a.) Usporiadaná nanopórovitá silika – V. Zeleňák, D. Halamová, A. Zeleňáková, M. Almáši
Problematika usporiadanej nanopórovitej siliky (PNS) sa objavila na scéne v roku 1992, odvtedy púta veľkú pozornosť v rámci svetového výskumu. Na Slovensku ju adaptovali a rozvíjajú členovia tímu. Usporiadaná nanopórovitá silika sa na rozdiel od iných foriem SiO2 vyznačuje rovnomerne usporiadanými, unimodálnymi pórmi, ktorých veľkosť je možné ladiť od cca 4nm až po 30 nm. Táto forma siliky sa pripravuje sol-gel metódou s využitím samousporadúvania povrchovo aktívnych látok, ktoré tvoria štruktúrny motív pri syntéze. Existujú rôzne typy usporiadanej nanopórovitej siliky. Členovia tímu sa v rámci svojich prác zaoberali silikou hexagonálnej symetrie (MCM-41, SBA-15) a kubickej symetrie (SBA-12, SBA-16, MCM-48). Výhodou siliky je, že jej povrch je možné cielene chemicky modifikovať pre rôzny účel použitia. Členovia tímu sa v svojich prácach zaoberali návrhom syntéz usporiadaných nanopórovitých materiálov na báze siliky, ako aj jej použitím. Členovia tímu skúmali použitie PNS v nasledujúcich oblastiach:
Silika a štruktúra |
Silika a sorpcia CO2 |
Silika a drug delivery |
Reprezentatívne publikácie k PNS:
b.) Metalo-organické siete (metal-organic frameworks) – V. Zeleňák, M. Almáši
Problematika pórovitých metalo-organických sietí (MOF) je jednou z najrýchlejšie sa rozvíjajúcich oblastí chémie v priebehu uplynulého desaťročia. Na Slovensku túto problematiku zaviedli a rozvíjajú členovia špičkového tímu. Pórovité MOFs sú vysoko kryštalické, anorganicko-organické zlúčeniny s trojrozmernou štruktúrou. Vznikajú spájaním klastrov kovov, označovaných ako sekundárne stavebné jednotky (SBU), s multidentátnymi organickými ligandmi (napr. karboxylátmi) prostredníctvom koordinačných väzieb. Hybnou silou pri rýchlom rozvoji tejto oblasti chémie sú vynikajúce charakteristiky a vlastnosti pórovitých MOF, jeden gram takejto látky môže mať veľkosť povrchu niekoľko tisíc m2/g. MOF majú široké potenciálne využitie napr. v katalýze, magnetických aplikáciách, pri príprave luminiscentných materiálov, ale najmä v oblasti uskladňovania a separácie plynov. S využitím konceptu „retikulárnej syntézy“ je možné veľkosti pórov v MOF ľahko meniť od angströmov po nanometre.
Členovia tímu skúmajú použitie MOF v nasledujúcich oblastiach:
MOF a sorpcia plynov |
MOF a katalýza |
MOF a drug delivery |
Reprezentatívne publikácie k MOF:
Oblasť magnetických drôtov sa sústreďuje na výskum a vývoj moderných multifunkčných materiálov s význačnými vlastnosťami. Sklom potiahnuté magnetické mikrodrôty sa vyznačujú extrémne rýchlym magnetizačným procesom, v dôsledku ktorého je možné ho snímať aj z veľkých vzdialeností jednoducho a bezkontaktne. Magnetizačný proces je navyše citlivý na magnetické pole, teplotu, mechanické pnutie a pod. Tieto vlastnosti umožňujú následne aplikovať sklom potiahnuté mikrodrôty pri vývoji miniatúrnych multifunkčných senzorov a aktuátorov polohy, teploty a mechanického napätia.
SEM snímok sklom potiahnutého magnetického mikrodrôtu |
Aplikácia mikrodrôtov ako senzorov na meranie teploty v biomedicíne |
Monokryštalické mikrodrôty s javom tvarovej pamäte sa vyznačujú veľkým predĺžením spojeným s veľkou zmenou permeability |
Reprezentatívne publikácie k magnetickým mikrodrôtom:
V oblasti výskumu magnetických nanočastíc tím používa na prípravu nanočastíc dva prístupy. Prvý prístup je založený na mikroemulznej reverznej micelovej metóde, pomocou ktorej sú pripravované magnetické nanočastice s core-shell štruktúrou (viď obr. nižšie). Druhý prístup má názov aj „nanocasting“, kde sa usporiadané nanopórovité matrice popísané v oblasti č. 1, využívajú ako formy pri príprave nanočastíc (viď obr. nižšie). V závislosti na rozmernosti pórovitej matrice je možno ladiť magnetické interakcie medzi časticami. Pripravené magnetické systémy sa skúmajú:
![]() |
![]() |
Metóda nanocastingu | Core-shell Fe@Au nanočastice pripravené mikroemulznou metóodou |
Reprezentatívne publikácie k magnetickým nanočasticiam: