Facebook Instagram Twitter RSS Feed PodBean Back to top on side

Zoznam národných projektov SAV

Lock Databáza národných projektov

Fyzikálny ústav SAV, v. v. i.

Analýza mechanizmu detekcie chemoodporových nanoštruktúrovaných senzorov na báze oxidov kovov

On sensing mechanism of chemiresistive nanostrutured sensors based on metal oxides

Doba trvania: 1.1.2023 - 31.12.2025
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Ivančo Ján DrSc.

Analýza tvorby mikroštruktúry a jej vplyv na vybrané vlastnosti bezolovnatých spájok

Analysis of microstructure formation and its influence on selected properties of lead-free solders

Doba trvania: 1.1.2022 - 31.12.2025
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Švec Peter DrSc.

Bezanódové tuholátkové lítiové batérie

Zero-excess solid-state lithium batteries

Doba trvania: 1.7.2023 - 31.12.2026
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Nádaždy Vojtech CSc.
Anotácia:Koncepcia tuholatkovej batérie (SSB) s nulovým prebytkom lítia, známa aj ako batéria bez anódy, kde sa anóda vytvára in-situ na rozhraní medzi tuholátkovým elektrolytom (SSE) a prúdovým kolektorom (CC), sa uprednostňuje z dôvodu dodatočného zvýšenia energetickej hustoty, zníženia nákladov na výrobu materiálov a článkov a zjednodušenia recyklácie. Okrem toho nižšie množstvo potrebného Li znižuje problémy s prenosom Li a pravdepodobnosť nežiaducich reakcií. Táto koncepcia už bola demonštrovaná v prípade kvapalných článkov a nedávno boli demonštrované prvé SSB s nulovým prebytkom lítia (ZESSB). Napriek tomu je technológia ZESSB ešte stále v plienkach, a to kvôli neodmysliteľným problémom súvisiacim s tvorbou Li anódy in situ, čo obmedzuje výkonnosť batérií. Na odvodenie optimalizačných stratégií založených na znalostiach je potrebné hlbšie pochopiť základné procesy, ktoré sa zúčastňujú na tvorbe anódy na rozhraní medzi SSE a CC. Ústrednou hypotézou projektu ZERO je, že monitorovaním rýchlosti depozície Li, zmáčania a/alebo legovania a mechanického napätia na rozhraní SSE/CC v reálnom čase môžeme optimalizovať a prispôsobiť SSB poskytujúce vyššiu kapacitu a životnosť počas cyklovania. To sa dá dosiahnuť riadením nabíjacích/vybíjacích prúdov, vhodnými zliatinotvornými medzivrstvami a riadením vnútorného napätia vonkajším zaťažením. 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.

Biologický osud nanokomplexov oxidu železa a molybdén oxidu a ich využiteľnosť v terapii

Biological fate and therapeutic applicability of iron oxide-molybdenum oxide nanocomplexes

Doba trvania: 1.7.2023 - 30.6.2025
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Annušová Adriana PhD.

Časticové mikro- a mezopórovité materiály na báze uhlíka z prírodných prekurzorov

Carbon-based particulate micro- and mesoporous materials from natural precursors

Doba trvania: 1.1.2022 - 31.12.2025
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Maťko Igor CSc.
Anotácia:Predkladaný projekt zahrňuje základný výskum v oblasti časticových mikro- a mezopórovitých materiálov na báze uhlíka (PCM) s výraznými aplikačnými dopadmi. Predstavuje originálny prístup k vývoju spôsobu prípravy viacerých typov PCM s výraznými sorpčnými vlastnosťami a širokým aplikačným potenciálom. Na optimalizáciu využitia PCM je potrebné detailne poznať ich fyzikálne vlastnosti (mikroštruktúru a pórovitosť) a tiež nájsť súvislosť podmienok počas vzniku častíc PCM (karbonizácie prekurzoru) a ich výslednou mikroštruktúrou, čo je prvý zámer projektu. Originálnosť riešenia spočíva v aplikácií kombinácie rôznych fyzikálnych metód štúdia PCM, použijú sa štandardné sofistikované techniky (elektrónová mikroskopia) ako aj neštandardné metódy ako je pozitrónová anihilačná spektroskopia, termoporozimetria a gama spektrometria pri štúdiu sorpčných vlastností. Ďalším, úzko súvisiacim zámerom projektu je hľadanie postupov na vhodnú úpravu PCM a elaborácia kompozitov využitím PCM pre viaceré praktické aplikácie.

Dizajn zložitých kvantových meraní (DESCOM)

Design of complex quantum measurements (DESCOM)

Doba trvania: 1.1.2021 - 31.12.2024
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Doc. Mgr. Ziman Mário PhD.
Anotácia:Okolo kvantových meraní je ešte stále mnoho koncepčných otázok.Súčasný vývoj kvantových technológií však motivuje aj otázky ich praktickej realizácie, ktoré sú prekvapivo tiež výzvou pre teoretickú fyziku. Kánonické implementácie sú často zložité a možné iba teoreticky. Pre efektívne návrhy implementácii je potrebné vyvinúť nové matematické modely a nástroje. Cieľom tohto projektu je skúmať a navrhovať merania v troch konceptuálne odlišných oblastiach - v systéme cloudových univerzálnych kvantových počítačov, pre termodynamické stroje a v systéme supravodivých qubitov. Konkrétne vyvinieme nové algoritmy na simuláciu existujúcich fyzikálnych systémov, aby sme sa dozvedeli o ich schopnosti realizovať požadované merania.Očakávanými výsledkami budú realisticky namodelované návrhy nových kvantových meracích prístrojov, nástroje na efektívnu implementáciu komplexných pozorovateľných na existujúcich kvantových infraštruktúrach a špecifikácia certifikovateľných požiadaviek, ktoré by takéto infraštruktúry mali spĺňať.

Efektívne algoritmy pre kvantové počítanie v ére NISQ

Resource Efficient Algorithms for Quantum Computers in NISQ Era

Doba trvania: 1.1.2023 - 31.12.2026
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Doc. RNDr. Plesch Martin PhD.
Anotácia:Pri vývoji nových liekov, modelovaní nanočastíc alebo riešení problémov v oblasti materiálovej vedy a jadrovej fyziky sú bežné superpočítače preťažené stále rastúcim dopytom po výpočtovom výkone. Očakáva sa, že kvantové počítače poskytnú exponenciálne rastúci výkon vďaka využitiu kvantových javov a už boli publikované aj náznaky tzv. kvantovej výhody. Bohužiaľ, súčasné možnosti kvantových počítačov sú stále dosť obmedzené mnohými problémami. Práve kvôli nim sa v súčasnosti vykonávané kvantové výpočty opisujú ako éra šumných kvantových výpočtov stredného rozsahu (Noisy Intermediate-Scale Quantum - NISQ). V súčasnosti sa ako najperspektívnejšie algoritmy na praktické účely javia hybridné algoritmy, pri ktorých kvantový počítač vykonáva len časť výpočtu. Príkladom takéhoto algoritmu je Variačný Kvantový Eigensolver VQE, ktorý počíta najmenšiu vlastnú hodnotu vstupnej matice. V rámci tohto projektu sa snažíme vyvinúť metódy VQE efektívne z hľadiska zdrojov, ktoré by umožnili jeho použitie existujúcimi počítačmi.

Emergentné javy a spintronika supravodičov v systémoch s redukovanou dimenziou

Superconducting spintronics and emergent phenomena in low/dimensional superconductors

Doba trvania: 1.5.2022 - 30.4.2027
Program: IMPULZ
Zodpovedný riešiteľ: Doc. Mgr. Kochan Denis PhD.
Anotácia:Supravodivá spintronika (superconducting spintronics) je potenciálne sa rozvíjajuci odbor, ktorý kombinuje spintroniku s fenoménom supravodivosti. Tok náboja (elektónov) v supravodiči je bez disipácie, t.j. bez „potreby platiť za energetické straty pri jeho distribúci.“ Okrem toho, niektoré supravodiče umožňujú existenciu veľmi špeciálnych stavov (majoranovské módy), ktorých „priestorová topológia a spinová štruktúra“ zabraňujú dekoherenci, t.j. strate informácie, ktorá je v takýchto stavoch prirodzene uložená. Na druhej strane, spintronika ašpiruje utilizovať spiny elektrónov (nie ich náboje) ako nosiče informácie. Pri takomto nastavení sa logické operácie realizujú pomocou spinových interakcií, ale aj tu ide o elektrický náboj, za ktorého pohyb treba platiť energiou. Z týchto dôvodov, je celkom prirodzené uvažovať o supravodivej spintronike, na jednej strane by sa tak minimalizovali náklady na energiu spojenú s tokmi elektrónov, a na druhej strane by sa okrem štandardných spinových stupňov voľnosti zúžitkovali aj bonusové kvantové stupne voľnosti v podobe majoranovských módov v supravodičoch. Z tohto pohľadu by šlo o novú platformu pre „quantum computing.“ Tak ako to už ale býva zvykom, aj tu sa diabol skríva v detailoch. Možnosť realizovať vyššie opísaný scénar predpokladá existenciu supravodičov s tzv. nekonvenčným (tripletovým) párovaním elektrónov do Cooperových párov, a v ktorých, naviac, spinové excitácie nerelaxujú až príliž rýchlo. Príroda nám, žial, neponúka enblok takéto nekonvenčné supravodiče, naštastie, však z Lega už existujúcich 2D materiálov a dostupných nanotechnológii vieme syntetizovat nové hybridné štruktúty, na rozhraniach ktorých sa realizujú (cez proximity efekty) robustné elektrónové stavy s tripletnými cooperovskými koreláciami. Štúdium takýchto proximity efektov (a im zodpovedajúcim fyzikálnym stavom) predstavuje základné vedecké ciele môjho projektu SUPERSPIN vrámci programu IMPULZ 2021. Konkrétne chcem študovať: A. Spinovú relaxáciu v nízkorozmerných (ne)konvenčných supravodičoch, B. Topologické stavy realizované cez proximity efekty na rozhraniach materiálov s rôznymi parametrami usporiadania. Oba projekty pracujú so supravodivosťou v redukovanej priestorovej dimenzii a s proximity efektami, ale každý osve sa zaoberá inými fyzikálnymi aspektami. Vedecký project A pokračuje na ceste ktorá sa začala v Regensburgu a pridáva do celkového portfólia interakcií ovplyvňujúcich spinovú relaxáciu supravodivosť. Vedecký projekt B je krokom na pomerne exotickú, no stále nie úplne prebádanú cestu, kde možno očakávať nové vedecké prekvapenia v podobe nových teoretických modelov a prekvapivých experimentálnych výsledkov, kde sa stretávajú koncepty z topológie, efektívnej teórie poľa, formovania exotických kvantových stavov a podobne.

Experimentálne štúdium deformácie a elektromagnetických vlastností atómových jadier

Experimental investigation of deformation and electromagnetic properties of atomic nuclei

Doba trvania: 1.7.2021 - 30.6.2025
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Venhart Martin PhD.
Anotácia:Jadrová deformácia sa môže vyskytnúť v ktoromkoľvek atómovom jadre a zdá sa, že je to najdôležitejšia vlastnosť jadrovej štruktúry. Najpozoruhodnejším príkladom tohto javu v jadrách je vysoko deformovaný Hoyleov stav v izotope 12C, prostredníctvom ktorého sa vo vesmíre produkuje uhlík. Cieľom navrhovaného projektu je študovať základnú jadrovú štruktúru, ktorá je zodpovedná za vznik takto deformovaných konfigurácií. Cieľom tohto projektu je poskytnúť kľúčové nové experimentálne dáta pre rôzne izotopy. Experimenty sa uskutočnia na univerzite v Jyvaskyle (Fínsko) a v novozaloženom laboratóriu Tandetron v Piešťanoch. V Jyvaskyle budú izotopy 179,191,192Bi študované pomocou izomérnej a in-beam gama spektroskopie. Pre izomérnu spektroskopiu sa použije výrazne upravený detekčný systém v ohniskovej rovine separátora produktov reakcií. V porovnaní s konvenčnými metódami umožní zvýšiť tok zväzku minimálne desať násobne. Preto má potenciál iniciovať nové oblasti výskumu, ktoré by mohli byť zaujímavé aj pre ďalšie skupiny. Na tento účel bude vyvinutá mnohovláknová proporcionálna komora. Pre laboratórium v Piešťanoch bude skonštruovaný nový spektrometer založený na detektore typu Si(Li), chladeným kvapalným dusíkom. Bude sa používať na spektroskopiu konverzných elektrónov. Táto technika je veľmi náročná, a preto sa jej venuje iba veľmi málo skupín na svete. Bude sa používať na meranie elektromagnetických vlastností izotopov 59,61Cu v základnom a prvom vzbudenom stave.

Fyzikálne vlastnosti uväznenej vody v prostredí lipidových dvojvrstiev a vplyv kryoprotektív

Physical properties of confined water in the environment of lipid bilayers and the influence of cryoprotectants

Doba trvania: 1.1.2021 - 31.12.2024
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Šauša Ondrej CSc.
Anotácia:Projekt sa bude zaoberať štúdiom fyzikálnych vlastností vody v prostredí lipidových dvojvrstiev. Bude sa vyšetrovať fázové správanie vody a lipidovej dvojvrstvy v lipidových disperziách tvorených dimyristoylfosfatidylcholínom, ktoré slúžia ako model bunky a bunkovej membrány. Tuhnutie a topenie vody bude skúmané v rôznych priestorových obmedzeniach a s pridaním kryoprotektívnej látky, dimetylsulfoxidu (DMSO), s koncentráciou do 10% obj. Bude sa sledovať, pri akej koncentrácií príde k narušeniu integrity lipidovej dvojvrstvy a od ktorej koncentrácie bude kryoprotektívny účinok DMSO výrazný, t.j. aby sa potlačila v maximálnej miere tvorba veľkých kryštálov ľadu, ktoré majú fatálne dôsledky na rozrušenie bunkových membrán pri kryoprezervácii buniek. Originálnosť riešenia spočíva v použití voľnoobjemového pohľadu na procesy prebiehajúce na molekulárnej úrovni, ktoré v konečnom dôsledku určujú makroskopické vlastnosti látok a v použití pozitrónia ako subnanometrovej sondy na štúdium lokálneho voľného objemu.

Hľadanie optimálnych štruktúrnych a elektronických vlastností organických polovodičových vrstiev

Search for optimal structural and electronic properties of organic semiconductor thin films

Doba trvania: 1.1.2022 - 31.12.2025
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Nádaždy Vojtech CSc.
Anotácia:Projekt je zameraný na štúdium elektrónovej štruktúry nových organických polovodičov s využitím v organickej elektronike. Elektrónovú štruktúru charakterizuje hustota stavov (DOS), ktorá je určujúcim faktorom opto-elektronických vlastností organických materiálov, a preto sú poznatky o DOS dôležité pre aplikácie v organickej elektronike. Na vyšetrovanie elektrónovej štruktúry bude využitá nová elektrochemická metóda vyvinutá v našom riešiteľskom kolektíve. Riadené zmeny v mikroštruktúre vrstiev budú dosahované voľbou rozpúšťadla a podmienkami žíhania. Taktiež bude u skúmaných materiálov vyšetrovaná ich náchylnosť na degradáciu na vzduchu. Spôsob získania nových poznatkov je založený na kombinácii použitia experimentálnych metód a teoretického prístupu. Numerické výpočty budú založené na teórii funkcionálu hustoty (DFT), súvisiacej metóde DFTB a časovo závislej DFT. Na simuláciu molekulárnej štruktúry a mikoštruktúry skúmaných vrstiev budú použité techniky relaxácie geometrie a molekulovej dynamiky.

Konfigurácia viacerých laserov na doplnenie emisnej spektroskopie pre štúdie interakcií plazmy so stenou MW zosilnenie, fluorescencia a Raman

Multi Laser Configuration to Complement Emission Spectroscopy for Plasma Wall Interaction Studies; MW Enhancement, Fluorescence and Raman

Doba trvania: 1.7.2023 - 30.6.2027
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Dr. Rer. Nat. Šiffalovič Peter DrSc.

Kvantové simulácie a modelovanie interakčých sietí

Quantum Simulations and Modelling of Interaction Networks

Doba trvania: 1.1.2022 - 31.12.2025
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Gendiar Andrej PhD.
Anotácia:The project aims to simulate quantum systems to understand the mechanisms of quantum entanglement concerning the interactions among particles (electrons/spins and photons) that are exposed to various external fields, typically magnetic ones. In specific cases, quantum correlations may suddenly amplify, which is reflected in macroscopic quantities. In theory, they behave non-analytically, while in the experiment, maxima (minima) or sudden jump changes are observed. Our task is to numerically simulate these processes and classify them by entanglement entropy. Simulations combine theory with experimental measurements. While in theory, we can solve only a small number of problems exactly, numerical simulations can cover a relatively large area of non-trivial problems. In this project, we will explore new quantum systems using state-of-the-art numerical methods, which we will formulate and implement. We will design conditions for devices under which it will be possible to perform experimental measurements.

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: Dr. Rer. Nat. Šiffalovič Peter DrSc.

Návrh a optimalizácia biokonjugačných stratégii inovatívnych 2D fototermálnych nanomateriálov s tumor-navádzajúcimi peptidmi

-

Doba trvania: 1.1.2022 - 31.12.2024
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Annušová Adriana PhD.

Navrhovanie kvantových štruktúr vyššieho rádu

Designing quantum higher order structures

Doba trvania: 1.7.2023 - 30.6.2026
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Doc. Mgr. Ziman Mário PhD.
Anotácia:Základ dnešných kvantových technológií má svoj pôvod vo výskume kvantových základov uskutočnenom v minulom storočí, ktorý nanovo definoval pojem informácie a stanovil nové teoretické obmedzenia na spracovanie informácií. Táto nová informačno-teoretická perspektíva vyústila do rozvoja teórií zdrojov, všeobecných pravdepodobnostných teórií a kvantových štruktúr vyššieho rádu – rámcov nielen rozširujúcich kvantovú teóriu, ale aj umožňujúcich technológie nad rámec kvantových. DeQHOST prispeje k rozvoju konceptov a metód vyššieho rádu, skúmaniu ich matematických rámcov a optimalizácii novo navrhnutých protokolov spracovania informácií. Aktivity projektu sú organizované v troch pracovných balíkoch zameraných na štruktúry vyššieho rádu, zdroje a úlohy, resp. Predovšetkým plánujeme preskúmať rozšírenia a modifikácie existujúcich rámcov máp vyššieho rádu, v kvantovej teórii a vo všeobecnejšom prostredí operačných teórií, s cieľom zjednotiť ich žiaduce vlastnosti a maximalizovať rozsah opísateľných typov javov, ako sú napr. ako kauzálna neoddeliteľnosť. Naším cieľom je pochopiť, ako možno tieto rámce využiť na optimalizáciu úloh v budúcich sieťach kvantových zariadení. Jedným z cieľov bude vývoj kalkulu vyššieho rádu pre unitárne kanály. V našom štúdiu zdrojov sa zameriame na nekompatibilitu kvantových nástrojov, kanálov a možné rozšírenia na mapy vyššieho rádu. Budeme študovať pamäťové efekty ako zdroj pre spracovanie informácií a zovšeobecníme zdrojový teoretický prístup ku kvantovej termodynamike. Naše zistenia budú aplikované na špecifické úlohy, ako je navrhovanie programovateľných kvantových procesorov, diskriminácia pamäťových kanálov, porovnávanie a konvertibilita máp vyššieho rádu a štúdium otázok zložitosti v prostredí vyššieho rádu.

Neutrónová defektoskopia perspektívnych tepelných výmenníkov

Neutron Radiography for Advanced Heat Exchangers

Doba trvania: 1.7.2023 - 31.12.2026
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Herzáň Andrej PhD.

Nízko-dimenzionálne materiály- manipulácia, funkcionalizácia a bioaplikácie: LOW-D-MATTER

-

Doba trvania: 1.1.2021 - 31.12.2025
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: prof. Ing. Štich Ivan DrSc.

Nové zliatiny s viacerými základnými prvkami – dizajn, charakterizácia a vlastnosti

Novel multi-principal element alloys – design, characterization and properties

Doba trvania: 1.7.2021 - 30.6.2025
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Švec Peter DrSc.
Anotácia:S cieľom rozšíriť priestor pre vývoj nových zliatin sa výskum v posledných rokoch presúva k vývoju materiálov s niekoľkými základnými prvkami. Tieto materiály sa súborne označujú ako zliatiny s viacerými základnými prvkami (MPEAs), komplexné koncentrované zliatiny (CCAs) alebo zliatiny s vysokou entropiou (podskupina MPEAs). Cieľom tohto projektu je navrhnúť a charakterizovať sériu nových MPEAs. Pripravíme a preštudujeme niekoľko ternárnych, kvartérnych a viacprvkových zliatin s rôznym chemickým zložením. Budeme študovať vzťah medzi chemickým zložením, fázovou konštitúciou a mikroštruktúrou zliatin. Budeme skúmať účinky podmienok spracovania (čas žíhania, rýchlosť ochladzovania) na vývoj fáz. Materiály budú charakterizované z hľadiska ich termodynamickej stability. Súčasťou projektu bude aj štúdium elektrochemickej korózie rôznych zliatin vo vodných elektrolytoch. Naším cieľom je preskúmať elektrochemickú stabilitu fáz a preskúmať vzťah medzi ich koróznou aktivitou a chemickým zložením. Naším cieľom je tiež preskúmať účinky rôznych elektrolytov. Preštudujeme korózne mechanizmy a identifikujeme rôzne produkty korózie. Súčasťou projektu bude aj štúdium mechanických vlastností a spoľahlivosti MPEAs. Ďalej budeme skúmať mechanické vlastnosti zliatin pri zvýšených teplotách (korózne praskanie pri namáhaní) a za simulovaných atmosférických podmienok (test v soľnej hmle). Cieľom projektu je identifikácia materiálov odolných proti korózii a mechanicky stabilných materiálov pre praktické použitie.

Optimálna transportná vzdialenosť pre kvantové merania

Optimal transport distance for quantum measurements

Doba trvania: 1.7.2023 - 30.6.2025
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Leppäjärvi Leevi Ilmari PhD.

Perspektívne elektrónové spinové systémy pre budúce kvantové technológie

Perspective electronic spin systems for future quantum technologies

Doba trvania: 1.7.2021 - 30.6.2025
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Gendiar Andrej PhD.

Pokročilé lítiové batérie s dlhou životnosťou

Towards lithium based batteries with improved lifetime

Doba trvania: 1.7.2021 - 30.6.2025
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Dr. Rer. Nat. Šiffalovič Peter DrSc.
Anotácia:S neustále sa zvyšujúcimi energetickými požiadavkami na prenosnú elektroniku a elektromobilitu konvenčné lítiumiónové batérie čelia novým výzvam. V navrhovanom projekte sa zameriavame na stabilizáciu kapacity a životnosti lítium-iónových batérií pomocou ultratenkých pasivačných vrstiev pripravených technológiou rastu po atomárnych vrstvách (atomic layer deposition, ALD). Primárne funkcie týchto pasivačných vrstiev sú: i) zabránenie rozpúšťaniu katódových materiálov do elektrolytu a ii) stabilizácia morfológie katódy počas litiácie a de-litiácie. Aj keď pozitívny vplyv pasivačných vrstiev vyrobených pomocou ALD bol už preukázaný, systematické štúdie sú stále žiadané a kľúčové pre vývoj ďalšej generácie lítium-iónových batérií. Hlavnou prekážkou týchto štúdií je identifikácia vhodných analytických techník pre efektívnu spätnú väzbu, ktorá umožní v reálnom čase nahliadnutie do mechanizmov nabíjania/vybíjania v nanorozmeroch. Konvenčné metódy elektrochemickej charakterizácie poskytujú iba náznaky prebiehajúcich mechanizmov počas degradačných procesov. Pre projekt navrhujeme využiť malo- a veľko-uhlový RTG rozptyl (small- and wide-angle X-ray scattering, SAXS/WAXS) za účelom sledovania morfológie a fázových zmien, ktoré nastávajú počas nabíjania/vybíjania lítium-iónových batérií v reálnom čase. Hlavným zameraním predkladaného projektu je aplikácia štúdií SAXS/WAXS v reálnom čase v laboratórnych podmienkach. Za týchto okolností je možné vykonať rozsiahle, systematické štúdie rôznych pasivačných vrstiev ALD.

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: RNDr. Mrkývková Naďa PhD.
Anotácia:Solárne články (SC) sú jednou zo sľubných možností ekologicky čistej výroby elektrickej energie. Kľúčovým faktorom ich využitia je miera schopnosti zvýšiť ich účinnosti a zároveň znížiť systémové náklady výroby. Práve tu sa hybridné organicko-anorganické perovskity zdajú byť vhodnými kandidátmi pre fotovoltaiku novej generácie, či v tandeme s kryštalickými kremíkovými solárnymi článkami, alebo ako lacná/flexibilná tenkovrstvová alternatíva. Za posledných niekoľko rokov účinnosť konverzie energie perovskitových SC prekročila 25 %. Jej ďalšie zvýšenie je však podmienené účinnou pasiváciou neželaných defektov na perovskitovom rozhraní a na hraniciach zŕn. Tento projekt sa venuje skúmaniu defektov v perovskitových vrstvách a vývoju účinných pasivačných metód s cieľom ďalšieho zvýšenia photovoltaického výkonu. Jeho inovačný potenciál spočíva vo zvýšení účinnosti budúcich SC prostredníctvom zamerania sa na neradiačné pasce súvisiace s defektmi na povrchoch a rozhraniach a ich účinnú pasiváciu. Projekt spája rôzne odborné znalosti a experimentálne techniky troch partnerov, ktorí chcú získané vedecké poznatky o pasivácii defektov v hybridných perovskitoch pretaviť do technologického pokroku.

Rast a optická charakterizácia 2D materiálov: MoTe2, WTe2, PtTe2

Growth and optical characterization of 2D materials: MoTe2, WTe2, PtTe2

Doba trvania: 1.1.2023 - 31.12.2025
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Végsö Karol PhD.

Riadenie vlastností kovových systémov modifikáciou štruktúry na atomárnej škále pomocou vnútorných a vonkajších faktorov

Property control of metallic systems by tailoring of structures on atomic scales by internal and external factors

Doba trvania: 1.1.2021 - 31.12.2024
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Švec Peter DrSc.

Sequential decomposition and implementation of complex quantum measurements

Sequential decomposition and implementation of complex quantum measurements

Doba trvania: 1.1.2024 - 31.12.2024
Program: DoktoGranty
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Sau Soham
Anotácia:Viaceré problémy v teórii kvantových meraní sú konceptuálne zložité a ťažko uchopiteľné. Avšak spôsoby akými možno merania využiť sú podstatné pre súčasný pokrok v kvantových technológiách. Vývoj nových nástrojov pre efektívny dizajn vybraných kvantových meraní je aj teoretickou výzvou. Kanonické implementácie sú často extrémne zložité and len teoreticky dosiahnuteľné. Cieľom tohto projektu je preskúmať a navrhovať merania v kontexte zašumených stredno-škálových kvantových zariadení. Plánujem zostrojiť nové protokoly využívajúce súčasné fyzikálne systémy na realizáciu zložitých kvantových meraní. Očakávam, že výsledkom budú realistické protokoly pre nové meracie zariadenia, nástroje pre efektívnu implementáciu vybraných komplexných kvantových meraní v existujúcich kvantových infraštruktúrach a špecifikácia certifikovateľných požiadaviek na túto infraštruktúru.

Štipendiá pre excelentných výskumníkov ohrozených vojnovým konfliktom na Ukrajine č. 1025/2022

-

Doba trvania: 1.1.2023 - 31.12.2025
Program: Plán obnovy EÚ
Zodpovedný riešiteľ: Prof. Plevachuk Yuriy DrSc.
Anotácia:Hlavným cieľom projektu je podporiť výskumníka prof. Yuriya Plevachuka, Dr. Sci., na Fyzikálnom ústave SAV pri relokácií jeho výskumnej činnosti na Slovensko. A to tak, aby z úspešného zapracovania výskumníka u prijímateľa benefitovali obe strany a podporil sa rozvoj výskumného potenciálu u jednotlivca aj inštitúcie.

Štipendiá pre excelentných výskumníkov ohrozených vojnovým konfliktom na Ukrajine č. 1026/2022

-

Doba trvania: 1.11.2022 - 31.10.2025
Program: Plán obnovy EÚ
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Timchenko Prihodko Iryna PhD.
Anotácia:Hlavným cieľom projektu je podporiť výskumníka Mgr. Irynu Timchenko, PhD., na Fyzikálnom ústave SAV, v. v. i., pri relokácií jeho výskumnej činnosti na Slovensko. A to tak, aby z úspešného zapracovania výskumníka u prijímateľa benefitovali obe strany a podporil sa rozvoj výskumného potenciálu u jednotlivca aj inštitúcie.

Tvarová koexistencia v izotopoch zlata

Shape coexistence in odd-Au isotopes

Doba trvania: 1.1.2022 - 31.12.2026
Program: Ministerstvo školstva, vedy, výskumu a športu
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Venhart Martin PhD.
Anotácia:Cieľom projektu je ďalší rozvoj spektrometra TATRA, ktorý bol v uplynulých rokoch vyvinutý na FÚ SAV, v.v.i. a realizácia meraní tvarovej koexistencie v atómových jadrách metodikou simultánnej spektroskopie gama žiarenia a konverzných elektrónov. Menovite bude študovaný izotop 185Au. Experiment je schválený Radou CERNu.

Vplyv povrchových modifikácii na vlastnosti a bunkové interakcie fototermálnych nanočastíc MoOx

-

Doba trvania: 1.1.2024 - 31.12.2024
Program: DoktoGranty
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Truchan Daniel
Anotácia:Fototermálna terapia predstavuje novú potentnú neinvazívnu alternatívu ku konvečnej liečbe rakoviny. Plazmonické nanomateriály na báze nestechiometrického oxidu molybdénu (MoOx) majú veľký potenciál pre fototermiu vďaka vysokej efektivite premeny svetelnej energie na teplo. Unikátna je tiež zmena ich absorbancie v závislosti od pH (pri nízkom pH je absorbancia vysoká). Táto vlastnosť je veľmi zaujímavá pri terapii rakoviny, keďže je známe, že nádor v hypoxii vykazuje výrazne nižšie pH v porovnaní so zdravým tkanivom. Pre využitie materiálu vo fototermálnej terapii je dôležité zabezpečiť jeho stabilitu v biologických podmienkach a zároveň zachovať jeho optické vlastnosti. Tento projekt je zameraný na dosiaľ nepreskúmané povrchové modifikácie pre fototermálne MoOx, konkrétne modifikáciu pomocou mastných kyselín, alkylfosfonátov a želatíny. Povrchová modifikácia pomocou želatíny prináša veľkú pridanú hodnotu v pH-senzitivite plášťa, a teda otvára možnosti pre využitie spomínaných zmien absorbancie MoOx v závislosti od pH. Novopripravené preparáty MoOx budú charakterizované pomocou zaužívaných (UV-vis spektroskopia, IR spektroskopia, AFM, TEM, XRD) aj pokročilých (TGA, Ramanovská spektroskopia, Langmuir-Blodgettovej metóda) techník a zároveň budú preskúmané ich biologické interakcie - toxicita a vstup do buniek (UV-vis spektroskopia buniek). Súčasťou biologických testov je unikátna technika konfokálnej Ramanovskej mikroskopie buniek po ich inkubácii s preparátmi, ktorá poskytuje informáciu o distribúcii nanomateriálu na subcelulárnej úrovni.

Výskum a optimalizácia vlastností štruktúr na báze čierneho c-Si a čierneho poly-Si pre výrobu veľkoplošných vysokoúčinných slnečných článkov

-

Doba trvania: 1.1.2023 - 31.12.2025
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Pinčík Emil CSc.

Využitie biokompatibilných 2D nanomateriálov a nanočastíc ako ochrana pred biodeterioráciou rôznych druhov povrchov.

Application of biocompatible 2D nanomaterials and nanoparticles as a protection against biodeterioration of various types of surfaces.

Doba trvania: 1.1.2022 - 31.12.2024
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Hofbauerová Monika PhD.
Anotácia:Cieľom výskumu je získať nové poznatky z hľadiska využitia pokročilých 2D nanomateriálov ako antifungálny nástroj pre ochranu pred biodeterioráciou rôznych povrchov a materiálov. Zameriame sa na monitorovanie antifungálnej aktivity moderných 2D nanomateriálov akými sú MXény a plazmónové nanočastice MoOx (zmes stechiometrický/nestechiometrický molybdén oxid) v kombinácii s monoterpenoidovými fenolovými zlúčeninami (tymol, karvakrol) a terpénovým alkoholom (linalool), všetky z čelade Lamiaceae, prirodzene v prírode sa vyskytujúce zlúčeniny. Kombináciou týchto biokompatibilných nanomateriálov a terpenoidových zlúčenín by sme chceli dosiahnuť čiastočné alebo úplne potlačenie mikrobiologického poškodenia prírodných a moderných stavebných materiálov akými sú drevo, kameň, keramika s ohľadom na ekológiu.

Využitie nanomedicíny v boji proti rakovine pankreasu prostredníctvom zacielenia nádorovo-asociovanej karbonickej anhydrázy IX.

Nanomedical approach to fight pancreatic cancer via targeting tumor- associated carbonic anhydrase IX

Doba trvania: 1.7.2021 - 30.6.2025
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Annušová Adriana PhD.
Anotácia:Rakovina pankreasu je letálne ochorenie s narastajúcou incidenciou a mortalitou a je štvrtou najčastejšou príčinou úmrtí v súvislosti s nádorovým ochorením v Európe. Priemerný čas prežívania pacientov s rakovinou pankreasu je 4-6 mesiacov po diagnostikovaní ochorenia a má najnižšiu mieru prežitia zo všetkých druhov rakoviny. Len 20% diagnostikovaných prípadov je operovateľných. Fototermálna terapia (PTT) má potenciál stať sa novým priekopníkom v boji proti rakovine pankreasu. Táto špičková biomedicínska aplikácia je založená na rýchlom zahriatí plazmonických nanočastíc vyvolanom absorpciou laserového svetla, po ktorom nasleduje zvýšenie teploty v okolí nanočastíc. Jav lokalizovanej povrchovej plazmónovej rezonancie (LSPR) je možné pozorovať len v špeciálnej triede nanočastíc. Následkom PTT je selektívna hypertermia a ireverzibilná deštrukcia tumoru, pričom nedochádza k poškodeniu zdravého tkaniva. Účinnosť doručenia plazmónových nanočastíc je však často nedostatočná. Môže sa zvýšiť špecializovanou funkcionalizáciou plazmónových nanočastíc s ligandmi (protilátkami), ktoré selektívne rozpoznávajú rakovinové bunky. Jedným z hlavných cieľov navrhovaného projektu je zvýšiť účinnosť doručenia plazmónových nanočastíc pre PTT ich funkcionalizáciou s protilátkami, ktoré selektívne rozpoznávajú nádory. Sľubným terčom pre funkcionalizované nanočastice je karbonická anhydráza IX (CA IX), biomarker hypoxie a agresívneho správania nádorových buniek. CA IX je prítomná v mnohých typoch nádorov, pričom absentuje v korešpondujúcom zdravom tkanive, čo z nej robí ideálneho kandidáta pre vysoko špecifickú protinádorovú terapiu. CA IX je vysoko exprimovaná na povrchu pankreatických nádorových buniek a koreluje so zlou prognózou pacientov s týmto ochorením. Zacielenie pankreatických nádorov pomocou prístupu založeného na nanomateriáloch kombinovaných s anti-CA IX protilátkami môže zabezpečiť vysoko selektívnu aplikáciu PTT s potenciálnym benefitom v klinickej praxi.

Využitie SU(3) symetrie a analytičnosti na nové teoretické vyhodnotenie g-2 anomálie, predpovedanie správania sa hyperónových elektromagnetických formfaktorov a vyhodnotenie vybraných rozpadov hadrónov

An utilization of the SU(3) symmetry and the analyticity for a new theoretical evaluation of the g-2 anomaly, the prediction of the behavior of hyperon electromagnetic form factors and the evaluation of selected hadronic decays

Doba trvania: 1.1.2021 - 31.12.2024
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Bartoš Erik PhD.
Anotácia:Využitím nového prístupu vyhodnotenia hadrónového príspevku v prvom ráde k miónovej g-2 anomálii cez hadrónový vklad \Delta\alpha_{had}^{(5)}(t) k bežiacej väzbovej konštante QED \alpha(t) v priestorupodobnej oblasti dosiahnuť lepšie vyhodnotenie celkovej miónovej anomálie v rámci Štandardného modelu v porovnaní s nedávnymi výsledkami iných autorov získaných klasickým prístupom. V súvislosti s plánovaným experimentálnym meraním prechodového elektromagnetického formfaktora hyperónov Sigma-Lambda v nefyzikálnej oblasti v Darmstadte predpovedať jeho správanie využitím analytičnosti a SU(3) symetrie. Rozšíriť rozpracovanú metodiku na predpovedanie elektromagnetických formfaktorov Lambda hyperónu. Preskúmať dôsledky analytičnosti bežiacej konštanty QED \alpha(s) na jej správanie v časupodobnej oblasti. Overiť možnosti kovariantného kvarkového modelu na popis vybraných hadrónových rozpadov s cieľom určiť či je možné v Štandardnom modeli tento popis dosiahnuť bez potreby použitia tzv. novej fyziky.

Zmeny mikroštruktúry a fyzikálnych vlastností zosieťovaných polymérov v objeme a v uväznených podmienkach makro- a mezopórov

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: RNDr. Šauša Ondrej CSc.
Anotácia:Predkladaný projekt sa bude zaoberať voľnoobjemovými vlastnosťami sietí polymérov vytvrdených novými postupmi a ich dôsledkami na niektoré fyzikálne vlastnosti, predovšetkým termálne vlastnosti v okolí sklovitého prechodu a materiálové vlastnosti. Budú sa skúmať polyméry, ktoré sú používané v mnohých aplikáciach na báze dimetakrylátov a epoxidov, ktoré možno vytvrdzovať tradičnou a kontrolovanou polymerizáciou ako aj frontálnou polymerizáciou. Z dôb života externej pozitróniovej sondy sa stanovia veľkosti medzimolekulových voľných objemov a bude sa sledovať zmena voľných objemov počas procesov vytvrdzovania ako aj v závislosti na vonkajších parametroch (teplota). Stanovia sa rozdiely v mikroštruktúre polymérov pripravovaných rôznym spôsobom, a to v bulku ako aj v uväznených podmienkach makro- a mezopórov. Budú sa skúmať procesy vedúce k rôznej mikroštrukturálnej nehomogenite polymérov ako dôsledok rôznych mechanizmov sieťovania skúmaných materiálov a externých podmienok. Získané voľnoobjemové charakteristiky budú porovnávané s výsledkami ďalších charakterizačných techník (FTIR, NIR, DSC, SEM, foto-reometria, dielektrická spektroskopia). Budú sa študovať fyzikálne väzby ovplyvňujúce vlastnosti polymérnej siete a to v bulkovom aj uväznenom stave.

Celkový počet projektov: 35