Zoznam národných projektov SAV
Centrum pre využitie pokročilých materiálov SAV, v. v. i.
Bezanódové tuholátkové lítiové batérie
Zero-excess solid-state lithium batteries
| Doba trvania: |
1.7.2023 - 31.12.2026 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Dr. rer. nat. Šiffalovič Peter DrSc. |
| Anotácia: | 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. |
Ekologická úprava povrchov elektrodových materiálov v hlbokých eutektických rozpúšťadlách: Inovatívna stratégia na zlepšenie foto- a elektrokatalyzátorov pre reakciu vývoja vodíka
Eco-Friendly Surface Modification of Electrode Materials in Deep Eutectic Solvents: An Innovative Strategy for Enhancing Photo- and Electrocatalysts for the Hydrogen Evolution Reaction
| Doba trvania: |
1.9.2024 - 31.8.2026 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
doc. Mgr. Kityk Anna PhD. |
| Anotácia: | Projekt “Eco-Friendly Surface Modification of Electrode Materials in Deep Eutectic Solvents: An Innovative Strategy for Enhancing Photo- and Electrocatalysts for the Hydrogen Evolution Reaction” je dvojročný výskumný projekt zameraný na pokrok vo vývoji účinných foto- a elektrokatalyzátorov pre reakciu na tvorby vodíka (HER). Tento výskum sa zameriava na skúmanie kinetiky a mechanizmov elektrolytickej depozície, elektrooxidácie a bezprúdovej depozície foto- a elektroaktívnych vrstiev na nízkonákladové substráty s použitím ekologických elektrolytov, konkrétne hlboko eutektických rozpúšťadiel (DESs) pri izbovej teplote. Konečným cieľom je vyrábať vysokovýkonné katódové materiály pre ekologickú výrobu „zeleného“ vodíka. Projekt rieši kritickú potrebu udržateľnej výroby vodíka prostredníctvom elektrolýzy s využitím obnoviteľných zdrojov energie.
Zatiaľ čo HER je dobre pochopená, hľadanie nákladovo efektívnych, hojne sa vyskytujúcich a odolných elektródových materiálov s porovnateľnou alebo vyššou katalytickou aktivitou ako ušľachtilé kovy zostáva nevyhnutné. Ušľachtilé kovy sú obmedzené ich cenou, dostupnosťou, trvanlivosťou a náchylnosťou na znižovanie účinnosti katalyzátora. Tento výskumný projekt sa zameriava na tri hlavné ciele: 1. Skúmanie procesov elektrooxidácie titánu a jeho zliatin v DESs s cieľom vytvoriť vysoko organizované nanoštruktúrované vrstvy oxidu titaničitého s vynikajúcou fotokatalytickou aktivitou pre HER. 2. Štúdium elektrochemickej depozície niklu, kobaltu, zliatin Ni-Co a ich kompozitov na substráty neušľachtilých kovov a vodivé materiály na báze uhlíka s cieľom vytvoriť účinné elektrokatalytické a fotoelektrokatalytické povlaky pre HER. 3. Charakterizácia bezprúdovej depozície elektrokatalyzátorov na báze kobaltu, niklu, zliatin Ni-Co a kovov zo skupiny platiny na rôzne substráty na získanie vysoko účinných elektrokatalyzátorov pre HER. Každý cieľ zahŕňa určenie kinetických parametrov, ako sú rýchlostné konštanty, aktivačné energie a pochopenie základných mechanizmov. Katalytická aktivita novo vyvinutých elektródových materiálov bude stanovená vyhodnotením parametrov ako je nadmerný potenciál vývoja vodíka a hustota výmenného prúdu v rôznych vodných roztokoch.
V projekte sa používajú hlboko eutektické rozpúšťadlá známe svojimi atraktívnymi fyzikálno-chemickými vlastnosťami, stabilitou a biologickou odbúrateľnosťou, čo zaisťuje ekologický prístup.
Metodologicky sa v projekte používajú pokročilé techniky vrátane elektrochemických metód, spektrálne analýzy (SEM, AFM, TEM, FTIR, Ramanova spektroskopia, EDS, XRD a XPS) a chemické analýzy (AAS, ICP, XRF) na komplexné skúmanie a charakterizáciu elektródových materiálov a povlakov. Štatistické metódy pomôžu pri analýze a interpretácii nameraných dát.
Výskumný tím využíva multi- a interdisciplinárne prístupy, princípy otvorenej vedy, FAIR prístup k údajom a rodovú rovnosť vo výskume s cieľom zabezpečiť robustný vedecký pokrok založený na spolupráci.
Medzi očakávané výsledky projektu patrí vývoj teórií popisujúcich dizajn a vlastnosti inovatívnych foto- a elektrokatalyzátorov, vytvorenie rôznorodého a súdržného výskumného tímu, rozšírenie výskumných možností a zvýšená viditeľnosť pre mladých vedcov. V konečnom dôsledku tento projekt prispieva k rozvoju udržateľnej výroby vodíka a podporuje záväzok EÚ a SK k ekologickému vodíkovému hospodárstvu. |
Fototerapia rekurentných glioblastómov s nádorovo špecifickým trójskym hybridom optimalizovaným na nano-úrovni
Nanoengineered Trojan hybrid for site-responsive phototherapy of recurrent glioblastomas
Chémia nosičov náboja a vizualizácia prostredníctvom infračervenej nanoskopie
Charge Carrier Chemistry and Visualisation via Infrared Nanoscopy
Nanoinžinierstvo a optimalizácia fototermálnych nanočastíc integrovaných do matríc
Nanoscale engineering and optimization of matrix embedded photothermal nanoconjugates
-
Optimizing Perovskite Films for Highly Efficient and Stable Photovoltaics
Perovskitové vrstvy s vylepšenou pasiváciou a štruktúrou
Perovskite-based Films with Superior Passivation and Structure
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. |
Porovnanie účinku nanosfér a nanobipyramíd zlata konjugovaných so silibinínom pri liečbe fibrózy pečene in vivo.
Comparison between silibinin-conjugated gold nanospheres and nanobipyramids impacts on the treatment of liver fibrosis in vivo.
| Doba trvania: |
1.1.2022 - 31.12.2025 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Šelc Michal PhD. |
| Anotácia: | Fibróza pečene vzniká ako dôsledok chronického poškodenia pečene spojeného s akumuláciou proteínov extracelulárnej bunkovej matrix. Spravidla je finálnym vyústením rôznych infekčných aj neinfekčných chorôb a predstavuje globálny zdravotný problém vyplývajúci z vysokej celosvetovej prevalencie a obmedzených možností liečby. Liečba fibrózy pečene hrá kľúčovú úlohu v predchádzaní vzniku cirhózy pečene a hepatocelulárneho karcinómu, no v súčasnosti neexistuje žiadna účinná farmaceutická intervencia na liečbu tohto ochorenia. Jeden zo sľubných, avšak do dnešnej doby málo preskúmaných prístupov ku liečbe fibrózy pečene zahŕňa použitie cielenej terapie s využitím nanomateriálov s naviazaným liečivom. V prípade anorganických nanomateriálov sa skúma využitie nanosfér zlata. Nanomateriály iného tvaru (napr. nanobipyramídy) by mohli mať ešte lepšie diagnostické a terapeutické vlastnosti, vďaka ich fyzikálno-optickým vlastnostiam. |
Protirakovinové účinky 5 nm nanosfér zlata obalených izosilybínom B proti hepatocelulárnemu karcinómu
The anti-cancer effects of isosilybin B-coated 5 nm core gold nanospheres against hepatocellular carcinoma
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
| Doba trvania: |
1.7.2021 - 30.6.2025 |
| 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. |
Vývoj unikátneho TiMg kompozitného zubného implantátu
Development of unique TiMg composite dental implant
| Doba trvania: |
1.7.2021 - 30.6.2025 |
| 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. |
Celkový počet projektov: 12
Databáza národných projektov