Charakteristika činnosti tímu a zloženie

Tím pre špičkový výskum anorganických materiálov (TRIANGEL), od svojej identifikácie v roku 2016, naďalej aktívne pôsobí na Prírodovedeckej fakulte UPJŠ v Košiciach v oblasti výskumu anorganických pórovitých materiálov a magnetických nanočastíc.

Tím začínal v roku 2016 v zložení Vladimír Zeleňák, Rastislav Varga, Adriana Zeleňáková, Zuzana Vargová, Dáša Halamová, Miroslav Almáši, Pavol Hrubovčák. Za 10 rokov jeho činnosti sa tím oproti pôvodnému zloženiu z roku 2016 rozšíril o vlastných odchovancov a niektoré zmeny vyplynuli aj zo zmeny zamestnaneckých pomerov. V súčasnosti z pôvodných siedmich členov tímu v ňom pôsobia štyria zakladajúci členovia a tím dopĺňajú mladí kolegovia do 35 rokov, ktorí vzišli z vedeckej výchovy tímu. Aktuálne tím pôsobí v zložení Vladimír Zeleňák, Adriana Zeleňáková, Miroslav Almáši, Pavol Hrubovčák, Nikolas Király, Eva Beňová, Ľuboš Zauška, Ľuboš Nagy, Michael Barutiak.

Kvalitu vedeckej výchovy v tíme TRIANGEL potvrdzuje aj úspešné získanie viacerých projektov mladými členmi tímu financovaných z Plánu obnovy a odolnosti SR. Projekty typu R2 získali Eva Beňová (MELODY), Ľuboš Nagy (NANOTERM) a Pavol Hrubovčák (NANOMEMES), pričom ich výskumné aktivity nadväzujú na hlavné smerovanie tímu v oblasti pokročilých anorganických, pórovitých, hybridných a magnetických materiálov pre biomedicínske, environmentálne a technologické aplikácie. Nikolas Király získal projekt ESGV, rovnako financovaný z Plánu obnovy a odolnosti SR, čím sa ďalej posilnilo výskumné portfólio tímu v oblasti funkčných materiálov s potenciálom využitia v energetike, environmentálnych technológiách a materiálovej chémii. Uvedené projekty predstavujú významný impulz pre rozvoj samostatných výskumných línií mladých vedeckých pracovníkov a zároveň dokumentujú schopnosť tímu vytvárať podmienky pre ich odborný rast a medzinárodne konkurencieschopný výskum.

Fundamentom výskumného smerovania tímu je aj naďalej štúdium nanopórovitých materiálov a magnetických nanočastíc, ako aj ich vzájomné prepojenie. Tieto dve bazálne zamerania sú rozvíjané v kontexte interdisciplinarity, s výrazným presahom do materiálovej chémie, environmentálnych technológií, energetiky a biomedicínskeho výskumu. Študované sú najmä metalo-organické siete, mezopórovité siliky, hierarchicky pórovité uhlíkaté monolity, grafitický nitrid uhlíka, ako aj ich vzájomné kompozity a hybridné systémy, vrátane materiálov obsahujúcich magnetické nanočastice. Hlavné oblasti, v ktorých sa tím profiloval v poslednom období:

• Metalo-organické siete (MOF) – túto problematiku tím zaviedol v rámci Slovenska a úspešne ďalej rozvíja. Udelenie Nobelovej ceny za chémiu v roku 2025 za problematiku MOF svedčí o tom, že tím zachytil a reagoval na výskumné trendy vo svete. Tím má vlastnú unikátnu množinu MOF s označením UPJS. Tieto zlúčeniny sú skúmané v oblasti sorpcie a separácie plynov a katalýzy.
• Syntéza nových azo ligandov pre MOF predstavuje perspektívny, no zatiaľ málo preskúmaný smer výskumu tochto výskumného tímu. Azo skupina (–N=N–) umožňuje ovplyvňovať elektronové vlastnosti a interakcie v štruktúre, čím zlepšuje adsorpčné vlastnosti materiálov. Tieto ligandy prispievajú k vyššej selektivite a kapacite pri zachytávaní plynov, najmä CO₂. Zároveň rozširujú možnosti návrhu funkčných MOF materiálov s potenciálom pre pokročilé aplikácie. Výskum AZO-MOF je na začiatku, no má významný potenciál pre environmentálne technológie.
• Pórovité materiály a magnetické kompozity pre biomedicínske aplikácie – tím reagoval na pandémiu COVID-19 a vyvinul vlastné kompozitné materiály na báze magnetických nanočastíc potiahnutých oxidom kremičitým s využitím v molekulárnej diagnostike vírusových infekcií. Výsledkom tejto práce je aj patent/úžitkový vzor.
• Významnou výskumnou líniou tímu je vývoj pokročilých pórovitých materiálov ako nosičov liečiv pre cielené a riadené dodávanie biologicky aktívnych látok. Tím sa zameriava na návrh inteligentných systémov s kontrolovaným uvoľňovaním liečiv, ktoré môžu reagovať na fyziologické alebo externé stimuly, ako sú pH, teplota, svetlo či špecifické chemické prostredie. Výskum zahŕňa optimalizáciu povrchovej funkcionalizácie nosičov, štúdium adsorpčno-desorpčných mechanizmov, interakcií liečivo–nosič, kinetiky uvoľňovania a stability pripravených systémov, ako aj ich biologické testovanie v in vitro a in vivo podmienkach. Aktuálne sa tím venuje najmä aplikáciám v oblasti dodávania antitrombotických a fibrinolytických liečiv, CNS-aktívnych látok a protinádorových liečiv, ako aj využitiu pórovitých materiálov vo fotodynamickej terapii. Osobitné zameranie predstavuje vývoj nosičov pre liečivá ovplyvňujúce proces zrážania krvi a rozpúšťania krvných zrazenín, čo otvára perspektívu využitia týchto materiálov pri cielenej terapii trombotických ochorení.
• Tím sa aktívne zapája aj do oblasti výskumu súvisiaceho s uskladňovaním energie a jeho aktivity súvisia s uskladňovaním vodíka v pórovitých nosičoch alebo využitím pórovitých nosičov pre zlepšenie funkčnosti Li-S a Li-Si batérií. Tieto aktivity sú realizované v úzkej spolupráci s domácimi a medzinárodnými partnermi a reflektujú aktuálne smerovanie výskumu v oblasti udržateľnej energetiky.
• Ďalšou oblasťou výskumu je aj vývoj senzorických systémov pre environmentálne a klinické aplikácie. Tím sa zameriava na návrh elektrochemických senzorov modifikovaných MOF materiálmi na detekciu environmentálne a biologicky významných látok, pričom tieto systémy vykazujú vysokú citlivosť a selektivitu. Tento prístup predstavuje perspektívny nástroj pre monitorovanie kontaminantov v životnom prostredí aj v biologických vzorkách.
• Vývoj pokročilých kompozitných a pórovitých materiálov pre environmentálne aplikácie je zameraný na odstraňovanie polutantov z vodného prostredia, vrátane iónov ťažkých kovov a organických kontaminantov, pričom významnú časť výskumu tvorí aj štúdium fotokatalytických procesov vedúcich k rozkladu škodlivých látok.
• Súčasťou aktivít je aj návrh adsorpčných materiálov pre ochranné prostriedky, najmä pre zachytávanie toxických plynov a pár v aplikáciách typu plynových masiek, pričom výsledkom tejto činnosti je podaný európsky patent zameraný na nové typy sorpčných materiálov.
• Významná pozornosť je venovaná návrhu a štúdiu pórovitých materiálov schopných kontrolovaného uvoľňovania živín pre poľnohospodárske aplikácie, čím sa zvyšuje účinnosť hnojív a zároveň znižuje environmentálna záťaž.
• Medzi nové výskumné oblasti tímu patrí vývoj katalytických systémov pre udržateľnú produkciu palív, najmä biodieselu. Tento prístup predstavuje perspektívny smer v oblasti využitia obnoviteľných zdrojov a prispieva k rozvoju udržateľných energetických technológií.
• Osobitný dôraz sa kladie na využitie recyklovaných a odpadových zdrojov pri príprave funkčných pórovitých materiálov, čím sa podporuje rozvoj princípov cirkulárnej ekonomiky a udržateľnej chémie.

Tím je aktívny vo vedeckej výchove. Od roku 2016 členovia tímu vychovali 12 doktorandov, viacerí z nich sa uplatnili na akademickej pôde a pôsobia v tíme. V súčasnosti sa v rámci tímu školí 6 doktorandov.

Počas pôsobenia tímu došlo ku kvalifikačným postupom (V. Zeleňák, 2019 – prof. DrSc., A. Zeleňáková, 2025 – prof. DrSc., M. Almáši, 2021 – Doc.). Mladí kolegovia, členovia tímu, ktorí boli predtým študentmi, obhájili svoje PhD. Doktorandské štúdiá sa realizovali a realizujú aj vo forme dvojitých diplomov s pracoviskami vo Francúzsku, Taliansku a Českej republike.

Členovia tímu získali aj viaceré externé ocenenia. Vladimír Zeleňák získal ocenenie Vedec roka SR 2018, bol finalistom súťaže ESET Science Award v kategórii Výnimočný vysokoškolský pedagóg, získal Cenu predsedu Košického samosprávneho kraja za vedu v roku 2019. Miroslav Almáši získal ocenenie v kategórii Výnimočná osobnosť vedy do 35 rokov v rámci ESET Science Award 2022 a Adriána Zeleňáková bola finalistkou súťaže ESET Science Award v kategórii Výnimočný vysokoškolský pedagóg v roku 2025. Mladý člen tímu Ľuboš Zauška získal v roku 2021 3. miesto, Ceny Crytur, Česká republika – súťaž o najlepšiu diplomovú prácu v materiálových vedách a v roku 2023 bol laureátom ocenenia v kategórii Outstanding Researcher Award in Inorganic Chemistry, ASTRA 2023, Trichy, Tamil Nadu, India

Zahraničná spolupráca tímu: Francúzsko (Univerzita Aix-Marseille), Taliansko (Univerzita Janov), Srbsko (Univerzita Belehrad), Česká republika (UK Praha, Univerzita Ostrava, VUT Brno, UACH AVČR, Řež), Španielsko (Univerzita v Alikante), Poľsko (Univerzita Krakov, Univerzita Lublin, Szczecin), India (Haryana), Mexiko (Univerzita Tamaulipas), Belgicko (Univerzita v Antwerpách).

Patenty:

1. Zeleňáková, V. Zeleňák, E. Beňová, J. Košuth: Povrchovo funkcionalizované magnetické nanočastice Fe₃O₄ obalené SiO₂, SR PUV 50037-2023, 2023.
2. Indian patent – Se/g-C₃N₄/PPy Nanocomposites for Superlative Super-capacitive Performance – A. Sharma, V. S. Rao, M. Almáši, V. Panwar, S. P. Nehra, 2024, No. 202411096892
3. Carbonized and/or activated metal-organic framework composite electrodes for lithium-sulphur batteries and manufacturing method thereof – D. Capková, M. Almáši, T. Kazda, A. Straková Fedorková, 2024, No. WO 2024263104 A1