Zoznam národných projektov SAV
Fyzikálny ústav SAV, v. v. i.
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
Anódy pre Li-iónové batérie na báze uhlík-kremíkových kompozitov
Carbon-silicon based composite anodes for Li-ion batteries
Cielený dizajn hydrogélových mikrokapsúl pre imunitnú ochranu pankreatických ostrovčekov v liečbe cukrovky
Rational design of hydrogel microcapsules for immunoprotection of transplanted pancreatic islets in diabetes treatment
| Doba trvania: |
7.1.2019 - 30.6.2023 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Dr. Rer. Nat. Šiffalovič Peter DrSc. |
| Anotácia: | Tento projekt je venovaný nášmu kontinuálnemu úsiliu, ktoré je zamerané na liečbu cukrovky tansplantovanými
inzulín-produkujúcimi bunkami, ktoré sú chránené pred imunitným systémom hostiteľa polopriepustnou
polymérnou membránou. Táto membrána má formu hydrogélovej mikrokapsuly, ktorá vzniká polyelektrolytovou
komplexáciou polyaniónov alginánu sodného (SA) a sodnej soli sulfátu celulózy (SCS) s polykatiónom
poly(metylén-ko-kyanoguanidín), (PMCG). Počas posledných dvoch desaťročí sme zhromaždili dôležité
poznatky, ktoré ukazujú na to, že tento typ „PMCG“ mikrokapsuly patrí do skupiny mikrokapsúl s potenciálom
dosiahnuť fázu klinických štúdií. PMCG mikrokapsula má dve významné výhody: (1) vykazuje biokompatibilitu po
implantácii do intraperitoneálnej dutiny v rôznych zvieracích modeloch vrátane predklinického modelu primátov
(NHP), (2) poskytuje jedinečnú možnosť nastaviť fyzikálno-chemické vlastnosti kapsúl v závislosti od výsledkov v
in vivo podmienkach, čo je limitujúce pre ostatné typy enkapsulačných systémov. Cieľom MICROPAN projektu je
po prvý krát systematicky študovať koreláciu medzi selekciou polymérov, enkapsulačnými podmienkami,
vlastnosťami mikrokapsúl a in vivo správaním. Takéto štúdium je umožnené vďaka tomu, že na prípravu
mikrokapsúl použijeme nami syntetizované polyméry SCS a PMCG s kontrolovanými charakteristikami, ktorými
sme sa rozhodli nahradiť doteraz používané komerčné polyméry s nekonzistentnými vlastnosťami. Výsledkom
MICROPAN projektu bude knižnica mikrokapsúl s predpovedateľným správaním v in vivo podmienkach v
imunokompetentných myšiach. Na základe týchto výsledkov predložíme návrh pre testovanie mikrokapsúl v
NHP (mimo tohto projektu). Projekt MICROPAN umožní lepšie pochopenie mechanizmu tvorby mikrokapsúl
polyelektrolytovou komplexáciou a prispeje k budúcemu cielenému dizajnu mikrokapsúl pre imunitnú ochranu
transplantovaných buniek. |
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. |
Efekty v priestorovo ohraničených difúznych systémoch
Effects in spatially confined diffusion systems
| Doba trvania: |
1.1.2021 - 31.12.2023 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Kalinay Pavol CSc. |
| Anotácia: | Zaoberáme sa časticami difundujúcimi v nehomogénnom kvázi-jednorozmernom (1D) systéme (nanokanáliku, póre), ovplyvnenými vonkajšími silami alebo chemickými reakciami. Študujeme efekty, ktoré sa v takom systéme môžu objaviť, ako anomálne správanie sa pohyblivosti, difuzivity, či usmernenie difúzneho pohybu častíc, ratchet efekt. Tieto javy sú jadrom popisu separátorov častíc, Brownovských púmp, či molekulárnych motorov v nano- a biofyzike. Využijeme našu novú metódu dimenzionálnej redukcie 2D/3D advekčno-difúznej (všeobecne Fokker-Planckovej) rovnice na pozdĺžnu koordinátu kanálika, matematicky korektne zahŕňajúcej sily, ako aj netriviálne okrajové podmienky na stenách kanálika. Výsledkom je zovšeobecnená Fick-Jacobsova rovnica, z ktorej je možné priamočiaro počítať kľúčové fyzikálne veličiny, ako pohyblivosť, difuzivita, typické časy prechodu, atď. Projekt zahŕňa jednak rozvoj metódy dimenzionálnej redukcie, najmä jej rozšírenie pre nové komplikovanejšie systémy, ako aj jej aplikácie. |
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. |
Hybridné nízkorozmerné vrstevnaté materiály s novými funkciami
Hybrid Low Dimensional Layered Materials with new Functionalities
Jadrová štruktúra v okolí uzavretých protónových vrstiev
-
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. |
Metalické 2D dichalkogenidy prechodných kovov: príprava, štúdium vlastností a korelované stavy
Fabrication, physics and correlated states in metallic 2D transition metal dichalcogenides
Metóda prípravy vzoriek pre IBA a XRF aplikácie
-
Molekulárne nanoštruktúry na dvojdimenzionálnych substrátoch
Molecular nanostructures on two-dimensional substrates
| Doba trvania: |
1.4.2021 - 30.12.2023 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Mrkývková Naďa PhD. |
| Anotácia: | Organické molekuly, ako funkčná nadstavba pre heteroštruktúry tvorené dvojdimenzionálnymi (2D) materiálmi,
otvárajú nové aplikačné možnosti pre oba systémy – ako pre organické polovodiče, tak pre 2D materiály. Malé
molekuly sa vedia na povrchu 2D substrátu usporiadať do kryštalických nanoštruktúr, pričom vytvárajú dobre
definované rozhranie ktoré zachováva vlastnosti oboch materiálov. Výsledné štruktúry, ktoré kombinujú organické
molekuly s 2D anorganickými vrstvami, tvoria tzv. hybridné van der Waalsove heteroštruktúry (vdWH),
nachádzajúce uplatnenie napr. v novej flexibilnej alebo bio-kompatibilnej elekronike. Tento projekt sa zameriava na
skúmanie hybridných vdW heteroštruktúr s vysokým aplikačným potenciálom pre organickú optoelektroniku.
Konkrétne budeme počas riešenia projektu rásť tenké polovodivé organické vrstvy na 2D anorganických
substrátoch pomocou metódy depozície z molekulárneho zväzku. Zameriame sa hlavne na štúdium kinetiky rastu,
budeme určovať orientáciu molekúl, ako aj kryštalografickú štruktúru a vlastnosti organických vrstiev na 2D
materiáloch. Organické vrstvy budú ďalej využívané ako podkladový substrát pre vývoj a štúdium perovskitových
heteroštruktúr (používaných v solárnych článkoch). |
Nízko-dimenzionálne materiály- manipulácia, funkcionalizácia a bioaplikácie: LOW-D-MATTER
-
Nové nano / mikroštruktúrované kovové materiály pripravené nekonvenčnými spôsobmi spracovania
Novel nano / micro-structured metallic materials prepared by unconventional processing routes
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. |
Optimalizačné metódy pre kvantové technológie
Optimisation methods for quantum technologies
| Doba trvania: |
1.7.2019 - 30.6.2023 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Doc. Mgr. Ziman Mário PhD. |
| Anotácia: | Future quantum technologies are aiming to enhance our computational power, secure our communication, but also increase precision of our detection devices (from detectors of gravitational waves to medicine diagnostics methods). The effort of researchers included in this project is focused on optimisation of theoretical proposals, also by taking into account more realistic models reflecting the situations outside the laboratories. Our project joins the second quantum revolution on the side of theory, while aiming at mid-term quantum technology applications. We will develop novel tools and methods for improving the performance of quantum measurement, simulation and optimization devices. In particular, we aim to investigate the mathematical structure of quantum information resources in order to utilize them in novel and efficient quantum metrology applications and quantum simulations. The planned analysis of higher-order quantum structures and related optimal information processing is uncovering new quantum resouces (e.g. quantum causality, memory) that has potential to boost qualitatively the performance of quantum computation and communication technologies. Our plans to optimize tensor network algorithms by using the structure of interactions (space-time) are definitely enlarging our chances for efficient quantum simulations of physically relevant quantum many-body systems. Project tasks are divided into three workpackages aiming to optimize quantum structures, develop optimal higher-order quantum information processing and optimisation of tensor network algorithms. |
Perovskitové vrstvy s vylepšenou pasiváciou a štruktúrou
Perovskite-based Films with Superior Passivation and Structure
| Doba trvania: |
1.7.2022 - 30.6.2025 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Mrkývková Naďa PhD. |
| Anotácia: | Rastúci celosvetový dopyt po elektrickej energii si vyžaduje vývoj alternatív k fosílnym palivám. Nielen preto, aby sa odvrátil blížiaci sa nedostatok dodávok energie, ale aj preto, aby sa znížili účinky zmeny klímy. Z tohto hľadiska sú obnoviteľné energie z nevyčerpateľných prírodných zdrojov kľúčom k budúcnosti tohto odvetvia, a najmä solárna energia je jednou z najsľubnejších. Solárne články (SC) sú jednou z nastupujúcich možností ekologicky čistej výroby elektrickej energie. Spomedzi niekoľkých najmodernejších generácií sú perovskitové SC, s perovskitovou absorbčnou vrtvou na zber svetla, v súčasnosti najpodnetnejším a najsľubnejším odvetvím výskumu. Aby boli SC na báze perovskitov v budúcnosti kometčne dostupné, je nutné doriešiť niekoľko problémov, ako napr. ich nižšiu účinnosť v porovnaní s najčastejšie používaným kremíkom. Zistilo sa, rekombinácia nosičov elektrického náboja zohráva významnú úlohu pri zvyšovaní efektivity potenciálnych zariadení na báze perovskitov. K takejto rekombinácii zvyčajne dochádza v prítomnosti defektných stavov. Všeobecne sa príjima fakt, že perovskitové defekty sú zodpovedné za väčšinu problémov, ktoré bránia ďalšiemu komerčnému využitiu zariadení na báze perovskitu. To naznačuje, že smer ďalšieho zvyšovania účinnosti spočíva v riešenej pasivácii defektov. Preto sa v tomto projekt zameriavame na podrobný výskum neradiačných rekombinačných procesov v perovskitových filmoch a následnú pasiváciu defektných stavov. |
Perspektívne elektrónové spinové systémy pre budúce kvantové technológie
Perspective electronic spin systems for future quantum technologies
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. |
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
Štatistická mechanika klasických coulombovských systémov
-
Štúdium nízkomolekulových \pi-konjugovaných derivátov tiofénu vhodných ako organické polovodiče
-
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 kovových nanočastíc a taviva dopovaného nanočasticami na spájkované spoje medzi bezolovnatými spájkami a kovovými substrátmi
Impact of metal deposited nanoparticles and the nanoparticle doped flux on solder joints between lead-free solders and metal substrates
Vplyv zabudovania MXénov do perovskitových solárnych článkov Effect of incorporation of MXenes in the perovskite solar cells
Effect of incorporation of MXenes in the perovskite solar cells
| Doba trvania: |
1.1.2021 - 31.12.2023 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Majková Eva DrSc. |
| Anotácia: | Perovskitové solárne články (PSCs) zaznamenali za posledných 10 rokov excelentný nárast účinnosti konverzie
PCE od 9% až do 25%. PSCs sú multivrstvová štruktúra, v ktorej je aktívna vrstva perovskitu obklopená vrstvami
pre selektívny transport náboja k elektródam. Štruktúra, morfológia a transportné vlastnosti vrstiev a rozhraní
určujú funkcionalitu PSCs. Jednou z možností ako tieto vlastnosti modifikovať je aplikácia nízkorozmerných (LD)
nanomateriálov v štruktúre PSCs. Lepšie prispôsobenie energetických hladín vrstiev, zlepšenie kryštalickej
štruktúry perovskitu a zvýšená stabilita sú možným benefitom. Predložený projekt je zameraný na komplexné
štúdium vplyvu zabudovania 2D nanovločiek MXénov do elektrónovej transportnej vrstvy a do perovskitovej
vrstvy na PCE a stabilitu. Budeme skúmať PSCs na báze rôznych perovskitov. Toto štúdium bude doplnené
detailnou analýzou interakcie MXénov s perovskitom. Pre tento cieľ vyvinieme a preskúmame dvojvrstvu
MXény/perovskit. |
Výskum optických a morfologických vlastností nerovných a poréznych povrchov p-typu kryštalického kremíka s cieľom jednoznačne dokázať za akých podmienok pozorujeme jav kvantového uväznenia v kremíkových nanokryštáloch
-
Výskum vybraných vlastností trvalo udržateľných izolačných materiálov s potenciálom využitia v drevostavbách
Research of selected properties of sustainable insulating materials with the potential for use in wooden buildings
| Doba trvania: |
1.1.2021 - 31.12.2023 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Vretenár Viliam PhD. |
| Anotácia: | V súčasnosti sa intenzívnejšie dostáva do popredia otázka znižovania spotreby energie vo všetkých fázach životného cyklu budov. Udržateľnosť a energetická úspornosť budov sa posudzuje nielen na základe tepelnoizolačných vlastností, ale aj na základe dopytu po primárnej energii, zníženia emisií CO2 a environmentálnych vlastností použitých materiálov. V tejto súvislosti sa stáva významným využitie recyklovateľných a prírode blízkych materiálov akými sú napr. drevné biokompozity, technické textílie, ovčia vlna a pod. Ich použitím sa znižuje environmentálna záťaž. Pri projektovaní budov sú dôležité nielen termofyzikálne vlastnosti materiálov, ale aj protipožiarne a akustické. Výsledky riešenia projektu môžu byť návodom pre výrobnú prax pri hľadaní vhodnej kombinácie izolačných materiálov. Ďalším výsledkom bude databáza tepelnoizolačných, akustických a protipožiarnych vlastností materiálov vytvorená tak, aby boli údaje medzi sebou porovnateľné (meranie rovnakých vlastností tými istými metódami). |
Vysokovýkonná zakrivená röntgenová optika pripravená pokročilou technológiou nanoobrábania
High-performance curved X-ray optics prepared by advanced nanomachining technology
| Doba trvania: |
1.1.2021 - 31.12.2023 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Jergel Matej DrSc. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na výskum a vývoj nových typov röntgenovej (rtg) optiky s vysoko presnými zakrivenými
aktívnymi povrchmi. Povrchy budú pripravované inovatívnou technológiou nanoobrábania. Preskúmame
aplikáciu technológie nanoobrábania na špeciálny prípad rtg optiky so zakrivenými povrchmi, ktorým je
parabolická refrakčná šošovka pracujúca v geometrii na prechod rtg žiarenia. Druhý špeciálny prípad, na ktorý
sa zameriame, budú tenké kryštálové monochromátory s rôznymi hrúbkami v intervale 20-2000 mikrometrov.
Takéto prvky je možné použiť napríklad ako deliče lúčov pre moderné rtg zdroje typu "X-ray free-electron laser",
ohnuté kryštály v Johanssonovych monochromátoroch pre spektroskopické aplikácie alebo v časticových
urýchľovačoch pre riadenie lúčov. Vyvinuté prvky zakrivenej rtg optiky budú testované v reálnych experimentoch rtg metrológie a rtg zobrazovania s využitím laboratórnych alebo synchrotrónových rtg zdrojov a vysoko citlivých priamo konvertujúcich rtg detektorov Pilatus a Medipix. |
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: 37
Databáza národných projektov