Informačná stránka organizácie SAV

Anotácia:

Materials have played a decisive role in nearly all rupture technologies in the industrial history of our society. Faced with the current climate, geopolitical and humanitarian crisis, many international and regional entities (political, industrial and scientific alike) recognize the importance of a strong materials innovation ecosystem for driving the clean energy transition. In response, self-driving laboratories (SDL) (a.k.a. MAPs – materials acceleration platforms) are created at institutional, regional and international levels. SDLs integrate combinatorial synthesis, high-throughput characterization, automated analysis and machine learning for fast-track discovery and optimization of advanced materials. While these platforms are proving their effectiveness in producing advanced materials with targeted functionalities and physical properties, a large margin of improvement still exists. Streamlining materials integration into components and to safe and sustainable products is one example challenge in order to enable rupture technology. Another challenge is that of geographical concentration of MAPs that practically excludes a substantial fraction of research labs and tech-companies in Europe from contributing and benefiting from such platforms. Finally, next generation material science researchers need to develop new skills to be able to integrate such systemic and automated approach into their future R&D framework. To this end, EU-MACE will become an ecosystem for accelerated materials development at the user end, gathering researchers and stakeholders with state-of-the-art digital and material competences combined with the market/social pull. Our inclusive & systemic approach will lay the foundation for a future centre of excellence for advanced functional materials to assist transition toward a united and stronger EU.

Web stránka projektu:

https://eu-mace.eu/

Nové vysokoentropické borido-karbidy pre vysokoteplotné aplikácie

Novel high entropy diborodicarbides for ultra-high temperature applications

Doba trvania:

1. 7. 2024 - 30. 6. 2026

Program:

Bilaterálne - iné

Zodpovedný riešiteľ:

Novel Ultra-High Temperature Ceramic Matrix Cpmposites for Application in Harsh Aerospace Environments

Doba trvania:

1. 1. 2024 - 31. 12. 2026

Evidenčné číslo:

JRP SAV-TUBITAK 720464

Program:

JRP

Zodpovedný riešiteľ:

REMAG - Relativistické vplyvy na magnetickú odozvu

Relativistic Effects on Magnetic Resp

Doba trvania:

1. 7. 2025 - 30. 6. 2027

Evidenčné číslo:

DS-FR-24-0049

Program:

Multilaterálne - iné

Zodpovedný riešiteľ:

Anotácia:

Projekt REMAG má za cieľ odhaliť úlohu relativistických účinkov na molekulárnu štruktúru, energie väzieb, magneticky indukovanú prúdovú hustotu a NMR parametre zlúčenín ťažkých prvkov so zameraním na komplexy prechodných kovov. Navrhovaný výskum bude realizovaný v spolupráci štyroch partnerov na inštitúciách v Bratislave (ÚACH SAV, Slovensko), Brne (CEITEC MU, Česká Republika), Dijone (ICMUB, Francúzsko) a Salzburgu (PLUS, Rakúsko). Plánujeme a) vyvinúť a implementovať do programu ReSpect rozklad prúdovej hustoty na relativistickej úrovni teórie; b) vyvinúť zovšeobecňujúce koncepty naprieč periodickou tabuľkou prvkov vplyvu relativistických efektov na vlastnosti hybridov ťažkých prechodných kovov a interpretovať ich vo svetle molekulárnej orbitálnej teórie; c) objasniť úlohu relativistických účinkov na magneticky indukovanú prúdovú hustotu a parametre NMR komplexov ťažkých prechodných kovov a nakoniec d) analyzovať relativistické účinky na väzby medzi prechodnými kovmi a nevodíkovými atómami.

N/A - Vývoj nových spojovacích materiálov pre vysokoentropické boridy

Development of new brazing fillers for joining of high entropy borides

Doba trvania:

1. 1. 2025 - 31. 12. 2026

Evidenčné číslo:

CNR-SAS-2024-03

Program:

Mobility

Zodpovedný riešiteľ:

MSc. Lemken Florian Andreas PhD.

Národné projekty

BIOGEOAP - Aplikácia nových biouhlím funkcionalizovaných geopolymérov pri nakladaní s nebezpečným odpadom

Application of novel biochar-functionalized geopolymers in hazardous waste management

Doba trvania:

1. 9. 2025 - 31. 8. 2029

Evidenčné číslo:

APVV-24-0133

Program:

APVV

Zodpovedný riešiteľ:

Ing. Slaný Michal PhD.

Anotácia:

Znečistenie životného prostredia je eminentným a všadeprítomným problémom ľudstva, ktorý ohrozuje zdravie ľudí, ekosystémy a životné prostredie. Extrémny rast populácie a s tým spojený rýchly dopyt po poľnohospodárskej činnosti, rýchla industrializácia, zvýšená produkcia odpadu prispievajú ku kontaminácii pôdy v dôsledku hromadenia ťažkých kovov a tiež rádionuklidov. V súčasnosti mimoriadne rastie potreba nájsť nové, ekologické a lacné materiály z bohatých zdrojov, ktoré by sa dali použiť na imobilizáciu týchto nebezpečných látok. Hlavným cieľom navrhovaného projektu je vyvinúť nové biouhlím funkcionalizované geopolyméry na báze hlinitokremičitanov, ktoré budú vysoko účinné pri imobilizácii ťažkých kovov a rádionuklidov. Na splnenie tohto cieľa je potrebné detailne študovať vplyv rôznych faktorov nielen pomocou experimentálnych techník, ako sú FTIR, XRD, BET-N2 adsorption, TGA/DSC, PET, ICP-MS, ale aj testovaním vyvinutého materiálu v reálnych environmentálnych podmienkach a za využitia stavebnej solidifikačnej linky, a to najmä v kontexte splnenia kritérií prijateľnosti pre ich aplikovanie v praxi pri likvidácii nebezpečných odpadov a ich potenciálneho využitia ako „šedých“ stavebných materiálov. Navrhované ciele projektu sa zameriavajú na nové aplikácie a na doteraz nepreskúmané riešenia skokových zmien, ktoré zodpovedia najdôležitejšie otázky, ako aj na potreby výskumu a technologického rozvoja, vrátane tých, ktoré sú dôležité v celosvetovom meradle. Táto koncepcia projektu môže významne prispieť k integrácií nových poznatkov v oblasti geopolymérnych kompozitných materiálov a výrobných technológií. Navrhnutý projekt a jeho výstupy majú potenciál získať podporu v sektorových a multisektorových aplikáciách a mať silný dopad na ochranu životného prostredia, ako aj zlepšenie kvality pôdy a rastlín, čo úzko súvisí aj s ľudským zdravím.

CRYS YAG EUT - Cériom dopovaná usmernene solidifikovaná eutektická keramika YAG( Y3AI5012)/AI203 pre senzory a fosfory pripravená horizontálne usmernenou kryštalizáciou

Directionally Solidified Ce-doped YAG(Y3Al5O12)/Al2O3 Eutectic Ceramics for sensors and phosphors prepared by Horizontal Directed Crystallization

Doba trvania:

1. 6. 2024 - 30. 6. 2026

Evidenčné číslo:

09I05-03-V02-00065 / 09I05-03-V02-00065/2025/VA

Program:

Plán obnovy EÚ

Zodpovedný riešiteľ:

Ing. Prnová Anna PhD.

TS-Coupling - Demonštrácia viazania cez priestor šíreného π-orbitálmi

Study of C-C Coupling Propagated by π-Orbitals

Doba trvania:

1. 6. 2025 - 31. 5. 2026

Program:

Plán obnovy EÚ

Zodpovedný riešiteľ:

Photomat - Fotofunkčné hybridné materiály organických luminofórov a nanočastíc vrstevnatých silikátov

Photofunctional hybrid materials of organic luminophores and nanoparticles of layered silicates

Doba trvania:

1. 7. 2023 - 30. 6. 2027

Evidenčné číslo:

APVV-22-0150

Program:

APVV

Zodpovedný riešiteľ:

Mgr. Boháč Peter PhD.

Anotácia:

Zameranie projektu vychádza z moderných trendov materiálového výskumu a zo skúseností a nedávnych výsledkov kolektívu projektu. Zistilo sa, že adsorpcia, interkalácia prípadne tvorba molekulových agregátov špecifických typov organických molekúl môže významne zvýšiť ich fotoaktivitu, prejavujúc sa ako nárast luminiscencie. Stratégia zvýšenia fotoaktivity bude hlavným cieľom projektu. Každý z javov by mal fungovať v závislosti od molekulovej štruktúry luminofórov. Zameriame sa na hybridy fotoaktívnych organických luminofórov s vrstevnatými silikátmi. Štruktúrou prispôsobené S, N-heteroaromatické farbivá a ich komplexy s iónmi kovov budú pripravené v rámci tohto projektu. Heteroaromatické systémy budú modifikované katiónovými skupinami alebo ich koordinačnou väzbou s katiónmi kovov vrátane Ru(II), Ir(III), Au(III) a ďalších, aby sa zvýšila kompatibilita týchto chromofórov pre hybridy so silikátmi a dosiahli želané fotofyzikálne vlastnosti. Pre dosiahnutie cieľov bude dôležitá selekcia vrstevnatého nosiča, voľba chemickej modifikácie a vhodných podmienok pre syntézu hybridných sústav. Okrem zlepšenia vlastností molekúl ďalšími cielmi budú komplexné funkčné materiály s efektívnym využitím svetelnej energie. Tu bude kľúčovú úlohu zohrávať organizácia molekúl, aby sa docielili optimálne fotofyzikálne interakcie zacielené na určitú funkčnosť materiálu. Okrem luminiscenčných vlastností bude cieľom príprava hybridov najmä s fotosenzibilizačnými účinkami. Posledným krokom bude využitie nanočastíc na prípravu nanokompozitov s polymérmi a takto docieliť modifikáciu technických polymérov. Cieľom bude získať povrchy s fotosenzibilizačnými a fotodezinfekčnými účinkami, na ktorých budú vykonané testy pre rast biofilmov mikroorganizmov.

3DGALACTYC - Funkcionalizované 3D sklokeramické membrány na pokročilé fotokatalytické čistenie pitných vôd

Functionalized 3D glass-ceramic membranes for advanced photocatalytic drinking water treatment

Doba trvania:

1. 7. 2024 - 30. 6. 2028

Evidenčné číslo:

APVV-23-0352

Program:

APVV

Zodpovedný riešiteľ:

Ing. Michálková Monika PhD.

Anotácia:

V podzemnej a pitnej vode sa často nachádzajú mikroznečisťujúce látky, ako sú zvyšky liekov, dezinfekčných prostriedkov, pracích prostriedkov, pesticídov, kovov a organizmy odolné voči antibiotikám. Na odstránenie týchto znečisťujúcich látok sú potrebné špeciálne filtračné procesy, membrány s mikro-a nano-pórovitosťou. Mebránové procesy ponúkajú oproti tradičným metódam úpravy vody mnohé výhody vrátane vysokej účinnosti, nízkej spotreby energie, malých priestorových nárokov a šetrnosti k životnému prostrediu. Membránové procesy však môžu čeliť aj výzvam, ako je tvorba vodného kameňa, zanášanie a degradácia, ktoré môžu negatívne ovplyvniť ich výkon a životnosť. Účinné a cenovo dostupné technológie úpravy podzemnej a pitnej vody sú v dnešnom svete teda veľmi dôležité. Cieľom navrhovaného projektu je vytvoriť trvanlivé, vysoko porézne fotokatalytické sklo-keramické membrány, ktoré by zabezpečovali špecifické požiadavky nano, mikro alebo makro pórovitosti. V rámci projektu sa využijú inovatívne a nákladovo efektívne techniky recyklácie farmaceutického odpadového skla a rôzne 3D aditívne metódy na vývoj novej generácie membrán. Na vytvorenie takýchto pokročilých 3D poréznych štruktúr si vyžaduje použitie vhodného prekurzora s mikroúrovňou pórovitosti. To sa dosiahne procesom alkalickej aktivácie a plameňovej syntézy farmaceutickej sklenenej drte. Okrem toho sa do štruktúry skla zakomponujú TiO2 a Fe2O3, aby sa mu dodali fotokatalytické vlastnosti v UV-VIS oblasti. Optimalizácia dizajnu membrán bude riešiť makropórovitosť. Záverečná fáza zahŕňa mikrovlnné spekanie 3D vytlačených membrán, čím sa zabezpečí nižší vplyv na životné prostredie ako pri tradičných metódach spekania a zároveň sa aplikuje proces fázovej separácie na vytvorenie pórovitosti aj na úrovni nano.

SASIBA - Keramické anódy na báze SiOC pre udržatelné sodíkovo iónové a kovové batérie

SiOC-based ceramic anodes for sustainable sodium ion and metal batteries

Doba trvania:

1. 1. 2025 - 30. 6. 2026

Evidenčné číslo:

09101-03-V04-00093

Program:

Plán obnovy EÚ

Zodpovedný riešiteľ:

Keramické kompozitné materiály na báze SiC s vysokou tepelnou vodivosťou

Silicon carbide ceramic composite materials with high thermal conductivity

Doba trvania:

1. 1. 2025 - 31. 12. 2028

Evidenčné číslo:

2/0094/25

Program:

VEGA

Zodpovedný riešiteľ:

Ing. Hanzel Ondrej PhD.

Anotácia:

Cieľom projektu je príprava hutného karbidu kremičitého (SiC) bez spekacích prísad a/alebo kompozitov na báze SiC s nízkym obsahom (do 1 hm. %) spekacích prísad (oxidov kovov vzácnych zemín napr. Sc2O3, Gd2O3, Lu2O3, Er2O3), s vysokou tepelnou vodivosťou. Výskum bude zameraný na štúdium vplyvu α-SiC a β-SiC fázy na tepelnú vodivosť karbidu kremičitého bez spekacích prísad a druhý smer výskumu bude zameraný na štúdium vplyvu množstva a typu prídavkov oxidov kovov vzácnych zemín na tepelnú vodivosť SiC kompozitov. Na dosiahnutie cieľov projektu je nevyhnutný výskum zameraný na prípravu hutného SiC alebo kompozitov na báze SiC pri relatívne nižších teplotách spekania (do 2000°C). Tento proces bude zahŕňať štúdium modifikácie SiC prášku alebo kompozitných práškov pomocou vymrazovacieho granulátora, tepelného žíhania granulátu a následnej optimalizácie spekania pripravených granulovaných kompozitných práškov pomocou tzv. elektrickým poľom asistovaných techník spekania (FAST - Field Assisted Sintering Technology).

ENSAMAT - Materiály so zvýšenou bezpečnosťou pre Li-iónové batérie

Enhanced safe materials for Li-ion batteries

Doba trvania:

1. 5. 2025 - 31. 8. 2026

Evidenčné číslo:

09I04-03-V02-00028

Program:

Plán obnovy EÚ

Zodpovedný riešiteľ:

doc. Ing. Chromčíková Mária PhD.

Monitorovanie vplyvu dopandov na biosklá novej generácie s využitím pri príprave bioskla s vhodnými biomedicínskymi vlastnosťami

Monitoring the influence of dopands on new-generation bioglasses with use in the preparation of glass-ceramics with suitable biomedical properties.

Doba trvania:

1. 1. 2025 - 31. 12. 2028

Evidenčné číslo:

2/0043/25

Program:

VEGA

Zodpovedný riešiteľ:

Anotácia:

The aim of this project is the study and optimization of the preparation of glass ceramics from Bioskla 45S5 doped with elements such as Ga, Zn, Sr. The preparation of glass ceramics from bioglass has been intensively used in recent years as one of the most modern methods of improving the mechanical properties of this material while preserving its beneficial biomedical properties. Understanding the process of crystal formation in bioglass is still a topical issue in order to quantify the kinetics of crystal growth in relation to the macroscopically observed transformation of the amorphous phase into the crystalline phase. The conditions of the kinetics of doped bioglasses of the new generation have not yet been fully described. The goal of the presented project is a comprehensive study of the kinetics of crystal growth, the crystallization process, but also the processes related to the processes of structural relaxation and viscous flow for the purpose of preparing glass ceramics based on doped bioglasses.

MULCOMAT - Multifunkčné kompozitné materiály pre cielenú detekciu, adsorpciu a dekontamináciu nebezpečných organických molekúl

Multifunctional composite materials for detection, adsorption and decontamination of hazardous organic molecules

Doba trvania:

1. 7. 2024 - 30. 6. 2028

Evidenčné číslo:

APVV-23-0635

Program:

APVV

Zodpovedný riešiteľ:

Mgr. Jankovič Ľuboš PhD.

Anotácia:

Predkladaný projekt je zameraný na vývoj novej generácie organo-modifikovaných ílových minerálov. Na modifikáciu sa použijú poly(2-alkenyl-2-oxazolíny), ktoré sú elektrostaticky neutrálne, avšak vysoko polárne polyméry. Očakávame, že organomodifikácia montmorillonitov s týmto typom polymérov bude viesť k organoílom so zlepšenou interkaláciou a teda s vyššou adsorpčnou schopnosťou voči rôznym nebezpečných organickým zlúčeninám. Prítomnosť poly(2-alkenyl-2-oxazolínov) a poly(2-alkenyl-2-oxazínov) v štruktúre ílových minerálov zabezpečí katalytický rozklad nebezpečných zlúčenín. V našom prípade sa pre hodnotenie adsorpcie a hydrolytického rozkladu využijú organofosfáty, ktoré patria medzi často používané pesticídy a tiež sa už využili ako chemické bojové látky. Kombinácia lepšej adsorpcie a rýchlejšieho hydrolytického rozkladu reprezentuje hlavný inovatívny prvok projektu a umožní využitie nanoreaktorov na báze montmorillonitov pre účinnú defosforyláciu neurotoxických organofosfátových zlúčenín. Nami predstavený katalytický systém neobsahuje atómy kovov a je vhodný pre ochranu ľudského zdravia a životného prostredia. Poly(2-alkenyl-2-oxazolíny) a poly(2-oxazíny) navyše predstavujú novú skupinu polymérov s reaktívnymi bočnými 2-oxazolínovými, respektíve 2-oxazínovými skupinami, ktoré sú schopné poskytovať modifikačné reakcie s karboxylovými skupinami. V našom prípade sa obidva typy bočných skupín využijú na stabilizáciu štruktúry počas reaktívneho spracovania s polymérnymi matricami obsahujúcimi karboxylové skupiny.

LaCer - Návrh, analýza a mechanická charakterizácia laminárnej keramiky

Design, analysis and mechanical characterization of laminar ceramics

Doba trvania:

1. 7. 2024 - 30. 6. 2026

Evidenčné číslo:

09I03-03-V04-00196

Program:

Plán obnovy EÚ

Zodpovedný riešiteľ:

Dr. Najafzadehkhoee Aliasghar Ph.D.

Anotácia:

Inžinierska keramika, najmä oxidová, je kľúčovým prvkom umožňujúcim rôzne aplikácie, od dentálnej keramiky až po substráty pre elektronické zariadenia. Ich použitie je však obmedzené z dôvodu ich krehkej povahy a katastrofického zlyhania. Cieľom tohto projektu je využiť vznik napätia medzi vrstvami laminárnej keramiky počas spekania na zlepšenie mechanických vlastností objemovej laminárnej keramiky. Na tento účel sa vyrobia rôzne keramické pásky a laminárna keramika s rôznou architektúrou. Zvyškové napätie v objemovej laminárnej keramike bude nastavené tak, aby zabraňovalo vzniku trhlín, a budú sa skúmať mechanické vlastnosti a mikroštruktúrne charakteristiky vzoriek. Nakoniec, po namodelovaní digitálnych dvojčiat vrstvenej keramiky sa bude simulovať vznik napätí a mechanické vlastnosti vzoriek pomocou metód konečných prvkov (MKP) s cieľom určiť rozhodujúce parametre.

Nová generácia termoelektrických materiálov pre udržateľnú energiu

Next Generation Thermoelectrics for Sustainable Energy

Doba trvania:

1. 4. 2024 - 30. 6. 2026

Program:

Plán obnovy EÚ

Zodpovedný riešiteľ:

Anotácia:

Cieľom projektu je vybudovať nový excelentný výskumný tím s najmodernejšou infraštruktúrou, ktorý výrazne prispeje k vývoju termoelektrických materiálov novej generácie so zlepšenou termoelektrickou účinnosťou. Projekt navrhuje jedinečný a inovatívny prístup tvorby nových oxidov s perovskitovou štruktúrou s cieľom získať nové významné poznatky a pochopiť vplyv dopovania miest A a B v perovskitových ABO3 štruktúrach viacerými prvkami na ich termoelektrické vlastnosti. Okrem toho sa po prvýkrát bude skúmať vplyv neekvimolárneho dopovania viacerými prvkami na termoelektrické vlastnosti oxidov s perovskitovou štruktúrou. Projekt navrhuje novú stratégiu pri výrobe oxidov s peroskvitovou štruktúrou s cieľom ďalšieho zlepšenia termoelektrickej účinnosti, ktorá pozostáva s kombinácie prístupu stabilizácie štruktúr na základe ich entropie s prístupom tvorby nanoštruktúr a tvorby vakancií. Navrhovaná metodika a prístup výrazne prispejú k pokračujúcemu úsiliu dosiahnuť klimaticky neutrálnu Európu do roku 2050.

NANOCOMENVIRO - Nový tiolom funkcionalizovaný nanokompozit montmorillonit/biochar pre imobilizáciu ťažkých kovov z kontaminovanej záplavovej pôdy

Novel thiol-functionalized montmorillonite/biochar nanocomposite for immobilization of heavy metals from contaminated floodplain soil

Doba trvania:

1. 7. 2024 - 30. 6. 2026

Evidenčné číslo:

09I03-03-V04-00140

Program:

Plán obnovy EÚ

Zodpovedný riešiteľ:

Ing. Slaný Michal PhD.

Anotácia:

Kontaminácia pôdy ťažkými kovmi je v súčasnosti celosvetovým environmentálnym problémom, pretože tieto toxické prvky sa môžu preniesť do biosféry a hydrosféry, čo predstavuje riziko pre rastliny, zvieratá a najmä pre ľudské zdravie. Toxické kovy ako Hg, Cd, As, Tl, Pb, Cu, Ni a Zn sa prenášajú riečnou vodou v suspendovanom materiáli alebo v rozpustenej forme a hromadia sa v záplavových oblastiach počas povodní s nízkou rýchlosťou prúdenia. Naše poznatky o biogeochémii toxických kovov v pôde, najmä v dynamických redoxných podmienkach, sú však veľmi obmedzené. Preto sú podrobné poznatky o redoxnom správaní sa ťažkých kovov v pôde kľúčové pre pochopenie mobilizačných procesov a presné monitorovanie ich uvoľňovania do vody pri meniacich sa redoxných podmienkach. Je tiež dôležité pochopiť redoxnú mobilizáciu ťažkých kovov v pôde, aby bolo možné lepšie predpovedať ich nebezpečný potenciál. Preto narastá potreba nájsť nové, ekologické a nákladovo efektívne materiály z bohatých zdrojov, ktoré môžu tieto nebezpečné látky v záplavových pôdach imobilizovať. Tento projekt ponúka nové a inovatívne riešenia imobilizácie ťažkých kovov pomocou tiolom funkcionalizovaného nanokompozitu montmorillonitu/biouhlia zo záplavovej pôdy v dynamických environmentálnych (redoxných) podmienkach. Takáto štúdia ešte nebola vykonaná a má veľký potenciál prispieť k novým poznatkom, a tak viesť k výraznému zlepšeniu kvality životného prostredia, uplatňovaniu vhodného manažmentu, hodnoteniu rizík kontaminovaných záplavových pôd, ako aj k zlepšeniu kvality pôdy a rastlín, čo úzko súvisí so zdravím ľudí. Navrhované ciele projektu sa zameriavajú na nové aplikácie a na doteraz nepreskúmané riešenia postupných zmien, ktoré prinesú odpovede na najdôležitejšie otázky, ako aj na potreby výskumu a technologického rozvoja vrátane tých, ktoré sú dôležité v celosvetovom meradle.

Pokročilé materiály na báze anorganických vrstevnatých štruktúr študované modelovým a experimentálnym prístupom

Advanced materials based on the inorganic layered structures studied by model and experimental approaches

Doba trvania:

1. 1. 2023 - 31. 12. 2026

Evidenčné číslo:

2/0026/23

Program:

VEGA

Zodpovedný riešiteľ:

Ing. Scholtzová Eva CSc.

Anotácia:

Projekt predstavuje kombinovaný teoretický a experimentálny výskum vybraných polutantov adsorbovaných na vrstevnatých štruktúrach (VŠ) na báze grafénu (G), hlinitokremičitanov (HK) a ich modifikáciách s vylepšenými fyzikálnochemickými vlastnosťami. Adsorpciou na týchto VŠ sa polutanty výrazne extrahujú, napr. zo znečistených vôd. Porovnávacia štúdia účinnosti adsorpcie polutantov na vrstevnatých štruktúrach G typu (drahé materiály) a ílov (ekonomicky prijateľnejšie) je zameraná na detailný opis a pochopenie interakcií zodpovedných za tvorbu a stabilitu týchto komplexov (modelový prístup). Prinesie nové vedomosti o spôsobe imobilizácie polutantov a prispeje aj k návrhu pokročilých hybridných materiálov kombinujúcich vlastnosti oboch typov VŠ, ktoré našli uplatnenie v zelených technológiách. Výsledky z experimentov budú interpretované aj pomocou výstupov z modelovania, aby sa dosiahla komplexná charakterizácia študovaných pokročilých materiálov na báze anorganických vrstevnatých štruktúr.

MOLIMEXA - Pokročilé modelovanie interakcií svetlo-hmota na exascale superpočítačoch blízkej budúcnosti

Advanced Modelling of Light-Matter Interactions on Near-Term ExaScale Supercomputers

Doba trvania:

1. 1. 2024 - 1. 8. 2026

Evidenčné číslo:

09I05-03-V02-00034

Program:

Plán obnovy EÚ

Zodpovedný riešiteľ:

Anotácia:

Interakcia hmoty so svetlom patrí medzi najdôležitejšie fenomény využívané na určenie jej štruktúry a vlastností. Nedávny progres v laserových technológiách otvoril cestu k experimentom s attosekundovým laserom, oceneným Nobelovou cenou v roku 2023. Teoretický popis týchto procesov je mimoriadne zložitý vzhľadom na elektrón-nukleárnu dynamiku. Simulácie v pevných látkach si vyžadujú riešenie Schrödingerovej či Diracovej rovnice v reálnom čase. Vzhľadom na veľký počet atómov vo vnútri modelovej bunky ako i veľkému počtu časových krokov potrebných pre vysoké rozlíšenie to predstavuje vysoké nároky pre počítače na báze CPU. Cieľom tohto projektu je vyvoj inovatívnych algoritmov a paralelných výpočtových postupov na simuláciu attosekundových experimentov, ktoré využívajú výkonu exascale výpočtových systémov. To sa dosiahne dekompozíciou dát a úloh a ich distribúciou medzi viacprocesorové jednotky CPU a GPU, pričom sa zabezpečí rovnomerné zaťaženie pre každú takúto jednotku.

Pokrok vo výpočte a interpretácii parametrov magnetickej rezonancie na nerelativistickej ako aj relativistickej úrovni

Advancing in calculation and interpretation of magnetic resonance parameters at both non-relativistic and relativistic levels of theory

Doba trvania:

1. 1. 2025 - 1. 1. 2028

Evidenčné číslo:

2/0118/25

Program:

VEGA

Zodpovedný riešiteľ:

Anotácia:

Projekt je venovaný vývoju a aplikácii nových prístupov určených na analýzu a interpretáciu parametrov magnetickej rezonancie na relativistickej aj nerelativistickej úrovni. Na riešenie veľkých systémov na relativistickej úrovni teórie plánujeme implementovať novú dvojzložkovú relativistickú metódu. Ďalej sa zameriame na chemickú analýzu parametrov magnetickej rezonancie s osobitným dôrazom na pochopenie mechanizmov zapojených do prenosu spinovej polarizácie elektrónov. Plánujeme tiež rozšíriť súbor dostupných teoretických nástrojov na skúmanie účinkov rozpúšťadiel na NMR a EPR parametre. Novo vyvinuté prístupy budú aplikované na chemické problémy v spolupráci s našimi zahraničnými partnermi.

Pórovité anódy na báze SiOC pre sodíkové batérie novej generácie

SiOC-based anodes for the new generation sodium-ion batteries

Doba trvania:

1. 1. 2025 - 31. 12. 2028

Evidenčné číslo:

2/0128/25

Program:

VEGA

Zodpovedný riešiteľ:

NIPOFABs - Smerom k nanotechnológiám využívajúcim bioaktívne častice/molekuly v boji proti mikrobiálnym biofilmom

Towards nanotechnologies using bioactive particles/molecules in the fight against microbial biofilms

Doba trvania:

1. 7. 2022 - 30. 6. 2026

Evidenčné číslo:

APVV-21-0302

Program:

APVV

Zodpovedný riešiteľ:

Ing. Pálková Helena PhD.

Anotácia:

Téma predkladaného projektu reflektuje na súčasné vedecké výzvy a volí interdisciplinárny prístup v riešení vysokoaktuálnej problematiky mikrobiálnych biofilmov. Je zameraný na oblasti základnej a molekulárnej mikrobiológie v súvislosti s štúdiom prevencie, či eradikácie mikrobiálnych biofilmov pomocou novodizajnovaných hybridných materiálov. V projekte je biologický výskum úzko prepojený s rôznymi prístupmi z oblasti chémie nanomateriálov. Hlavným predmetom štúdia budú mnohodruhové biofilmy, a to nielen bakteriálne, ale aj kvasinkové a ich vzájomé kombinácie, čo reálne odráža ich význam v zastúpení biofilm-asociovaných infekcií. Ide hlavne o baktérie Staphylococcus aureus, enterokoky a Escherichia coli, ako aj zástupcov kvasiniek z rodu Candida. Modernými mikrobiologickými prístupmi sa bude sledovať tvorba biofilmov, vzájomé medzidruhové interakcie vrátane úlohy quorum sensing molekúl v týchto procesoch, ale aj účinnosť bioaktívnych partikúl/molekúl v prevencii a eradikácii biofilmov, a to aj v súvislosti s fenoménom multirezistencie. Ako aktívne substancie sa použijú hybridné materiály založené na anorganických vrstevnatých nanočasticiach v úlohe nosičov aktívnych organických bioaktívnych molekúl, najmä fotosenzibilizátorov. Funkcionalizované nanočastice sa využijú pri modifikácii povrchov vybraných typov polymérov, ktoré majú využitie v medicínskej praxi. Cieľom bude pripraviť nové alebo zlepšiť súčasné materiály tak, aby sa dosiahla maximálna antimikrobiálna účinnosť. Výsledky projektu by mohli priniesť nové poznatky v oblasti mikrobiálnych biofilmov, ale aj v príprave antimikrobiálnych hybridných systémov aplikovateľných v rôznych oblastiach nanomedicíny.

CoSinG - Studené spekanie skiel

Cold sintering of glass

Doba trvania:

1. 7. 2024 - 30. 6. 2028

Evidenčné číslo:

APVV-23-0424

Program:

APVV

Zodpovedný riešiteľ:

Ing. Prnová Anna PhD.

Anotácia:

Sklo sa v priemyselnom meradle vyrába chladením sklotvornej taveniny. Táto osvedčená metóda umožňuje výrobu rôznych zložení a tvarov, má však svoje limity pri príprave komplexných tvarov, ako sú sklené štruktúry alebo filtre s hierarchickou pórovitosťou, resp. viaczložkové a viacvrstvové štruktúry. Tieto sa potom pripravujú pokročilými tvarovacími metódami, ako sú aditívna výroba alebo odlievanie pásky zo sklených práškov (frít). Surové výlisky sa zhutňujú spekaním viskóznym tokom pri teplotách vyšších ako teplota skleného prechodu príslušného skla. To však často vedie k čiastočnej alebo úplnej kryštalizácii skla, s negatívnym dopadom na jeho vlastnosti (napr. bioaktivita, pevnosť). Navrhovaný projekt je zameraný na studeného spekanie vybraných druhov skla. Tento proces umožňuje spekanie keramických práškov pod aplikovaným vonkajším tlakom, v prítomnosti iónovej kvapaliny, a pri teplotách nepresahujúcich 350 °C. Jeho použitie pri príprave skla sa však doteraz skúmalo len veľmi málo. Systémy, ktoré budú predmetom výskumu v predloženom projekte zahŕňajú (i) hlinitanové sklá, ktoré sa nedajú pripraviť bežným chladením taveniny, (ii) zložité štruktúry (scaffoldy) bioaktívnych skiel s hierarchickou pórovitosťou pripravené aditívnou výrobou, (iii) zložité diely (sklené filtre na sanáciu odpadových vôd) z doteraz nerecyklovateľného borosilikátového farmaceutického skla a (iv) viacvrstvové sklené štruktúry pripravené odlievaním pások a s gradientom fyzikálnych vlastností. Keďže zhutňovanie skla studeným spekaním sa doteraz prakticky neštudovalo, vykonajú sa aj základné štúdie mechanizmov spekania. Výsledky získané v rámci projektu prispejú k (i) vývoju nového priemyselne škálovateľného procesu výroby sklených dielov ktoré nie je možné pripraviť konvenčným tavením, (ii) minimalizácii spotreby energie pri výrobe a dekarbonizácii (iii) využitiu odpadového skla, ktoré sa v súčasnosti skládkuje, a jeho premene na cennú surovinu.

NEOCAR - Ultra-vysokoteplotné karbidy so zvýšenou oxidačnou odolnosťou

Novel enhanced oxidation-resistant ultra-high temperature carbides

Doba trvania:

1. 7. 2023 - 30. 6. 2027

Evidenčné číslo:

APVV-22-0493

Program:

APVV

Zodpovedný riešiteľ:

prof. Ing. Liška Marek DrSc., Dr.h.c.

Anotácia:

Zlepšenie odolnosti voči oxidácii ultra-vysokoteplotných keramických materiálov (UHTC) má zásadný význam pri uspokojovaní rastúcej potreby aplikácií, ktoré sú používané pri teplotách nad 2000 °C v oxidačných atmosférach, ako sú napr. hypersonické vozidlá a kozmické lode. Nedávno sa vďaka výskumu viackomponentnej keramiky, pozostávajúcej zo štyroch alebo viacerých rôznych katiónov alebo aniónov stabilizovaných konfiguračnou entropiou, otvoril priestor na vývoj nových UHTC práve so zvýšenou odolnosťou voči oxidácii. Na dizajn takýchto materiálov cestou predikcie ich zložitých oxidačných procesov je však nevyhnutné komplexne pochopiť monokarbidy a binárne karbidy prechodných kovov, na ktoré sa zameriava tento projekt, čo v súčasnosti v poznatkoch v danej vednej oblasti chýba. Hlavným cieľom projektu je teda vyvinúť nové UHTC materiály odolné voči oxidácii prostredníctvom systematickej experimentálnej štúdie, v ktorej sa skúmajú vysokoteplotné vlastnosti (odolnosť voči oxidácii/ablácii, odolnosť voči tepelným šokom a ďalšie) a mechanické správanie sa monokarbidov a binárnych žiaruvzdorných karbidov. Následne budú syntetizované karbidy s prídavkom sekundárnej fázy so zabudovaným kremíkom, vo forme SiC a silicidov prechodných kovov, ktoré sú známe ako zlúčeniny tvoriace ochrannú sklovitú fázu, ktoré môžu ďalej zlepšovať odolnosť voči oxidácii novo vyvíjaných UHTC. Okrem pochopenia oxidačného a mechanického správania sa týchto keramických a kompozitných materiálov, bude predikcia vytvorených modelov následne potvrdená a to syntézou vybraných 3-, 4- a 5- komponentných kovových karbidových systémov. Následne budú experimentálne stanovené ich vysokoteplotné a mechanické vlastnosti. Riešenie tohto projektu vytvorí súbor základných poznatkov, ktoré sú nevyhnutné pre návrh nových zložitejších viackomponentných keramických materiálov s výrazne zvýšenou oxidačnou odolnosťou, čo bude významným prínosom pre celú komunitu materiálových vied.

RADLON - Vplyv radiačnej záťaže na sklovláknitú izoláciu z hľadiska recirkulácie chladiva v havarijných podmienkach jadrových elektrární s tlakovodnými reaktormi

Influence of radiation load on fiberglass insulation in terms of refrigerant recirculation in emergency conditions of nuclear power plants with pressurized water reactors

Doba trvania:

1. 7. 2023 - 30. 6. 2026

Evidenčné číslo:

APVV-22-0004

Program:

APVV

Zodpovedný riešiteľ:

Anotácia:

Cieľom projektu je rozšíriť metodiku overenia funkčnosti havarijných systémov chladenia aktívnej zóny reaktora v prípade havárií so stratou chladiva (Loss of Coolant Accident LOCA) ako aj systémov chladenia v prípade ťažkých havárií z hľadiska vplyvu dlhodobej radiácie pri zvýšenej teplote na tepelnú izoláciu a tak aktívne prispieť k zvýšeniu prevádzkovej bezpečnosti jadrových elektrární. V rámci riešenia projektu budú skúmané vzorky tepelnej izolácie podrobené zrýchlenému tepelnému a radiačnému starnutiu. Predpokladané radiačné dávky budú na úrovni 40 ročnej prevádzky pri dávkovom príkone 10 Gy/h na primárnom potrubí jadrovej elektrárne typu VVER 440 V213. Takto upravené vzorky budú skúmané z hľadiska zmeny ich fyzikálno-mechanických charakteristík ako aj z hľadiska ich chemickej odolnosti voči korozívnym účinkom havarijného chladiva. Príprava vzoriek metódou zrýchleného tepelného a radiačného starnutia je však časovo aj finančne veľmi náročná. Napríklad na dos iahnutie dostatočnej radiačnej dávky na úrovni simulujúcej 40 ročnú prevádzku (približne 3500 kG) potrebná doba ožarovanie sa rovná približne 1650 h čistého času ožarovania pri priemernom dávkovom príkone ožarovania 2 kG/h. Ožarovanie je vykonané pri zvýšenej teplote 300°C, čo znamená že musí byť vykonané v termoboxe. Preto je potrebné nájsť postup na simuláciu účinkov ožarovania za účelom získať dostatočné množstvo vzoriek na výkon integrálneho testu. Dostupnou cestou sa javí ich tepelno-mechanické namáhanie nakoľko na základe našich doterajších poznatkov vlákna tepelnej izolácie účinkom ožarovanie pri zvýšenej teplote strácajú ich mechanickú pružnosť a krehnú. Na druhej strane sa mení aj ich chemická odolnosť voči koróznym účinkom roztoku chladiva.

ESPILS - Vplyv štrukturálnych substitúcií na vlastnosti anorganických vrstvených štruktúr, základ pre atómovo navrhnuté pokročilé materiály pre zelené technologické aplikácie, študované modelovým prístupom

Effect of structural substitutions on properties of inorganic layered structures, a basis for atomically designed advanced materials for green technological applications, studied by modelling approach

Doba trvania:

1. 9. 2024 - 31. 8. 2026

Evidenčné číslo:

09I03-03-V04-00009

Program:

Plán obnovy EÚ

Zodpovedný riešiteľ:

Ing. Scholtzová Eva CSc.

Anotácia:

Projekt ESPILS má ambíciu prispieť k objasneniu adsorpčného mechanizmu pri čistení odpadových vôd na príklade vybraných organických polutantov (OP) prostredníctvom teoretického prístupu, teda molekulových simulácií. Anorganické vrstevnaté štruktúry majú obrovský potenciál byť účinnými adsorbentmi mnohých znečisťujúcich látok. Molekulové simulácie taktiež poskytujú cenný nástroj na úspešný podrobný popis mechanizmu adsorpcie OP, šetria peniaze na chemikálie potrebné pri syntéze materiálov, ako aj čas merania pri ich charakterizácii experimentálnymi metódami.

Vrstevnaté silikáty ako perspektívna platforma pre prípravu funkčných anorganicko-organických kompozitných materiálov

Layered silicates as a promising platform for the preparation of functional inorganic-organic composite materials

Doba trvania:

1. 1. 2025 - 31. 12. 2028

Evidenčné číslo:

2/0161/25

Program:

VEGA

Zodpovedný riešiteľ:

Ing. Pálková Helena PhD.

Anotácia:

Inovatívnym smerom v príprave pokročilých materiálov sú stratégie zamerané na duálnu funkcionalizáciu nanomateriálov. Projekt sa zameria na prípravu takýchto materiálov využitím vrstevnatých silikátov v kombinácii s vhodne zvolenou modifikáciou ich povrchu a reakciou s organosilánmi. Funkcionalizácia vrstevnatých silikátov zahŕňa modifikáciu nielen na bazálnych povrchoch, ale aj špecifické modifikácie na okrajoch vrstevnatých častíc. Priestor medzi vrstvami bude upravený vhodne zvolenou organickou povrchovo aktívnou látkou alebo chemicky, pričom okraje vrstiev budú funkcionalizované vybranými organosilánmi. Pripravené materiály sa tiež budú testovať ako nosiče pre inkorporáciu zlúčenín s luminiscenčnými alebo antibakteriálnymi vlastnosťami.

DESICAEX - Vývoj karbidu kremičitého pre extrémne aplikácie

Development of silicon carbide for extreme application

Doba trvania:

1. 9. 2025 - 31. 8. 2029

Evidenčné číslo:

APVV-24-0442

Program:

APVV

Zodpovedný riešiteľ:

Ing. Hanzel Ondrej PhD.

Anotácia:

Navrhovaný projekt je zameraný na vývoj plne hutnej keramiky na báze karbidu kremičitého bez tradičných oxidových spekacích prísad alebo s prídavkom stopových množstiev kovov (Al, Fe) pri spekacej teplote nižšej ako je teplota (T < 2100°C) potrebná k spekaniu SiC v tuhej fáze. Projekt bude zameraný na dôkladné pochopenie mechanizmov spekania a štúdium toho ako modifikácia práškov karbidu kremičitého a/alebo prídavok malého množstva kovov (Al, Fe) môže ovplyvniť a znížiť teplotu spekania pre prípravu hutnej SiC keramiky. Kvôli zvyšujúcemu sa záujmu a požiadavkám v energetických aplikáciách, vo vesmírnych aplikáciách, pohonných a raketových systémoch je nevyhnutné taktiež charakterizovať vysokoteplotné vlastnosti (tepelná vodivosť, vysokoteplotná pevnosť, oxidačnú a ablačnú odolnosť v kyslíkovo-acetylénovom plameni) pripravenej keramiky na báze SiC. V rámci projektu bude teda študovaná tepelná vodivosť SiC až do teploty 1500°C, vysokoteplotná pevnosť SiC v teplotnom rozsahu 1500°C - 2000°C a odolnosť pripraveného SiC materiálu voči kyslíkovo-acetylénovému plameňu pri teplotách vyšších ako 1700°C. Taktiež bude skúmaný vplyv modifikácie SiC práškov, parametrov spekania a mikroštruktúry na vysokoteplotné vlastnosti SiC keramiky.

ComCer - Vývoj nových keramických materiálov komplexného zloženia pre extrémne aplikácie

Development of new compositionally-complex ceramics for extreme applications

Doba trvania:

1. 7. 2022 - 30. 6. 2026

Evidenčné číslo:

APVV-21-0402

Program:

APVV

Zodpovedný riešiteľ:

Ing. Michálková Monika PhD.

Anotácia:

Hlavným cieľom predkladaného projektu je vývoj novej generácie vysokoteplotných keramických materiálov schopnej odolávať teplotám okolo 3000°C pre pohonné systémy, raketové motory a ďalšie aplikácie vesmírneho priemyslu. To sa dosiahne syntézou diboridovej keramiky s úplne novými komplexnými zloženiami, tvorenými najmenej piatimi kovovými prvkami. Projekt si dáva za úlohu realizovať systematickú štúdiu, ktorou sa nad obudnú nové poznatky smerom k pochopeniu vplyvu molárneho pomeru jednotlivých kovových katiónov v štruktúre diboridov na stabilitu, syntézu, spekanie a mechanické vlastnosti hutnej diboridovej keramiky. Výsledky projektu výrazne prispejú k rozšíreniu novovzniknutého konceptu vývoja vysokoentropických keramických materiálov s ekvimolárnym zložením smerom ku vývoju komplexných keramických materiálov s iným ako ekvimolárnym zložením. Projekt tiež navrhuje inovatívny spôsob prípravy vysokoteplotných keramických materiálov, ktorý pozostáva z tvorby keramických kompozitov na báze multikomponentnej diboridovej keramiky v spojení s využitím žiaruvzdorných prísad. Výstupom projektu bude získanie nových fundamentálnych poznatkov pre tvorbu neusporiadaných diboridových štruktúr, ako aj ich vplyvu na mechanické vlastnosti týchto materiálov pri izbovej, zvýšenej a ultra-vysokej teplote.

LumiPiG - Vývoj pokročilých luminiscenčných sklenených 3D štruktúr

Development of advanced luminescent glass 3D structures

Doba trvania:

1. 7. 2024 - 30. 6. 2026

Evidenčné číslo:

09I03-03-V04-00198

Program:

Plán obnovy EÚ

Zodpovedný riešiteľ:

Vývoj pokročilých luminiscenčných sklenených 3D štruktúr pomocou aditívnej výroby

Development of advanced luminescent glass 3D structures by additive techniques

Doba trvania:

1. 1. 2024 - 31. 12. 2027

Evidenčné číslo:

VEGA 2/0077/24

Program:

VEGA

Zodpovedný riešiteľ:

Ing. Michálková Monika PhD.

Anotácia:

Hlavným cieľom projektu je vyvinúť novú generáciu luminiscenčných optoelektronických materiálov typu fosfor v skle (PiG) s vysokou účinnosťou, nízko-nákladovou výrobou (3D tlačou) a prispôsobenými luminiscenčnými vlastnosťami. Aditívna výroba umožní kombináciu vzájomne sa podporujúcich luminoforov v rôznych vrstvách v rámci jednej sklenenej matrice a zlepší tak optické vlastnosti konečného materiálu. Okrem toho sa luminofor používaný na aditívnu výrobu bude pripravovať v sférickom tvare - mikroguľôčkach, ktoré môžu byť plné alebo duté, aby sa ešte viac zvýšila účinnosť luminoforu.

DCG-XAS - Vývoj pokročilých metód určených na presnú predpoveď a analýzu röntgenových spektier molekúl s otvorenou obálkou

Development of advanced methods for accurate prediction and analysis of X-ray spectra of open-shell species

Doba trvania:

1. 7. 2023 - 30. 6. 2027

Evidenčné číslo:

APVV-22-0488

Program:

APVV

Zodpovedný riešiteľ:

Anotácia:

Hlavným cieľom je vyvinúť, implementovať a aplikovať nové metódy na presnú predikciu a interpretáciu elektrónových absorpčných spektier a nelineárnych optických procesov. Projekt sa zameriava na systémy s otvorenou obálkou, ktoré obsahujú prvky naprieč periodickou tabuľkou a na röntgenovú spektrálnu oblasť. Za týmto účelom je nevyhnutné použiť presný popis relativistických efektov. Novo vyvinuté prístupy budú implementované do nášho programu ReSpect, založeného na teórii funkcionálu hustoty, a budú aplikované na zaujímavé chemické problémy s pomocou našej širokej siete medzinárodných spolupracovníkov. Navyše, pre úspešnú aplikáciu našich metód je kľúčová implementácia nových inovatívnych nástrojov určených na interpretáciu, vizualizáciu a analýzu vypočítaných výsledkov.

TESLOW - Základ k ekologicky udržateľným sodíkovo-iónovým batériám pre nízko nákladovú technológiu

Towards Eco-sustainable Sodium-ion batteries for a LOW-cost technology

Doba trvania:

1. 7. 2024 - 30. 6. 2028

Evidenčné číslo:

APVV-23-0474

Program:

APVV

Zodpovedný riešiteľ: