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.
| Doba trvania: |
1.7.2020 - 30.6.2024 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Fröhlich Karol DrSc. |
| 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. |
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)
Návrh a optimalizácia biokonjugačných stratégii inovatívnych 2D fototermálnych nanomateriálov s tumor-navádzajúcimi peptidmi
-
Perovskitové vrstvy s vylepšenou pasiváciou a štruktúrou
Perovskite-based Films with Superior Passivation and Structure
Pokročilá fotochemicky indukovaná radikálová polymerizácia s prenosom atómu tolerantná k prítomnosti kyslíka
Advanced Oxygen Tolerant Photochemically Induced Atom Transfer Radical Polymerization
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.
-
Príprava a štúdium poréznej a neporéznej hliníkovej anódy pre účely zvýšenia výkonu primárnej Al-vzduch batérie.
-
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: 10
Databáza národných projektov