Projektová činnosť

Národné

Photomat – Fotofunkčné hybridné materiály organických luminofórov a nanočastíc vrstevnatých silikátov
Photofunctional hybrid materials of organic luminophores and nanoparticles of layered silicates
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.
Doba trvania: 1.7.2023 – 30.6.2026
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
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.
Doba trvania: 1.7.2022 – 30.6.2026
Potenciál vrstevnatých aluminosilikátov ako excelentných nosičov polykatiónov: dizajnovanie nových kompozitných nanomateriálov
Potential of layered aluminosilicates as excellent guests to accommodate polymeric cations: design of new composite materials
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Pálková Helena, PhD.
Anotácia: Projekt je zameraný na prípravu kompozitných materiálov na báze vrstevnatých aluminosilikátov ako vhodnýchnosičov pre rôzne typy organických polymérnych katiónov s vlastnosťami zaujímavými pre rôzne aplikácie.Variabilita chemického zloženia vybraných vrstevnatých materiálov v spojení s rôznorodosťou molekulovýchštruktúr a vlastností polymérnych katiónov a kopolymérov otvára široké možnosti prípravy dobre definovanýchsystémov. Vhodne zvolený výber anorganických nosičov a polymérnych katiónov je základným krokom kdosiahnutiu ich vzájomnej kompatibility vedúcej nielen k udržaniu si, ale predovšetkým k zlepšeniu kľúčovýchvlastností pripravených kompozitov. Preto sa bude sledovať aj vplyv podmienok syntézy (napr. pH) a pridanieiného komponentu (fluorescenčné farbivá, kovové nanočastice) do študovaného systému. Vyhodnotí safotoaktivita, účinosť adsorbentov a katalyzátorv a na základe testu cytotoxicity aj biocompatibilita.
Doba trvania: 1.1.2021 – 31.12.2024
BioPolSil – Bionanokompozitné materiály na báze vrstevnatých silikátov
Bionanocomposites based on organic polycations and layered silicates
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Madejová Jana, DrSc.
Anotácia: Projekt základného výskumu sa zaoberá prípravou a komplexnou charakterizáciou štruktúrne jedinečných typovhybridných materiálov pozostávajúcich z ílových minerálov zo skupiny smektitov a novo-syntetizovanýchpolykatiónov na báze poly(etylén imínov). Polymerizácia oxazolínov otvára široké možnosti prípravy dobredefinovaných polykatiónov s presne navrhnutou molekulovou štruktúrou a vlastnosťami, ktoré sú potrebné premodifikáciu ílových minerálov interkaláciou. Cieľom je pripraviť nanokompozity so zaujímavými biokompatibilnými abiodegradovateľnými vlastnosťami. Na splnenie tohoto cieľu je potrebné detailne študovať vplyv rôznych faktorovna vlastnosti polykatiónov na báze poly(etylén imínov) a na ich správanie sa počas interkalácie do medzivrstievsmektitov nielen pomocou rôznych experimentálnych techník (napr. XRD, XPS, MAS NMR a IR spektroskopia), aleaj pomocou výpočtov využívajúcich DFT metódu v tuhej fáze. Biokompatibilita pripravených polykatiónov a ichinterkalátov so smektitmi sa určí na základe testov životaschopnosti a morfológie buniek po priamom kontakte svybranými látkami. Pripravené polykatión-smektity sa budú následne študovať z hľdiska ich možného využitia akoplnivá do vybraných biodegradovateľných polymérov, nosiče liekov a ako nové kompozitné materiály s optickýmivlastnosťami.Navrhnutý projekt predstavuje originálnu platformu, ktorá umožní pochopiťvlastnosti kompozitov na báze novýchsyntetických polykatiónov a smektitov. Takáto koncepcia projektu môže významne prispieť k súčasným poznatkomv oblasti nanomateriálov a má potenciál získať principiálne nové výsledky.
Doba trvania: 1.7.2020 – 30.6.2024