Zoznam národných projektov SAV
Centrum pre využitie pokročilých materiálov SAV, v. v. i.
| Anódy pre Li-iónové batérie na báze uhlík-kremíkových kompozitov |
| Carbon-silicon based composite anodes for Li-ion batteries. |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Sedláček Jaroslav PhD. |
| Anotácia: | V súčasnosti používané lítium-iónové batérie pre elektro-mobilitu dosahujú hustotu energie na úrovni 90-235
Wh/kg, resp. 200-630 Wh/L. Zvýšenie na úroveň teoretických hodnôt, t.j. 350 až 400 Wh/kg a 750 Wh/L môže byť
dosiahnuté vývojom pokročilých materiálov (katódy, anódy, spojív, separátorov, elektrolytu, zberačov prúdu a
samotného obalu.
Hlavným cieľom predloženého projektu je vývoj novej generácie kompozitných anód na báze kremík/uhlík
(grafit/grafén) pre lítium-iónové batérie pomocou technológie, ktorá umožní potenciálne rozšírenie výroby takýchto
materiálov (anód). Kombinácia rôznych prístupov, používaných v oblastiach keramiky, kovov a polymérov bude
overená, ako je vysokoenergetické guľové mletie grafitu, grafénu a kremíka, ako aj tvorba hierarchicky
štruktúrovaných kompozitov Si / grafén. Tieto prístupy budú tvoriť jadro navrhovanej technológie. Očakáva sa
významné zlepšenie anódy, najmä z pohľadu zvýšenia energetickej capacity, špecifickej kapacity a coulombickej
účinnosti. Významným prínosom bude taktiež aj rozšírenie poznatkov o dejoch prebiehajúcich pri zaťažení takýchto
anód, resp. Batériových článkov, a ich mechanizme pomocou modernej “in-operando” CVS / GCD-SAXS / WAXS
analýzy doplnenej o podrobnú elektrochemickú a mikroštrukturálnu analýzu.
Predpokladá sa vytvorenie demonštrátora článku batérie pozostávajúceho z vyvinutej anódy, komerčne dostupnej
katódy na báze LiFePO4 a LiPF6 elektrolytu.
Projekt navrhuje inovatívny spôsob výroby anód na báze Si/C kompozitov s cieľom dosiahnuť širšiu využiteľnosť v
konštrukcii lítium-iónových batérií. Projekt predstavuje významný krok smerom k požiadavkam kladeným na anódy
lítium-iónových batérií a to dlhodobú stabilitu pri cyklickom nabíjaní a vybíjaní pri vysokých rýchlostiach (viac ako
1000 cyklov pri 5 A/g) a špecifickej kapacite viac ako 800 mAh/g. |
| Doba trvania: |
1.7.2020 - 30.6.2024 |
| Low energy synthesis of high performance NaSICON-like structured cathodes for rechargeable Sodium-Ion Batteries (SIBs) |
| Low energy synthesis of high performance NaSICON-like structured cathodes for rechargeable Sodium-Ion Batteries (SIBs) |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Taveri Gianmarco PhD. |
| Doba trvania: |
1.1.2021 - 31.12.2024 |
| Pokročilá fotochemicky indukovaná radikálová polymerizácia s prenosom atómu tolerantná k prítomnosti kyslíka |
| Advanced Oxygen Tolerant Photochemically Induced Atom Transfer Radical Polymerization |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Mosnáček Jaroslav DrSc. |
| Doba trvania: |
1.7.2020 - 30.6.2024 |
| Pokročilé lítiové batérie s dlhou životnosťou |
| Towards lithium based batteries with improved lifetime |
| 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. |
| Doba trvania: |
1.7.2021 - 30.6.2025 |
| Tribologické vlastnosti 2D materiálov a príbuzných nanokompozitov |
| Tribological properties of 2D materials and related nanocomposites |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Ťapajna Milan PhD. |
| Anotácia: | Podľa odhadov sa na celosvetovej spotrebe energie podieľajú tribologické efekty až 23%. Na ich zníženie sa vo veľkej miere využívajú pokročilé povlaky s nízkym trením nazývané tiež tuholátkové lubrikanty. V moderných technológiách je využívaný celý rad tuholátkových lubrikantov ako sú TiN, TiC, či grafit. V poslednom období sa intenzívne skúma využitie 2-dimenzionálnych (2D) materiálov, ktoré majú popri tradičným povlakom niekoľko výhod ako extrémne nízke trenie, nezmáčavosť a odolnosť voči oxidácii. Zatiaľ však chýbajú priemyselne
dostupné technológie pre prípravu 2D materiálov na väčších plochách. Navyše, chýba hlbšie porozumenie
mechanických vlastností 2D materiálov pre ich využitie ako nízkotrecích povlakov. Cieľom tohto projektu je vývoj technológií pre rsat 2D materiálov a nanokompozitov pre nízkotrecie povlaky, so zameraním na aplikácie v mikroškále (MEMS) ako aj centimetrovej oblasti mikromechanika, medicínske komponenty). Pri implementácii využijeme tri rôzne techniky na veľko-plošnú (>2’’) prípravu už skúmaných (grafén, MoS2, WS2) aj nových(diselenidy prechodných kovov) 2D materiálov a nanokompozitov. Ďalej sa zameriame na vývoj dedikovaných medzivrstiev B4C a oxid grafénu pre zvýšenie adhézie 2D materiálov. Budeme študovať ich nanotribologické vlastnosti s využitím mikropskopie trecích síl a opotrebenia na nanoúrovni s cieľom hlbšieho pochopenia interakcie medzi 2D materiálom a substrátom. 2D vrstvy budú zároveň charakterizované pomocou vhodnej kombinácie analytických metód za účelom sledovanie vzťahu ich štruktúry a výsledných vlastností.
Najvhodnejšie technológie budú následne transferované na prakticky využiteľné substráty na mikro- a makroškále. Našou konečnoiu snahou bude vyvynúť nízkotrecie povlaky pre vybrané aplikácie. |
| Doba trvania: |
1.8.2018 - 30.6.2022 |
| Vybudovanie centra pre využitie pokročilých materiálov SAV |
| Building a centre for advanced material application SAS |
| Program: |
Štrukturálne fondy EÚ Výskum a inovácie |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Majková Eva DrSc. |
| Anotácia: | Predkladaný projekt je komplementárny k projektu v rámci programu H2020 WIDESPREAD-1-2014-Teaming - Building-up Centre of Excellence for advancedmaterials application CEMEA, No. 664337, ktorý získal Seal of excellence a odporúčanie pre národné financovanie. Miesto realizácie projektu je Bratislavský kraj.Cieľom projektu je etablovať v SAV organizáciu Centrum pre využitie pokročilých materiálov SAV, centrum špičkového nezávislého výskumu so zameraním namodifikáciu povrchov a rozhraní pre nové funkcionality štruktúr a prvkov v oblasti pokročilých (nano)materiálov, udržateľnej energie a biomedicíny. Ide o výskumnových nízkorozmerných (LD) nanomateriálov, nových kompozitov a vrstvových štruktúr so zlepšenými alebo novými vlastnosťami zaujímavými pre aplikácie.Výskumná téma pokrýva 6 oblastí výskumu - podaktivít projektu. Projekt podporuje okrem žiadateľa SAV, 7 výskumných inštitúcií (ElU SAV, FU SAV, UPo SAV,UMMS SAV, UACH SAV, BMC SAV a CEMEA SAV). |
| Doba trvania: |
1.7.2019 - 30.6.2023 |
| Využitie fotochemicky indukovanej radikálovej polymerizácie s prenosom atómu pri cielenej modifikácii povrchov |
| - |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Mosnáček Jaroslav DrSc. |
| Doba trvania: |
1.1.2019 - 31.12.2022 |
| Využitie nanomedicíny v boji proti rakovine pankreasu prostredníctvom zacielenia nádorovo-asociovanej karbonickej anhydrázy IX. |
| Nanomedical approach to fight pancreatic cancer via targeting tumorassociated carbonic anhydrase IX |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Dr. rer. nat. Šiffalovič Peter DrSc. |
| 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. |
| Doba trvania: |
1.7.2021 - 30.6.2025 |
| Vývoj bioaktívneho nitridu kremičitého modifikáciou povrchovej vrstvy |
| Development of the bioactive silicon nitride by surface modification |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
doc.Ing. Hnatko Miroslav PhD. |
| Anotácia: | Predpokladaný projekt navrhuje nový inovatívny spôsob prípravy nitridu kremičitého pre využitie v ortopédii a stomatológii pri náhradách kostí. Hlavným cieľom je vývoj unikátneho materiálového zloženia povrchovej vrstvy s výrazne zvýšenou bioaktívnou schopnosťou
|
| Doba trvania: |
1.7.2019 - 31.12.2022 |
| Vývoj unikátneho TiMg kompozitného zubného implantátu |
| Development of unique TiMg composite dental implant |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Švastová Eliška PhD. |
| Anotácia: | Vďaka dobrej dostupnosti a bezproblémovej prevádzke na dlhé obdobia bez nutnosti dodatočného zásahu dentistu
sa zubné implantáty (DI) stávajú vyhľadávaným riešením. Titán (Ti) a zliatiny Ti sú historicky najbežnejšie
používanými materiálmi na výrobu DI. Aj keď sa DI z Ti a Ti zliatin používajú s vysokou mierou úspešnosti, stále
ostávajú nedostatočne vyriešené ich dva hlavné nedostatky: i) tzv. „stress-shielding“ efekt t.j. mechanická
nekompatibilita a ii) ich nedostatočná povrchová bioaktivita. To vedie ku potrebe hľadania nových riešení, prístupov
a koncepcií materiálov, a následne ku pokroku a väčšej konkurencii v danej oblasti.
Hlavným cieľom navrhovaného projektu je vývoj inovatívneho biomedicínskeho DI vyrobeného z jedinečného
čiastočne biodegradovateľného kompozitného materiálu na báze Ti - horčík (Mg). Nový DI minimalizuje hlavné
nevýhody súčasných DI, pričom si však zachováva mechanické vlastnosti a únavovú odolnosť súčasných DI na
báze Ti. Výhodná kombinácia mechanických a biologických vlastností nového DI spočíva v jeho špeciálnom
dizajne, ktorý využíva výhody Ti17Mg, materiálu, z ktorého bude DI vyrobený. Ti17Mg je partnermi projektu
vyvinutý experimentálny materiál vyrobený práškovou metalurgiou, ktorý selektívne využíva výhody oboch
biokovov. V rámci projektu bude navrhnutý a optimalizovaný nový DI, tak aby využíval potenciál a špecifické
vlastnosti Ti17Mg. Funkčnosť DI sa bude systematicky a komplexne hodnotiť v prostredí, ktoré simuluje reálne
podmienky v ľudskom tele a to vrátane mechanických, únavových a koróznych testov, a biologických skúšok in
vitro a in vivo s použitím bunkových kultúr, malých a veľkých zvieracích modelov. Všetky testy sa uskutočnia v
súlade s príslušnými ISO špecifikáciami.
Očakáva sa, že na konci projektu bude k dispozícii nový inovatívny DI s vysokou pridanou hodnotou pripravený na
testovanie v ľudskom tele. Očakáva sa, že na konci projektu bude dosiahnutý TRL6. |
| Doba trvania: |
1.7.2021 - 30.6.2025 |
Celkový počet projektov: 10
Databáza národných projektov