SASPRO 2 je spoločný projekt Slovenskej akadémie vied, Slovenskej technickej univerzity v Bratislave a Univerzity Komenského v Bratislave realizovaný v rámci programu EÚ pre výskum a inovácie Horizont 2020 Marie Skłodowska-Curie COFUND. V každom čísle predstavíme dvoch účastníkov alebo účastníčky tohto projektu.
MARIÁN MATEJDES absolvoval odbor fyzikálna chémia na Univerzite Komenského v Bratislave. Po ukončení doktorandského štúdia pod vedením prof. Mariána Janeka pôsobil na Ústave anorganickej chémie SAV. V roku 2015 získal postdoktorandské štipendium JSPS, čo mu umožnilo pokračovať vo výskume v oblasti nanokompozitných materiálov na Univerzite v Yamaguchi pod vedením prof. Juna Kawamatu. V roku 2017 pokračoval vo výskume na funkcionalizovaných 2D materiáloch v laboratóriu prof. Josefa Breua na Univerzite v Bayreuthe. V súčasnosti opäť pôsobí na Ústave anorganickej chémie SAV, kde sa naďalej venuje výskumu v oblasti umelých fotosyntetických 2D materiálov.
Zhrnutie projektu:
Cieľom projektu je simulovať fotosyntetické systémy prítomné v zelených častiach rastlín. V procese fotosyntézy sa svetelná energia premieňa na chemickú energiu, ktorá sa potom ukladá vo forme organických látok. Tieto látky môže rastlina neskôr využiť na zabezpečenie si dostatku energie na chod ostatných bunkových procesov. Analogicky, vývoj materiálu je navrhnutý tak, aby dokázal využiť svetelnú energiu na syntézu reaktívnych foriem kyslíka využiteľných na degradáciu polutantov a baktérií alebo na syntézu molekulárneho vodíka. Materiál pozostáva z dvoch základných podsystémov. Prvým je anténa, ktorej úlohou je zachytiť svetelnú energiu, a druhým je reakčné centrum, kde sa na rozhraní s okolitým prostredím odohráva syntéza nových látok. Súhra medzi týmito podsystémami spočíva v prenose energie zachytenej anténou do reakčného centra, kde sa vplyvom prenesenej energie vytvoria tzv. elektrón-dierové páry zúčastňujúce sa na syntéze.
Čo vás motivovalo uchádzať sa o grant na Slovensku?
Jednou z motivácií bolo, samozrejme, rodinné zázemie. Zároveň však program SASPRO 2 vytvára jedinečné prostredie umožňujúce preniesť vlastné nápady a zručnosti do výskumných aktivít, ktoré sú v plnej koordinácii daného riešiteľa. Obrovským prínosom participácie na programe SASPRO 2 je nielen samotná sebarealizácia, ale aj možnosť získania nových zručností, spoluprác a v prípade úspešnej implementácie cieľov projektu aj posilnenie pozície slovenskej vedy na medzinárodnej úrovni.
Ako ste pokročili vo svojom výskume?
Projekt sa momentálne nachádza v stave, keď je optimalizácia parametrov ovplyvňujúcich požadované vlastnosti antén v záverečnom štádiu. Zároveň sa testujú postupy zjednotenia obidvoch podsystémov do jedného funkčného celku. Pod procesom zjednotenia si treba predstaviť depozíciu okrajov antény s výškou asi 4 nm reakčnými centrami v podobe polovodičových kvantových bodov, akými sú napríklad InP, ZnS alebo CdTe. V blízkom čase sú taktiež plánované merania pomocou 2D elektrónovej spektroskopie schopnej určiť efektivitu prenosu energie z antény do reakčných centier situovaných na okraji antény.
Trvanie projektu: 9/2022 – 8/2025
Viac informácií o výskume Mariána Matejdesa nájdete vo videovizitke.
ANNAMÁRIA NAUGHTON DUSZOVÁ pracuje v Ústave materiálového výskumu SAV v Košiciach. Má skúsenosti s medzinárodným výskumom keramických materiálov, kompozitov a nanokompozitov s keramickou matricou pre aplikácie v extrémnych podmienkach. V roku 2016 sa stala vedúcou medzinárodného projektu Reintegration FNP. V súčasnosti, ako vedúca projektu SASPRO 2, pracuje na vývoji vysoko entropickej keramiky pomocou spekania a na podrobnej mikroštruktúrnej analýze keramiky. Získala viaceré vedecké ocenenia, granty a štipendiá. Má skúsenosti s riadením projektov (PRINCE2 Cert), čo dokazujú dva patenty. Je autorkou/spoluautorkou 40 recenzovaných publikácií a knižných kapitol z oblasti pokročilej keramiky s 1 115 citáciami v SCOPUSe a h-indexom 16.
Zhrnutie projektu:
Hlavným cieľom môjho výskumu je vývoj, príprava a charakterizácia novej dvojfázovej vysoko entropickej ultravysokoteplotnej keramiky (DPHE-UHTC) s veľmi vysokými bodmi tavenia (nad 3 000 °C), vysokou tvrdosťou, oteruvzdornosťou, oxidačnou odolnosťou, tepelnou vodivosťou, ktorá ani pri vysokých teplotách nestráca svoje vlastnosti. Tieto progresívne keramické materiály sú vďaka svojim vlastnostiam vhodné na najnáročnejšie aplikácie z hľadiska teploty a mechanického namáhania v agresívnom prostredí, ktoré možno použiť ako tepelnoochrannú vrstvu pre hypersonické vozidlá, ventily spaľovacích motorov, rezné nástroje či guľôčkové ložiská. Ultravysokoteplotná keramika sa okrem leteckého/vesmírneho a automobilového priemyslu využíva aj v oblasti jadrového priemyslu, ako aj v ozbrojených zložkách na výrobu nepriestrelných viest. Taktiež tieto keramické materiály napomáhajú zvyšovať rýchlosť kozmických letov, aby let na Mars netrval tak dlho.
Čo vás motivovalo uchádzať sa o grant na Slovensku?
Po ukončení môjho projektu v poľskom Krakove som sa dozvedela o možnosti uchádzať sa o grant na Slovensku. Kedže som už mala skúsenosti s vedením projektu a prípravou/spekaním podobnej vysokoteplotnej keramiky, rozhodla som sa vrátiť do ÚMV SAV, kde som získala svoj doktorát. Vedela som, že ÚMV SAV a s ním aj vedecké centrum Promatech poskytuje všetky najnovšie technológie, možnosti a prístup k vhodnejším laboratórnym podmienkam na dosiahnutie mojich vedeckých cieľov v projekte.
Ako ste pokročili vo svojom výskume?
Doposiaľ som v rámci môjho projektu nadobudla vedomosti a schopnosti o mikroštruktúrnom výskume pokročilej keramiky na mikro, nano a atómovej úrovni, ako aj mikropilierovom a mikrokonzolovom testovaní jednotlivých zŕn a hraníc zŕn pokročilej ultravysokej keramiky (UHTC). Moje zručnosti sa taktiež obohatili o tribologickú charakterizáciu nových UHTC a vývoj nových materiálov. Taktiež som sa zdokonalila v publikačnej činnosti v karentových článkoch. Získala som nové zručnosti zahŕňajúce výučbu a vedenie študentov, prístup k vhodnejším laboratórnym podmienkam a spoluprácu s firmou SPINEA v Prešove v rámci aplikačného sektora.
Trvanie projektu: 10/2021 – 9/2024
Spolupracovali: Eva Krištofová, Stanislava Longauerová
Foto: Martin Bystriansky, archív Annamárie Naughton Duszovej