Nové materiály pro získávání a ukládání energie, nanoroboty, které budou v lidském těle odhalovat či likvidovat zárodky nemocí, nebo látky, jež urychlí a zefektivní řadu chemických reakcí v průmyslové výrobě, vyvinou s využitím revoluční metody atomárního inženýrství vědci zapojení do projektu Technologie za hranicí nanosvěta (TECHSCALE). Univerzita Palackého (UP) s ním uspěla v prestižní výzvěŠpičkový výzkum operačního programu Jan Amos Komenský, partnery jsou Univerzita Karlova a CEITEC-VUT. Pětiletý výzkum získal podporu téměř půl miliardy korun.
„Naším cílem je vyvinout nanomateriály a technologie, které přispějí k řešení dvou současných společenských výzev, tedy získávání a ukládání obnovitelné energie a zlepšení kvality života. Vedle odborníků na materiálový výzkum jsou v projektu zapojeni i zástupci společenských věd, kteří posoudí přijetí nových technologií ve společnosti. Současně navrhnou i strategie pro boj s tzv. fake news, které by vnímání nových technologií mohly negativně ovlivnit,“ objasnil hlavní řešitel projektu Michal Otyepka z Českého institutu výzkumu a pokročilých technologií– CATRIN UP, jenž má ve svém týmu i zástupce pěti fakult UP.
Výzkumníci se rozhodli využít obrovského potenciálu metody atomárního inženýrství, které umožňuje řídit vlastnosti látek až na úrovni atomů. Vědci jsou schopni vnést jednotlivé atomy kovů do struktury různých materiálů, čímž dokáží výrazně zlepšit jejich vlastnosti nebo dokonce objevit zcela nové možnosti uplatnění. „Ukazuje se, že nanotechnologie začínají být překonávány a ustupují právě atomárnímu inženýrství. Například katalyzátory připravené touto cestou přinášejí až o řády vyšší výtěžnost reakcí a současně nahrazují potřebu drahých či nedostupných surovin, jako je například zlato či platina. V energetice zase umíme mnohonásobně zvýšit účinnost získávání zeleného vodíku pomocí solárního rozkladu vody nebo amoniaku.
Také již víme, že materiály vyvinuté na bázi atomárního inženýrství dokáží zabíjet bakterie mnohem účinněji než mnohá antibiotika, přičemž bakterie si na tyto materiály neumí vyvíjet rezistenci. Ekonomické, ekologické i zdravotní přínosy jsou tudíž obrovské,“ uvedl průkopník této metody Radek Zbořil z CATRIN, jehož tým se zaměří zejména na její využití v energetice.
Nové typy katalyzátorů i nanoroboti pro využití v medicíně
Podle dalšího z klíčových členů týmů Jiřího Čejky z Přírodovědecké fakulty UK je katalýza zásadní pro udržitelnost například při zpracování ropy, zemního plynu nebo biomasy, výrobě paliv, polymerů, léčiv nebo při ochraně životního prostředí. „V rámci projektu TECHSCALE je naším hlavním cílem příprava nových typů katalyzátorů na bázi jednotlivých atomů kovů, které umístíme na různých nosičích, jako je třeba grafen nebo zeolity.
Tyto katalyzátory budeme zkoumat v různých průmyslově důležitých reakcích, abychom dosáhli zvýšení efektivity procesu, hlubšího pochopení funkce katalyzátoru a porozumění mechanismu reakce,“ řekl Čejka.
Univerzita KarlovaUniverzita Karlova
• založena v roce 1348
• 17 fakult (14 v Praze, 2 v Hradci Králové a 1 v Plzni)
• 8 800 zaměstnankyň a zaměstnanců
• 51 000 studentek a studentů
• 8 000 absolventek a absolventů ročně
• 16 000 účastnic a účastníků kurzů celoživotního vzdělávání ročně
• 86. místo v žebříčku QS World University Rankings: Europe 2024