómových modelov. Cieľom projektu je vyvinúť materiál s mechanickými a reologickými vlastnosťami tkanív a orgánov novorodencov a dojčiat pomocou umelej inteligencie a vyhodnotiť technológie na výrobu biomimetických modelov pre MIS. Modely tkanív a orgánov budú testované v predklinickom prostredí, overené a validované v laboratóriu pomocou špecifických protokolov a budú pripravené dáta a databázy pre ďalšie budovanie fantómov novorodencov alebo dojčiat. Odbornosť v oblasti 3D modelovania a technologické zázemie a znalosti tímu Technickej univerzity v Košiciach, materiálová expertíza z Ústavu polymérov Slovenskej akadémie vied a klinické znalosti chirurgov a výskumníkov z oddelení detskej chirurgie (Bratislava a Martin) a Ústavu medicínskeho vzdelávania a simulácií Univerzity Komenského, sú silnou zárukou úspešnosti projektu.

Vývoj polymérnych nosičov pre transport mRNA do rôznych typov buniek a z krvi cez tkanivové bariéry.

Development of the polymeric carriers for mRNA delivery to different cells and through blood-tissue barriers.

Doba trvania:	1.9.2025 - 30.6.2029
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Kroneková Zuzana PhD.
Anotácia:	Cieľom tohto projektu je vyvinúť sériu polymérnych nosičov na báze poly(2-alkenyl-2-oxazolínov) slúžiacich na doručovanie mRNA, ktoré sú navrhnuté tak, aby boli necytotoxické, stabilné a tkanivovo špecifické. Budeme skúmať ich potenciál efektívne prechádzať cez rôzne bariéry krv-tkanivo, ako je hematoencefalická bariéra, hematoplacentárna bariéra a hematosemenníková bariéra, pričom sa bude hodnotiť biologická bezpečnosť a účinnosť transfekcie mRNA do buniek.

Zmeny mikroštruktúry a fyzikálnych vlastností zosieťovaných polymérov v objeme a uväznených podmienkach makro- a mezo-pórov.

Changes of microstructure and physical properties of crosslinked polymers in bulk and under confined conditions of macro- and mesopores.

Doba trvania:	1.7.2022 - 30.6.2026
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Švajdlenková Helena PhD.
Anotácia:	Cieľ projektu: je skúmanie rozdielov v mikroštruktúre zosietených dimetakrylátov a epoxidov, ktoré budú pripravené novými postupmi v bulku ako aj v uväznených podmienkach makro a mezopórov. Získané voľnoobjemové charakteristiky sa budú porovnávať s výsledkami ďalších charakterizačných techník (FTIR, NIR, DSC, SEM, foto-reometria, dielektrická spektroskopia) a s výpočtami simulácií molekulovej dynamiky.

Celkový počet projektov: 27