Nanotechnologie english version
  Hlavní menu
  Odborná spolupráce




  Dopisovatelé
  Doporučujeme





 

PROGRAM „STANDARDNÍ GRANTY – GA“ – GAČR
Vydáno dne 20. 08. 2009 (8270 přečtení)



Řešené projekty z oblasti nanotechnologií

GA101/06/0490 „Snímání a analýza textury povrchu pokrokových materiálů pro řízené vysoce přesné technologické metody“, 1/2006-12/2008, řešitel Doc. Ing. Leoš Bumbálek, PhD., Vysoké učení technické v Brně, FSI, celkové náklady 1,670 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 1,670 mil. Kč.
(Rok 2008 – 0,560/0,560, 6e)

Cíl řešení: Snímání a analýza textury povrchů součástí, které jsou vyráběny vysoce přesnými technologickými operacemi, kdy jejich rozměry spadají do oblasti mikrometrů a nanometrů. Analyzované povrchy zahrnují jejich geometrické a fyzikální vlastnosti, které jsou výsledkem různých výrobních systémů, využívajících stávající metody dokončování v oblasti mikro-výroby. Řešení projektu vychází z analýzy vzniku funkčního povrchu, která ukazuje, že vlastnosti povrchu mají rozhodující význam při zvyšování jakosti pro řízené vysoce přesné technologické metody. Významným prvkem projektu je orientace na povrchy "šité na míru", a to s ohledem na různé funkční aplikace. Projekt přispěje též k lepšímu pochopení mechanizmu vzniku nového povrchu společně s jeho fyzikálními a chemickými vlastnostmi. Cílem řešení je zpracování metodiky pro snímání a hodnocení textury povrchů metodami 2D a 3D a vypracování souboru frekvenčních parametrů textury povrchu.

GA101/07/0789 „Nanodiagnostika defektů ve 3D molekulární dynamice“, 1/2007-12/2009, hlavní řešitel Doc. Ing. Petr Hora, CSc., Ústav termomechaniky AV ČR, v.v.i., Praha, celkové náklady 1,515 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 1,515 mil. Kč.

Cíl řešení:
Projekt bude využívat atomárních simulací metodou molekulární dynamiky (MD) k získání informací o možnosti detekce pre-existujících kavit a precipitátů nanoskopických rozměrů s pomocí porovnání rozptylu vln napětí v perfektních krystalech a v krystalech s uvedenými defekty. Tyto informace mohou být užitečné pro akustickou nedestruktivní detekci defektů v nano-strukturovaných materiálech. Dále se plánují MD-studie vlivu Cu-nanočástic na stabilitu trhlin a nanokavit v 3D krystalech alfa-železa. Tyto výsledky mohou být užitečné pro hlubší pochopení tzv. měděného křehnutí konstrukčních feritických ocelí, včetně starších reaktorových ocelí.

GA101/08/0299 „Výzkum inteligentních kompozitových prvků výrobních strojů z ultravysokomodulových vláken a nanočásticemi modifikované matrice“, 1/2008-12/2011, řešitelka Doc. Ing. Václava Lašová, PhD. Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, celkové náklady 7,262 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 7,262 mil. Kč.
(Rok 2008 – 1,836/1,836, 1b)

Spoluřešitelé:
- Compo Tech PLUS, spol. s r.o., Ing. Ondrej Uher, PhD.
- České vysoké učení technické v Praze, Fakulta strojní, prof. Ing. Milan Růžička, CSc.

Cíl řešení: Současný stav, směřující k progresivnímu využití kompozitních materiálů ve stavbě strojů, není zcela efektivní z důvodů nedostatečného výzkumu v oblasti použití ultravysokomodulových uhlíkových vláken v kombinaci s nanočásticemi v matrici. Dosavadní výsledky vlastního výzkumu v souvislosti s technologickými možnostmi zpracování ukazují potřebu výzkumu nových konstrukcí zcela nekonvenčních tvarů a typů s integrovanými prvky (smart structures). Hlavním cílem grantu je návrh nových konstrukčních prvků výrobních strojů s ultravysokou tuhostí a velmi progresivními dynamickými vlastnostmi. Za použití moderních numerických metod budou vyvinuty výpočtové modely a nové návrhové, optimalizační postupy a kritéria mezních stavů pro kompozitové prvky nekonvenčních konstrukčních provedení využívající předností těchto typů materiálů. Materiálové a strukturální charakteristiky budou určovány experimentálně na modelových vzorcích nových typů uzlů.

GA101/08/1110 „Vývoj nové technologie využívající vysoký stupeň deformace pro výrobu ultra-jemnozrnných materiálů“, řešitel Prof. Ing. Stanislav Rusz, CSc., VŠB-Technická univerzita v Ostravě, Fakulta strojní, celkové náklady 3,520 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 3,520 mil. Kč.
(Rok 2008 – 1,139/1,139, 7d)

Cíl řešení: Vývoj nových materiálu s ultra-jemnou strukturou a nanostrukturních materiálů patří v současnosti k předním oblastem výzkumu materiálů a tvářecích technologií na celém světě. Daná problematika je jedním z nosných témat 7. rámcového programu EU. Podstata procesu spočívá v docílení velikosti zrna u zkoušeného materiálu pod 1 um. Sub-mikrokrystalické materiály s průměrnou velikostí zrna od 50 do 200 nm se vyznačují velmi vysokou tvařitelností při zachování velmi dobrých pevnostních vlastností. Významná část prací současných vědeckých středisek se věnuje problematice zpevňování v průběhu procesu plastické deformace. Praktický aspekt daného procesu je vázán na možnost zvýšení zatížení přenášených konstrukčními prvky vyráběnými z nanostrukturních materiálů a zároveň se zvýšením bezpečnosti při jejich zatěžování většími silami od sil uvažovaných při jejich konstrukčním návrhu. Hlavní náplní prací daného projektu bude ověření nové technologie výroby nanostrukturních materiálů, tzv. EHAD – Extrusion with High Amount of Deformation. Předpokládá se řešení následujících oblastí:
1. Doplnění stávajícího pracoviště vývoje technologií pro výrobu ultra-jemnozrnných materiálů o ohřívací zařízení matric, pec s plynulou regulací teploty, digitální laboratorní mikroskop.
2. Návrh nové technologie dosažení vysokého stupně deformace změnou deformační cesty EHAD - Extrusion with High Amount of Deformation (protlačování s vysokým stupněm deformace).
3. Konstrukční návrh a výroba tvářecích nástrojů pro technologii EHAD.
4. Ověření dané technologie u vybraných slitin neželezných kovů na bázi Al, Cu, Mg, Si.
5. Matematická simulace daných procesu.
6. Vytvoření databáze technologických a tvářecích parametrů z hlediska dosažení vysokých mechanických vlastností i plasticity u vybraných materiálů

GA102/06/0381 „Spintronické aplikace feromagnetických polovodičových nanostruktur“, 1/2006-12/2008, hlavní řešitel Doc. RNDr. Jan Voves, CSc., České vysoké učení technické v Praze, Fakulta elektrotechnická, celkové náklady 2,782 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 2,782 mil. Kč.

Spoluřešitel:
- Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Praha, RNDr. Miroslav Cukr, CSc.

Cíl řešení:
V rámci projektu budou navrženy, připraveny a charakterizovány struktury s vrstvami magnetických polovodičů typu A3B5, dotovaných Mn. Hlavním cílem návrhu projektu je studium a optimalizace těchto struktur z hlediska jevů podstatných pro funkci spintronických součástek. Jedná se zejména o efektivní injekci spinově polarizovaných nosičů, jejich transport a detekci pomocí jevů spinově závislého tunelování, magnetickým polem řízeného rezonančního tunelování dvojitou bariérou, obří magnetorezistenci a interakci těchto nosičů se zářením. Projekt je založen na úzké spolupráci součástkově a aplikačně orientované pracoviště na ČVUT FEL a technologických a teoretických skupin z FZÚ AV ČR. Při řešení budou zužitkovány zkušenosti s návrhem a simulací polovodičových struktur na FEL, hluboké teoretické poznatky z oblasti feromagnetických polovodičů a zkušenosti s epitaxním růstem vrstev ve FZÚ.

GA102/06/1106 „Metamateriály, nanostruktury a jejich aplikace“, 1/2006-12/2008, hlavní řešitel Prof. Ing. Ján Zehentner, DrSc., České vysoké učení technické v Praze, Fakulta elektrotechnická, celkové náklady 2,574 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 2,574 mil. Kč.

Spoluřešitelé:
- Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Fakulta chemické technologie, Prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc.
- Ústav jaderné fyziky AV ČR, v.v.i., Husinec, Doc.Ing. Vladimír Hnatowicz, DrSc.

Cíl řešení:
Projekt je orientován na výzkum nových "částic", které umožní jednoduchou výrobu objemového metamateriálu se zápornou efektivní permitivitou a/nebo zápornou efektivní permeabilitou. Nové medium bude využitelné v mikrovlnné technice, v kvalitativně nových aplikacích a objemově úsporných řešeních pasivních obvodů i antén. Materiál vznikne kaskádním řazením vrstev s periodicky uspořádanými "částicemi". Paralelní výzkum submikronových kovových polarizačních mřížek na polymerních substrátech bude ukončen návrhem a výrobou vlnovodového atenuátoru s plynule nastavitelným útlumem. Z výzkumu depozice kovových nanovrstev na polymerní filmy, optimální tloušťky kovu a polymeru, jakož i difúze kovu do polymeru má vzniknout MIM struktura technicky použitelná ve spínačích a prvcích se záporným diferenciálním odporem. V různých etapách řešení projektu se bude prolínat jeho badatelský a aplikační charakter. Projekt vytváří příznivé podmínky vědecké výchovy studentů a doktorandů.

GA102/06/1624 „Mikro a nano senzorové struktury a systémy se zabudovanou inteligencí (MINASES)“, 1/2006-12/2008, hlavní řešitel Prof. Ing. Miroslav Husák, CSc., České vysoké učení technické v Praze, Fakulta elektrotechnická, celkové náklady 3,916 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 3,916 mil. Kč.

Spoluřešitel:
- Vysoké učení technické v Brně, Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, Prof. Ing. Radimír Vrba, CSc.

Cíl řešení:
Cílem projektu je vývoj nových typů inteligentních integrovaných mikro a nanostruktur senzorů a aktuátorů včetně elektronických obvodů pro zpracování a přenos datových signálů. K jejich realizaci se využívají prostředky mikrotechnologií společně s nanotechnologiemi a nanotechnikami zejména v oblasti materiálů a struktur pro chemické a senzory a biosenzory. Projekt zahrnuje modelování, simulaci vlastností a realizaci RF MEMS přepínače, struktur MEMS pro absopční senzor vf záření, vývoj aktivních integrovaných tenzometrů a wireless, Bluetooth a ZigBee přenosu datových signálů, vývoj senzorů s využitím polymerové elektroniky, vývoj nových optochemických senzorů pro měření koncentrace polutantů životního prostředí, vývoj mikro a nanosenzorů pro chemické a biochemické aplikace, zabudování inteligence do integrovaných senzorů a systémů, vzájemný vliv vyzařování elmg. energie integrovaných obvodů a biosystémů.

GA102/08/1474 „Lokální optická a elektrická charakterizace optoelektronických struktur s nanometrickým rozlišením“, 1/2008-12/2010, řešitel Prof. RNDr. Pavel Tománek, CSc., Vysoké učení technické v Brně, Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, celkové náklady 1,331 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 1,331 mil. Kč.
(Rok 2008 – 0,607/0,607, 6b)

Cíl řešení:
Projekt je zaměřen na lokální charakterizaci optických a elektronických vlastností optoelektronických struktur, včetně elektroluminiscenčních struktur. Vzhledem k faktu, že o nanoskopických vlastnostech těchto struktur není příliš informací, bude použita relativně nová metoda rastrovací mikroskopie v optickém blízkém poli (SNOM) rozvíjená na pracovišti. Hlavním cílem projektu je pochopení a zlepšení kvality a živostnosti těchto struktur. Ty se zhoršují absorpcí, vnitřním odrazem a dalšími mechanismy ztrát. Tvar elektromagnetického pole v blízkém okolí součástek a hlavní mechanismy lokální elektroluminiscence budou studovány zejména s ohledem na proces stárnutí, způsobený zesílenou difúzí iontů příměsí a vakancí nosiče. Ke zjištění kvality a životnosti součástek budou zkoumány základní lokální optické a elektrické charakteristiky a to jednak pomocí metody šumové spektroskopie, lokální foto- a elektroluminisce a optického blízkého pole.

GA102/08/1546 „Miniaturizované inteligentní systémy a nanostrukturované elektrody pro chemické, biologické a farmaceutické aplikace (NANIMEL)“,1/2008-12/2012, řešitel Ing. Jaromír Hubálek, PhD., Vysoké učení technické v Brně, Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, celkové náklady 9,990 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 9,990 mil. Kč.
(Rok 2008 – 2,169/2,169, 6c)

Spoluřešitel:
- Mendlova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Agronomická fakulta, Doc. Ing. René Kizek, PhD.

Cíl řešení:
Podstatou projektu je výzkum vytváření nanostruktur různých materiálů (např. Bi, Ga, Galinstan) na planárních mikroelektrodách jako citlivých částí elektrochemických senzorů s cílem dosáhnout vysokých citlivostí v elektrochemických analýzách jako je detekce těžkých kovů, výzkum bioaktivních látek pro modifikaci mikroelektrod jako afinitní vrstvy v analýzách biomolekul. Společně s mikročipem vyvinutým pro mikroelektrody a cílové aplikace bude vytvořen miniaturizovaný přenosný systém pro polní i laboratorní měření. Mikroelektrody s nanostrukturami budou integrovány do senzorového pole společně s vyvinutým integrovaným elektronickým systémem s inteligencí. Toto unikátní přenosné zařízení umožní provádění velkého množství různých analýz v krátkém čase, různými metodami i elektrodami např. analýza proteinů, DNA apod., čímž se velmi zefektivní vědecké práce v elektrochemických analýzách.

GA103/06/1856 „Stanovení fyzikálních vlastností cementové pasty pomocí nanoindentace“, 1/2006-12/2008, řešitel Prof. Ing. Zdeněk Bittner, DrSc., České vysoké učení technické v Praze, Fakulta stavební, celkové náklady 3,078 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 3,078 mil. Kč.
(Rok 2008 – 1,026/1,026, 7a)

Cíl řešení:
Vývoj experimentální metodiky nezbytné pro popis mikroskopických neelastických deformací v materiálech a její aplikace na cementové kompozity. Navržený postup je založen na kombinaci několika měřících technik jako jsou: environmentální rastrovací elektronová mikroskopie (ESEM), mikroskop atomových sil (AFM ) a nanoindentace. Předmětem prací je stanovení kvality přípravy povrchu vzorku na základě AFM. Měření pomocí nanoindentace bude použito pro stanovení mikromechanických vlastností vybraných cementových past s přísadami. Dále se vyvíjí trojrozměrný topologický model trvale deformovaného povrchu vzorku za pomoci AFM.

GA103/08/1639 „Mikrostruktura anorganických alumosilikátových polymerů“, 1/2008-12/2010, řešitel Prof. Ing. Zdeněk Bittner, DrSc., České vysoké učení technické v Praze, Fakulta stavební, celkové náklady 6,086 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 6,086 mil. Kč.
(Rok 2008 – 1,021/1,021, 1e, podíl výzkumu nanotechnologií - 50 % z přidělené částky)

Spoluřešitel:
- VŠCHT v Praze, Fakulta chemicko technologická, Doc. RNDr. František Škvára, DrSc.

Cíl řešení:
Anorganické alumosilikátové polymery představují novou perspektivní skupinu materiálů s výjimečnými vlastnostmi pokud jde o odolnost vůči kyselému prostředí, trvanlivost, žáruvzdornost, mrazuvzdornost fixaci těžkých kovů i mechanické vlastnosti. Výchozí surovinou jsou jednak přírodní alumosilikátové látky, např. jíly a jim blízké horniny, jednak odpady z anorganických a energetických výrobních procesů - elektrárenské popílky, strusky z metalurgie železných a některých neželezných kovů. Syntéza a studium těchto polymerů na nano, mikro a makroúrovni vyžaduje interdisciplinární přístup v oborech chemie, fyziky, mechaniky a stavebních hmot. Zatím není mimo jiné uspokojivě vysvětlena úloha vody a alkalických kationtů na nanoúrovni, mechanismus vzniku mikropórů a faktory ovlivňující vlastní přípravu aluminosilikátových polymerů. Podstatou projektu je určení vlastností polymerů z jejich struktury na nano, mikro a makroúrovni.

GA104/06/0437 „Rozvoj plazmochemických procesů pro vývoj inteligentních polymerních nanostruktur“, 1/2006-12/2008, hlavní řešitel Doc. RNDr. Vladimír Čech, Ph.D., Vysoké učení technické v Brně, Fakulta chemická, celkové náklady 2,370 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 2,370 mil. Kč.

Cíl řešení:
Technologické využití funkčních polymerů často vyžaduje, aby byly připravovány ve formě tenkých vrstev. Řada technik pro přípravu tenkých homogenních vrstev již byla vyvinuta a některé z nich jsou vhodné pro přípravu vysoce kvalitních polymerních vrstev s vysokou reprodukovatelností. Tato úroveň technologie umožňuje zvládnout komplikovanější polymerní struktury. Navržený projekt má zúročit a povýšit zkušenosti ze společného česko-japonského výzkumu v oblasti důmyslných plazmochemických procesů a zkušenosti s nanoindentační technikou získané v rámci společného česko-anglického projektu. Hlavním cílem projektu je řízená konstrukce funkčních polymerních nanostruktur (vrstevnatých nebo gradientních) při využití technologie polymerace v plazmatu. Tato koncepce představuje nový technologický pokrok v tvůrčím projektování a využití komplexních vrstevnatých systémů pro inteligentní polymerní nanostruktury.

GA104/06/1087 „Vývoj katalytických procesů pro přípravu konjugovaných polymerů s heteroatomy a jejich funkčních nanokompozitů“, 1/2006 – 12/2008, řešitel Prof. RNDr. Jiří Vohlídal, CSc., Univerzita Karlova v Praze, Přírodovědecká fakulta, celkové náklady 2,873 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 2,873 mil. Kč.
(Rok 2008 – 0,988/0,988, 5b)

Cíl řešení:
Vývoj nových metod katalytické polymerizace monomerů typu anilinu, pyrolu a thiofenu na odpovídající vodivé konjugované polymery o vysoké čistotě a využití těchto katalytických procesů k přímé přípravě nanokompozitů těchto polymerů s anorganickou fází, jakou je např. TiO2, Li2TiO3 a ZnO, které jsou studovány z hlediska využití ke konstrukcím fotovoltaických článků. První částí projektu je ladění redox potenciálu katalytického systému Fe2+-H2O2 vhodnou volbou ligandů a optimalizaci systémů tohoto typu pro polymerizace jednotlivých monomerů. Druhou částí projektu je zavedení nových redoxních katalytických systémů založených na molybdenanech, které lze reoxidovat kyslíkem. Nová metoda by měla poskytovat polymery, jejichž kontaminace anorganickými sloučeninami bude oproti polymerům připraveným stechiometrickými polymerizacemi zhruba stokrát až tisíckrát menší.

GA104/07/1093 "Příprava kompozitních nanočástic aerosolovým procesem“, 1/2007-12/2010, hlavní řešitel Ing. Pavel Moravec, CSc., Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., Praha, celkové náklady 3,638 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 3,638 mil. Kč.

Spoluřešitelé:
- Ústav anorganické chemie AV ČR, v.v.i., Husinec, RNDr. Snejana Bakardjieva, Ph.D.
- Tampere University of Technology, Finsko, Doc. Jyrki Mikael Mäkelä, Ph.D.

Cíl řešení:
Náplní projektu je příprava nanočástic metodou chemické depozice par v trubkovém reaktoru s vyhřívanou stěnou. V prvním kroku budou syntetizovány:(i) jednosložkové kovové a keramické nanočástice (Co, Ni, Pd, MnO) s velkým potenciálem aplikací tepelným rozkladem příslušných organokovových prekurzorů. Ve dalším kroku budou simultánním rozkladem dvou prekursorů připravovány dvousložkové částice:(ii) směsné částice keramika-kov nebo keramické částice pokryté vrstvou kovového materiálu (TiO2-Co, Al2O3-Ni and Al2O3-Pd) s potenciálním použitím v katalýze a kompozitní dvousložkové částice kov-keramika (Co-SiO2) a keramika-keramika (MnO-SiO2) s potenciálním využitím jako senzory nebo v elektronice. Morfologie, krystalická struktura a chemické složení částic budou zkoumány prostřednictvím SEM, TEM, SAED, XRD, EDS a dalších. Výsledky experimentů v trubkovém reaktoru budou porovnávány s výsledky pokusů prováděných metodou Liquid Flame.

GA104/07/1127 „Matematické modelování a experimentální studium utváření meso-skopické struktury polymerních materiálů“, 1/2007-12/2009, řešitel Ing. Juraj Kosek, Dr., VŠCHT v Praze, Fakulta chemicko technologická, celkové náklady 2,280 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 2,280 mil. Kč.
(Rok 2008 – 0,760/0,760, 6d)

Cíl řešení:
Projekt se zabývá morfogenezí a vztahem mezi meso-skopickou strukturou a vlastnostmi u následujících polymerních materiálů: (i) porézní semi-krystalické částice polyolefinů a (ii) polymerní pěny. Prvním cílem projektu je experimentální studium a matematické modelování utváření morfologie částic polyolefinů vznikajících katalytickou polymerací. Současně je experimentálně studována a modelována evoluce polymerních pěn v amorfních, semi-krystalických a rozvětvených polymerech. Druhým cílem je experimentální zkoumání a matematické modelování vztahů mezi strukturou a vlastnostmi polymerních materiálů (mechanické, deformační, tepelně izolační a transportní vlastnosti). Nástroji k dosažení těchto cílů jsou jednak vybudovaná experimentální zařízení pro gravimetrická měření za zvýšených teplot a tlaků, pro mikroskopická pozorování morfogeneze v tlakové nádobce a pro inverzní plynovou chromatografii probíhající za zvýšených tlaků, jednak pokročilé metody meso-skopického prostorově 3D modelování.

GA104/07/1400 „Depozice oxidických katalyzátorů pro oxidaci VOC na tvarovaný nosič a jejich modifikace nanočásticemi drahých kovů“, 1/2007-12/2009, hlavní řešitel Ing. Květa Jirátová, CSc., Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., Praha, celkové náklady 3,075 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 3,075 mil. Kč.

Spoluřešitelé:
- Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Fakulta chemické technologie, Doc. Ing. František Kovanda, CSc.
- Ústav anorganické chemie AV ČR, v.v.i., Husinec, RNDr. Tomáš Grygar, CSc.

Cíl řešení:
Cílem projektu je systematicky prostudovat možné způsoby depozice prekurzorů typu hydrotalcitu na vybraný ztvarovaný nosič za účelem zvýšení mechanické pevnosti výsledného katalyzátoru, snížení množství aktivních složek na jednotku hmotnosti katalyzátoru a zlepšení jeho tepelné odolnosti a prostudovat vliv modifikace těchto katalyzátorů malým množstvím (řádově 10-1 % hm.) drahých kovů ze skupiny Pt, Pd, Ag, Au, Rh na fyzikálně-chemické vlastnosti katalyzátorů a na průběh totální oxidace vybraných modelových chemických sloučenin (ethanol, toluen, hexan). Výzkum bude zaměřen na nejaktivnější oxidické systémy nalezené při řešení grantu GA ČR 104/04/2116. Výsledkem řešení projektu by mělo být nalezení optimálního postupu depozice prekurzorů na tvarovaný nosič, zejména objasnění vztahu mezi vlastnostmi nosiče a tvorbou povrchové aktivní vrstvy oxidu na nosiči. Měl by být nalezen optimální promotor katalytické aktivity a selektivity oxidických katalyzátorů pro totální oxidaci těkavých látek.

GA104/08/0229 „Tenké vrstvy deponované pulzními lasery“, 1/2008-12/2010, řešitel Doc. Ing. Petr Němec, PhD., Univerzita Pardubice, FCHT, celkové náklady 3,129 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 3,129 mil. Kč.
(Rok 2008 – 1,053/1,053, 7c)

Cíl řešení:
Pro přípravu tenkých vrstev (nanovrstev) amorfních chalkogenidů a polymerních materiálů bude v rámci projektu použita pokročilá depoziční metoda - pulzní laserová depozice (PLD). Cílem projektu je optimalizace procesu PLD za účelem přípravy aplikovatelných, vysoce kvalitních tenkovrstvých struktur a jejich fyzikálně-chemická charakterizace. Výsledky projektu přispějí k prohloubení základního poznání o procesu PLD a fenoménu foto- a termicky-indukovaných změn vlastností amorfních pevných látek. Předpokládá se, že získané výsledky prokáží příhodnost techniky PLD pro přípravu nových tenkých vrstev s parametry splňujícími požadavky pro jejich aplikovatelnost jako moderní materiály v optice, optoelektronice, elektronice apod.

GA104/08/0435 „"Inteligentně strukturované" mesoporézní vrstvy TiO2 s antibakteriálními a řízeně proměnnými smáčecími vlastnostmi“, 1/2008-12/2010, řešitel Ing. Jiří Rathouský, CSc., Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i., Praha, celkové náklady 3,738 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 3,738 mil. Kč.
(Rok 2008 – 1,382/1,382, 1d)

Spoluřešitel:
- VŠCHT v Praze, Fakulta chemické technologie, Doc. Dr. Ing. Josef Krýsa

Cíl řešení:
Uspořádané mesoporézní filmy TiO2 s přesně řízenými morfologickými vlastnostmi a krystalinitou budou připraveny optimalizovanou metodou EISA. Díky jejich výjimečným vlastnostem budou vykazovat výrazně vyšší fotokatalytickou aktivitu při rozkladu depositů kapalných a tuhých organických látek ve srovnání s neporézními filmy. Důvodem je odstranění restriktivního vlivu transportu molekul O2 a H2O k fotokatalyticky aktivnímu povrchu. Dále tyto mesoporézní vrstvy budou vykazovat snadno dosažitelnou a značně stálou superhydrofilicitu indukovanou UV zářením. Synergie těchto vlastností umožní konstrukci samočistících filmů se značně vyšší účinností ve srovnání s dosavadními materiály. Zvláštní pozornost bude věnována hlubšímu porozumění fyzikálně-chemických principů, které řídí smáčivé vlastnosti texturovaných povrchů a budou vypracovány nové koncepty pro ovládání interakce kapaliny s povrchem.

GA104/08/1501 „Příprava, charakterizace a chemické vlastnosti nanoslitin zlata na nosiči“, 1/2008-12/2010, řešitel Ing. Jan Plšek, PhD., Ústav fyzikální chemie J.Heyrovského AV ČR, v.v.i., Praha, celkové náklady 3,637 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 3,637 mil. Kč.
(Rok 2008 – 1,213/1.213, 7b)

Cíl řešení:
Cílem navrhovaného výzkumu je nalézt a optimalizovat podmínky pro přípravu bimetalických nanočástic Au-Pd a Au-Pd na nosiči s požadovaným složením a s atomárně čistým povrchem. Nanočástice budou připravovány řízeným postupným vypařováním nebo pomocí laserové ablace. Jako podložka, na kterou budou nanočástice deponovány, budou sloužit oxidy významné pro heterogenní katalýzu (Al2O3, ZrO2, WOx, a VOx) a také grafit. Vytvořené systémy budou charakterizovány povrchově citlivými technikami: XPS, SRPES, ISS, FEM a AFM. Adsorpční vlastnosti CO, NO (O2, C2H4) na bimetalických nanočásticích budou studovány pomocí fotoelektronové spektroskopie a TPD. Elektrochemické vlastnosti na grafitu budou zkoumány pomocí cyklické voltametrie. Bimetalické slitinové nanočástice obsahující zlato představují skupinu materiálů, která je, kromě jiných aplikací, významná pro heterogenní katalýzu a vývoj palivových článků.

GA106/06/0044 „Nanokompozity s vícesložkovou polymerní matricí se současným působením nanoplniva jako kompatibilizátor a ztužující složka“, 1/2006-12/2008, hlavní řešitel Ing. Ivan Kelnar, CSc., Ústav makromolekulární chemie AV ČR, v.v.i., Praha, celkové náklady 1,771 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 1,771 mil. Kč.

Cíl řešení:
V poslední době byla nalezena významná schopnost částic vrstevnatého silikátu kompatibilizovat nemísitelné polymerní směsi. Dosud však téměř nebylo studováno mechanické chování těchto systémů. Cílem předkládaného návrhu je podrobné studium nanokompozitů s vícesložkovou polymerní matricí, tj. systémů ve kterých je kombinován vysoký ztužující a kompatibilizační účinek nanoplniva. Jedním z výstupů je objasnění závislosti mechanického chování, včetně lomové mechaniky, na morfologii, tj. struktuře polymerní matrice, lokalizaci a stupni dispergace nanoplniva. Budou ověřeny možnosti ovlivnění struktury modifikací polymerů a nanoplniva (i s cílem chemických vazeb plnivo polymerní složka), kointerkalací reaktivními sloučeninami, podmínkami přípravy a pořadím mísení složek. Zde je cílem poznání hlavních faktorů ovlivňujících strukturu těchto systémů a rozsahu kompatibizačních schopností nanoplniva.

GA106/06/0270 „Nanokeramické materiály na bázi oxidu zirkonu - studium mikrostruktury metodou pozitronové anihilační spektroskopie“, 1/2006-12/2008, hlavní řešitel RNDr. Ivan Procházka, CSc., Univerzita Karlova v Praze, Matematicko-fyzikální fakulta, celkové náklady 0,994 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 0,994 mil. Kč.

Cíl řešení:
Cílem řešení je komplexní výzkum nanopráškových a nanokeramických materiálů na bázi oxidu zirkonu. Pozitronová anihilační spektroskopie bude používána jako základní experimentální metoda. Detailně bude studována mikrostruktura s důrazem na vliv defektů a legujících prvků na vlastnosti těchto materiálů.

GA106/06/0327 „Krystalizace amorfních a nanokrystalických tenkých vrstev“, 1/2006-12/2008, hlavní řešitel Doc. RNDr. Radomír Kužel, CSc., Univerzita Karlova v Praze, Matematicko-fyzikální fakulta, celkové náklady 2,884 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 2,884 mil. Kč.

Spoluřešitel:
- Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta aplikovaných věd, Prof. Ing. Jindřich Musil, DrSc.

Cíl řešení:
Vlastnosti tenkých vrstev podstatně závisí na jejich reálné struktuře, případně krystalinitě. Krystalizace amorfních a nanokrystalických vrstev je sledována pro dva případy - vrstvy TiO2, které v poslední době nalézají aplikace v různých odvětvích průmyslu, zejména díky fotokatalytické aktivitě a samočistícím vlastnostem a pro tvrdé amorfní až nanokrystalické vrstvy zejména v systému Zr-Si-N. V prvním případě je cílem snížit teplotu krystalizace, ve druhém naopak zvýšit. Vrstvy TiO2 budou navíc dopovány vhodnými prvky za účelem posunu zakázaného pásu do viditelné oblasti. Reálná struktura vrstev a její vývoj s teplotou budou studovány pomocí komplexní charakterizace rtg difrakcí a reflexí, tzn. fázové složení, mikrodeformace, zbytková napětí, tloušťka vrstev, drsnost povrchu, analýza velikostí a tvaru krystalitů a jejich přednostní orientace, a to jak pro žíhané vrstvy, tak i in-situ měřením.

GA106/06/1486 „Vliv nanočástic na porušení a životnost termoplastických kompozitů“, 1/2006-12/2008, hlavní řešitel Ing. Robert Válek, Ph.D., SVÚM a.s.. Praha, celkové náklady 2,725 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 2,725 mil. Kč.

Spoluřešitel:
- České vysoké učení technické v Praze, Fakulta strojní, Ing. Jan Rybníček

Cíl řešení:
Na základě chování termoplastických nanokompozitů na bazi PP, PA/organojíl při dlouhodobém namáhání v tahu a rázovém zatěžování při vysokých rychlostech deformace budou studovány podmínky porušování kompozitu ve vazbě k jeho mikrostruktuře. Vlastnosti nanokompozitu jsou primárně řízeny vlastnostmi mezifáze, která má vzhledem k velikosti vyztužujících nanočástic o několik řádů větší povrch než u kompozitů plněných konvenčními částicemi. Bude studován creep nanokompozitu i nevyztužené matrice při osovém tahovém namáhání na standardních i vrubovaných (modelace porušování korozí za napětí v tenzidu) zkušebních tělesech. Naměřená data a zjištěné mikrostrukturní změny budou použity k objasnění mechanizmu creepové deformace a creepového porušení. Současně bude studován vliv vyztužení matrice na houževnatost nanokompozitu na podkladě parametrů, získaných metodami instrumentovaného měření vrubové houževnatosti, porušování průrazem při víceosé napjatosti a měřením lomové houževnatosti.

GA106/06/1576 „Porézní kompozitní materiály s polyamidovou výztuží a siloxanovou matricí s nano-hydroxyapatitem jako biomateriály“, 1/2006-12/2008, řešitel Ing. Karel Balík, CSc., Ústav struktury a mechaniky hornin AV ČR, v.v.i., Praha, celkové náklady 3,716 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 3,716 mil. Kč.
(Rok 2008 – 1,338/1,338, 3d)

Spoluřešitelé:
- Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i., Praha, MUDr. Lucie Bačáková, CSc.
- České vysoké učení technické v Praze, Fakulta strojní, Doc. Ing. Miroslav Svoboda, CSc.

Cíl řešení:
Návrh a vývoj kompozitních materiálů s optimální velkostí otevřených pórů a vhodnými mechanickými vlastnostmi jako náhradami kostní tkáně. Kompozit sestává z polyamidové tkaniny uložené v siloxanové matrici, ve které jsou pravidelně rozptýleny mikro- nebo nanokrystalky hydroxyapatitu. Na připravených kompozitech a implantech jsou prováděny zkoušky in vitro, in vivo a histologické testy. Aplikace kompozitů se provádí na vybraných kostních náhradách.

GA106/07/0805 „Komplexní sktrukturní analýza gradientu vlastností povrchových vrstev významných technických materiálů po mechanickém opracování“, 1/2007-12/2009, řešitel Ing. Martin Čerňanský, CSc., Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Praha, celkové náklady 1,920 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 1,920 mil. Kč.
(Rok 2008 – 0,640/0,640, 6e)

Spoluřešitel:
- České vysoké učení technické v Praze, FJFI, Doc. Ing. Nikolaj Ganev, CSc.

Cíle řešení:
Komplexní výzkum povrchových vrstev ocelí po určitých způsobech mechanického opracování povrchu. Na rozdíl od dosavadních prací, vychází tento projekt důsledně ze skutečnosti, že povrchová vrstva má jistou nenulovou tloušťku a že podél této tloušťky se mění struktura, stav napjatosti a vlastnosti materiálu. Metodami rentgenové difrakce (fázová analýza, rtg tenzometrie, analýza profilů difrakčních linií), nanoindentace a metodou povrchových akustických vln jsou zkoumány identické soubory vzorků vybraných druhů ocelí za účelem určení gradientů struktury (fázové složení, velikost krystalitů a mikrodeformací), gradientů zbytkových makroskopických napětí a mechanických vlastností (tvrdost a elastické moduly). Bude provedena souborná interpretace uvedených parametrů struktury, stavu makro- a mikronapjatosti jakož i naměřených charakteristik mechanických vlastností.

GA106/07/0949 „Nové způsoby přípravy magnetických nanokompozitů (spinelových feritů) a studium jejich fyzikálních vlastností“, 1/2007-12/2009, hlavní řešitel RNDr. Daniel Nižňanský, Ph.D., Univerzita Karlova v Praze, Přírodovědecká fakulta, celkové náklady 8,312 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 8,312 mil. Kč.

Spoluřešitelé:
- Ústav anorganické chemie AV ČR, v.v.i., Husinec, RNDr. Jiří Plocek, PhD.
- Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Praha, Ing. Ján Lančok, Ph.D.

Cíl řešení:
Cílem projektu je příprava feritů se spinelovou strukturou v diamagnetických matricích a jejich fyzikální charakterizace. Tyto nanokompozity budou připravovány buď chemickými (sol-gel) nebo fyzikálními (laserová ablace a magnetronové naprašování) metodami přípravy. Bude použitý jak klasický, tak i nový postup přípravy sol-gel. Nový postup spočívá v přípravě sloučeniny, jejíž molekula obsahuje jak prekurzor matrice tak i aktivní látky. Pro přípravu nanokompozitů ve formě tenkých vrstev bude použita kombinace laserového a magnetronového naprašování. Výsledné vzorky budou charakterizovány rtg. difrakcí, el. mikroskopií, IČ spektroskopií, optickými a magnetickými měřeními a Mössbauerovou spektroskopií. Různé fyzikální a chemické metody přípravy povedou k různé struktuře povrchu, která bude mít vliv na fyzikální vlastnosti. Pozornost bude věnována hledání kompozitů s mimořádnými fyzikálními vlastnostmi, vhodnými pro konstrukci funkčních prvků.

GA106/07/1149 „Bioaktivní a fotokatalytické sol-gel nanovrstvy“, 1/2007-12/2009, hlavní řešitel Prof. Ing. Josef Matoušek, DrSc., Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Fakulta chemické technologie, celkové náklady 2,265 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 2,265 mil. Kč.

Cíl řešení:
Za použití metody sol-gel budou na bázi TiO2 a SiO2 a kalciumfosfátů připraveny bioaktivní vrstvy, u nichž bude stanovena jejich bioaktivita in vitro a ověřena možnost jejich modifikace ionty Ca2+ a Na+. Dále budou připraveny aktivní nanovrstvy na bázi TiO2 na substrátech různého materiálového typu. Vedle vrstev TiO2 budou připraveny i vrstvy kombinované s dalšími oxidy, vrstvy s dispergovanými nanočásticemi stříbra, resp. dopované jinými přísadami, a vrstvy hybridní, u nichž polymerní složkou bude polydimethylsiloxan (PDMS). Budou stanoveny standardní mechanické a chemické vlastnosti těchto vrstev podmiňující jejich praktické využití a dále bude ověřena jejich fotokatalytická aktivita a experimentálně budou zjištěny jejich antibakteriální vlastnosti. Vedle výstupů směřujících k praktickému využití uvedených vrstev budou získány poznatky o jejich mikrostruktuře, složení a textuře, doplněny představy o mechanismu jejich tvorby a zpřesněn matematický model jejich růstu.

GA106/08/1440 „Nanočástice na bázi železa a oxidů železa pro magnetické separační procesy“, 1/2008-12/2011, řešitel Ing. Oldřich Schneeweiss, DrSc, Ústav fyziky materiálů AV ČR, v.v.i, Brno, celkové náklady 10,259 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 10,259 mil. Kč.
(Rok 2008 – 2,136/2,136, 1a)

Spoluřešitel:
- Univerzita Palackého v Olomouci, PřF, Prof. RNDr. Miloslav Mašláň, CSc.

Cíl řešení:
Koordinovaný komplexní experimentální výzkum nanokrystalických částic železa a oxidů železa, které mají zajímavé magnetické vlastnosti vhodné pro aplikace v magnetických separačních procesech. Nanokrystalické částice alfa-Fe, magnetitu a maghemitu s grafitovou slupkou budou získávány pomocí postupů založených na reakcích v pevné fázi v redukčních atmosférách z prekurzorů tvořených oxidy, hydroxidy a sloučeninami Fe. Na syntetizovaných materiálech bude analyzována struktura a fázové složení (XRD, Mössbauerova spectroskopie, Ramanova spektroskopie, IR, TG/DTA), rozměry a morfologie (TEM, AFM, DLS, BET) a magnetické chování (Mössbauerova spectroskopie, VSM, SQUID). Nanokrystalické prášky budou testovány z hlediska jejich aplikací v biomagnetických detoxikačních procesech, magnetické separaci v mineralogii a v ekologických aplikacích (čištění vody a ovzduší).

GA/202/06/0531 „Reflexní a vlnovodné jevy v magnetických nanostrukturách“, 1/2006 – 12/2008, řešitel Prof. Ing. Štefan Višňovský, DrSc., Universita Karlova v Praze, Matematicko-fyzikální fakulta, celkové náklady 5,017 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 5,017 mil. Kč.
Spoluřešitel:
- VŠB-TU Ostrava, Fakulta hornicko-geologická, Prof. Ing. Jaromír Pištora, CSc.

Cíl řešení:
Projekt je zaměřen na základní výzkum multivrstev a nanostruktur na bázi magnetických oxidů a kovů. Výzkum je motivován využitím pro magnetický záznam informace, pro magnetické a magneto-optické (MO) senzory, spinovou elektroniku a integrovanou optoelektroniku. Projekt využívá originální experimentální vybavení pro magneto-optickou (MO) spektroskopickou elipsometrii, MO vektorovou magnetometrii, pro analýzu povrchů pomocí evanescentních vln a zkušenosti při modelování optické odezvy v multivrstvách, stranově periodických strukturách a nereciprokých MO vlnovodech. Využívá kombinace klasické a MO spektroskopické elipsometrie a počítačových simulací pro metrologii magnetických periodických struktur s rozlišením pod klasickou mezí. Výzkum probíhá ve spolupráci s univerzitními laboratořemi ve Francii, Japonsku, USA a Německu.

GA202/06/0718 „Inženýrství kvantových teček“, 1/2006 – 12/2008, řešitel Ing. Jiří Oswald. CSc., Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Praha, celkové náklady 5,017 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 5,017 mil. Kč.
Spoluřešitelé:
- České vysoké učení technické v Praze, Fakulta elektrotechnická, Doc. Ing. Pavel Hrazdíra, CSc.
- Masarykova univerzita v Brně, Přírodovědecká fakulta, Doc. Mgr. Dominik Munzar, Dr.

Cíl řešení:
Cílem řešení je příprava vertikálně korelovaných vícevrstvých struktur kvantových teček InAs s vysokou účinností luminiscence. Jsou připravovány struktury se zadanými vlastnostmi, jako je vlnová délka emise, energetický rozdíl mezi nejnižším a druhým nejnižším zářivým přechodem v QD a plošné hustoty QD, důležitými pro použití v optoelektronice. Vrstevnaté struktury korelovaných QD jsou připravovány metodou plynné epitaxe z organokovových sloučenin (MOVPE) v růstovém modu Stranského-Krastanovova. Jejich vlastnosti jsou laděny změnou počtu vrstev, různou tloušťkou oddělovacích vrstev GaAs mezi vrstvami kvantových teček InAs a změnou chemického složení a tloušťky napnuté vyrovnávací vrstvy. Vzorky jsou charakterizovány strukturními a optickými metodami, především pomocí rozptylu Roentgenova záření, TEM, AFM, luminiscence, absorpce, reflexe a fotovodivosti. Paralelně je teoreticky studován vliv napjaté vyrovnávací vrstvy a vertikální korelace na elektronovou strukturu kvantových teček.

GA202/07/0456 „Nové materiály pro spintroniku: Počítačové navrhování magneticky dopovaných polovodičů“, 1/2007 – 12/2009, řešitel RNDr. František Máca, CSc., Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Praha, celkové náklady 1,763 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 1,763 mil. Kč.

Cíl řešení:
Cílem projektu je porozumět a navrhnout nové materiály a nové jevy v oblasti spinové elektroniky. Základem postupu jsou výpočty elektronových a magnetických vlastností založené na formalismu funkcionálu hustoty, který je obzvlášť vhodný pro realistický popis jejich základních vlastností. Řešitel se zabývá nejen klasickými materiály, ale především smíšenými krystaly, které jsou pro optimalizaci vlastností mnohem vhodnější. Studovanými materiály jsou kvaternární slitiny jako jsou např. Li(Ga,Mn)As, (Ga,Mn)(As,P). Výpočty magnetických vlastností umožní určit rozhodující výměnné mechanismy, vliv dalších příměsí a nalezení vztahů mezi vytvářením magnetického momentu a elektronovou strukturou hostitelského materiálu. K získání výsledků jsou používány vlastní i převzaté výpočetní programy vycházející z prvních principů. Kritické teploty magnetického uspořádání, zásadně důležité pro technologické aplikace, budou získány z vypočtených parametrů výměnných interakcí.

GA202/07/0601 „Povrchy nanovrstev GaAs a Ga1-xMnxAs připravených nízkoteplotní molekulární epistaxí“, 1/2007 – 12/2010, řešitel Doc. RNDr. Igor Bystroň, DrSc., Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Praha, celkové náklady 2,437 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 2,437 mil. Kč.

Cíl řešení:
Krystalické nanovrstvy GaAs jsou připraveny nízkoteplotní molekulární epitaxí (LT MBE) a jsou kontrolovány in situ pomocí RHEED. Uvedená epitaxe umožňuje zabudovat magnetické nečistoty do polovodiče, a tak směřuje k perspektivnímu vytvoření materiálu kombinujícího magnetické vlastnosti s pokročilou polovodičovou technologií. Nízkoteplotní růst poskytuje nanovrstvy s fyzikálními vlastnostmi závisejícími na růstových podmínkách a na následujícím temperování. Vzorky se transportují v ultravysokém vakuu do úhlově rozlišeného elektronového spektrometru. Měří se intenzity elektronových svazků difraktovaných od povrchu, energiově a úhlově rozlišená fotoelektronová spektra emitovaná z valenčního pásu a z vnitřních hladin atomů. Experimentální data se budou interpretovat teoreticky pomocí dynamické teorie LEED, jednostupňového modelu fotoemise a fotoelektronové difrakce z konečného souboru atomů.

GA202/07/0643 „Elektronový transport v organicko-anorganických nanosoučástkách“, 1/2007 – 12/2009, řešitel Mgr. Miroslav Menšík, Dr., Ústav makromolekulární chemie AV ČR, v.v.i., Praha, celkové náklady 1,635 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 1,635 mil. Kč.

Spoluřešitel:
- Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Praha, RNDr. Karel Král, CSc.

Cíl řešení:
Předmětem řešení je teoretické modelování polovodičových nanosoučástek s důrazem na organické a anorganické materiálové komponenty za účelem pochopení těchto elementů a pomoci jejich praktickému využití. Typické součástky, které jsou studovány, jsou emisní (LED) diody a molekulární tranzistory využívající organické materiálové komponenty. Je analyzována kinetika luminescence emisních (LED) diod s nanočásticemi v polymerních organických matricích. Elektronické vlastnosti molekulárních tranzistorů jsou studovány v závislosti na volbě materiálových komponent. Bude spočten jak vliv mřížkových vibrací na vlastnosti studovaných elementů na jedné straně, tak kvantové tunelování na straně druhé. Za účelem získání dat charakterizující reálné součástky, budou některé modelové systémy připraveny technologicky a budou na nich provedena měření.

GA/202/07/0818 „Křemíková nanofotonika - od jednotlivých nanokrystalů k fotonickým strukturám“, 1/2007 – 12/2009, řešitel Doc. RNDr. Jan Valenta, PhD., Universita Karlova v Praze, Matematicko-fyzikální fakulta, celkové náklady 4,999 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 4,999 mil. Kč.

Spoluřešitelé:
- Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Praha, RNDr. Kateřina Herynková, PhD.
- České vysoké učení technické, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, Dr. Ing. Anton Fojtík, CSc.
- Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Ústav fyzikální biologie, Doc. RNDr. František Vácha, PhD.

Cíl řešení:
Projekt paralelně rozvíjí dvě perspektivní oblasti: (1) Experimentální techniky charakterizace nanostruktur: optickou mikro-spektroskopii (schopnou podávat informace o jednotlivých nanokrystalech i větších fotonických strukturách) a nelineární optické metody (podávající informace o mechanizmu excitace a deexcitace i o kinetice fotoindukovaných procesů). (2) Nanotechnologie křemíkových materiálů s cílem optimalizovat jejich vlastnosti pro užití v optoelektronice a případně i jako senzorů a biokompatibilních látek. Spojení obou těchto oblastí umožní dosáhnout pokroku v pochopení mechanizmu luminiscence a optického zisku v křemíkových nanostrukturách, vlivu povrchových stavů a defektů a ovlivnění emise zabudováním nanokrystalů do fotonických struktur (mikro-rezonátorů a vlnovodů).

GA202/07/1669 „Depozice termomechanicky stabilních nanostrukturovaných diamantu-podobných tenkých vrstev ve dvojfrekvenčních kapacitních výbojích“, 1/2007 – 12/2011, řešitel RNDr. Vilma Buršíková, PhD., Masarykova univerzita v Brně, Přírodovědecká fakulta, celkové náklady 6,579 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 6,579 mil. Kč.

Spoluřešitelé:
- Český metrologický ústav, Brno, Mgr. Petr Klapetek, PhD.
- Ústav jaderné fyziky AV ČR, v.v.i., Husinec, RNDr. Vratislav Peřina, CSc.
- Ústav přístrojové techniky AV ČR, v.v.i., Brno, Ing. Jaroslav Svoboda, CSc.

Cíl řešení:
Podstatou řešení projektu je vyvinout depoziční systém pro přípravu termálně stabilních nanostrukturovaných diamantu podobných uhlíkových vrstev s využitím dvojfrekvenčního kapacitního plazmatu (DFCCP). Kombinací vysokofrekvenčího buzení, které zajišťuje stabilitu a vysokou hustotu plazmatu, a nízkofrekvenčního buzení, kterým lze nezávisle kontrolovat energii iontů, se chce dosáhnout kontrolovaného růstu vrstev. Předmětem studia je nalezení optimální kombinace vysokofrekvenčního a nízkofrekvenčního (kontinuálního nebo pulzního) buzení umožňující rovnoměrně pokrýt nerovné, stupňovité povrchy substrátů i podstatné snížení vnitřního pnutí ve vrstvách. Je plánovaná komplexní diagnostika DFCCP i počítačová simulace pro popis a pochopení procesů probíhajících se během depozice. Připravené vrstvy budou rozsáhle charakterizovány jak z hlediska jejich struktury (RBS, ERDA, TOF ERDA, HRTEM, SEM atd.) tak i z hlediska jejich vlastností (např. ellipsometrie, spektrofotometrie, mikro- a nanoindentace).

GA202/08/0178 „Syntéza magnetických nanočástic na bázi Fe v nízkoteplotním mikrovlnném plazmatu“, 1/2008-12/2010, řešitel Mgr. Vít Kudrle, PhD., Masarykova univerzita v Brně, PřF, celkové náklady 3,691 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 3,691 mil. Kč.
(Rok 2008 – 1,575/1,575, 1a)

Spoluřešitelé:
- Ústav fyziky materiálů AV ČR, v.v.i., Brno, Ing. Bohumil David
- Ústav přístrojové techniky AV ČR, v.v.i., Brno, Mgr. Jiřina Matějková

Cíl projektu:
Cílem projektu je syntéza nanočástic na bázi železa pomocí mikrovlnného plazmatu, jejich charakterizace a optimalizace jejich vlastností s ohledem na využití v nových magnetických materiálech a pro katalýzu syntézy uhlíkových nanotrubek apod. Pro syntézu nanočástic bude použit mikrovlnný výboj ve dvou základních uspořádáních, které se zásadně odlišují vnitřními parametry plazmatu, (a) výboj s povrchovou vlnou při nízkém tlaku ~1 kPa a (b) pochodňový výboj při atmosférickém tlaku. Zdrojem železa budou páry organických sloučenin železa, především bude testován pentakarbonyl železa. Vzhledem k tomu, že železné částice mají tendeci při styku s atmosférou oxidovat, budou tyto částice pasivovány. Nanočástice budou studovány metodami strukturmí a morfologické analýzy. Dále budou zkoumány jejich funkční vlastnosti, zejména schopnost katalýzy a magnetické vlastnosti jak za nízkých tak i vysokých teplot.

GA202/08/0722 „Fyzikální vlastnosti vysokoteplotních supravodičů s nanoskopickými defekty“, 1/2008-12/2009, řešitel RNDr. Miloš Jirsa, DSc., fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Praha, celkové náklady 0,800 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 0,800 mil. Kč.
(Rok 2008 – 0,394/0,394, 6b)

Cíl projektu:
Supravodiče typu (RE)Ba2Cu3O7 mají ohromný aplikační potenciál jako materiály pro masívní supravodivé magnety s magnetickým polem až do 20 Tesla. Jsou tak vhodné pro řadu kompaktních aplikací, např. pro mobilní diagnostické přístroje. Při zvyšování supravodivých proudů a jejich časové stabilizaci hrají zásadní roli poruchy krystalové mříže, zejména nanoskopické, srovnatelné s rozměrem jádra supravodivých vírů. Příslušné interakce zatím nebyly uspokojivě teoreticky popsány a zcela pochopeny. Proto je zatím neznámá i role homogenity rozložení defektů. Projekt je založen na stávající úzké spolupráci s předními technologickými centry. Součástí projektu bude experimentální i teoretické studium magnetizačních, transportních a strukturálních vlastností nových kompozitů. Soustředí se dále na realistický teoretický popis těchto interakcí se zvláštním zřetelem na podmínky vysoké koncentrace defektů v texturovaných materiálech a velkých krystalech a na jejich chování za extrémních podmínek.

GA202/08/1688 „Využití fyzikálních metod studia adsorpce nukleových kyselin a proteinů na rozhraních v lékařské diagnostice a při studiu biokompatibility“, 1/2008-12/2010, řešitel Prof. RNDr. Vladimír Vetterl, DrSc., Biofyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Brno, celkové náklady 2,052 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 2,052 mil. Kč.
(Rok 2008 – 0,684/0,684, 3f)

Cíl řešení:
Vyvinout elektrochemickou a optickou metodu k citlivému a levnému stanovení sekvencí nukleotidů v oligonukleotidech a její uplatnění v lékařské diagnostice. Dalším cílem projektu je nalezení optimálních podmínek pro imobilizaci ODN v DNA biosensorech, optimální metody pro citlivou detekci hybridizace a mikrodetekci vzorků ODN v malých objemech. Podobný metodologický přístup bude použit při stanovení podmínek pro dosažení optimální biokompatibility titanových implantátů.

GA203/06/0285 „Fotoaktivní molekulární elektronické prvky: teoretické studium a experimentální modelování“, 1/2006-12/2008, řešitel RNDr. Petr Toman, PhD., Ústav makromolekulární chemie AV ČR, v.v.i., Praha, celkové náklady 2,274 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 2,274 mil. Kč.
(Rok 2008 – 0,728/0,728, 2e)

Spoluřešitel:
- Vysoké učení technické v Brně, Fakulta chemická, Doc. Ing. Martin Weiter, PhD.

Cíl projektu:
Návrh nových molekulárních elektronických prvků založených na interakci mezi konjugovanými makromolekulárními látkami a fotochromními látkami. Výzkumné aktivity projektu jsou zaměřeny na teoretické a experimentální studium modelových molekulárních systémů vhodných pro konstrukci nových elektronických prvků převádějících optický signál na elektrický. Kvantově chemické výpočty poskytnou molekulární parametry potřebné pro modelování intramolekulárního transportu nosičů náboje, jako jsou ionizační potenciály, elektrostatické potenciálové bariéry a přenosové integrály. Modelování intramolekulárního transportu nosičů náboje je založeno na řešení časově závislé Schrödingerovy rovnice v rámci aproximace těsné vazby. Experimentální část projektu zahrnuje studium optického a elektrického spínání a jeho dynamiky a transport nosičů náboje s ohledem na hustotu elektronových lokalizovaných stavů indukovaných fotochromními látkami.

GA203/06/0786 „Modifikace povrchu nanokrystalického křemíku organickými rozpoznávacími prvky pro optickou detekci chemických látek“, 1/2006 – 12/2008, řešitel Doc. RNDr. Juraj Dian, CSc., Univerzita Karlova v Praze, Matematicko-fyzikální fakulta, celkové náklady 2,553 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 2,553 mil. Kč.
(Rok 2008 – 0,851/0,851, 6d)

Spoluřešitel:
- Vysoká škola chemicko technologická v Praze, Fakulta chemicko-inženýrská, Prof. RNDr. Vladimír Král, CSc.

Cíl řešení:
Chemické modifikace povrchu porézního křemíku organickými rozpoznávacími prvky pro senzorové aplikace. Těžištěm prací je výzkum chemických reakcí, při kterých jsou na povrch porézního křemíku navázány vhodné organické látky. Hlavními úkoly jsou: (i) syntéza vhodných rozpoznávacích prvků a (ii) optimalizace jejich navázání vzhledem k morfologii porézního křemíku a velikosti navazovaných molekul. Smyslem chemických modifikací je: (i) získání základních znalostí o chemii povrchu nanostrukturního křemíku, (ii) zvýšení dlouhodobé stability fyzikálních vlastností porézního křemíku, (iii) využití modifikovaného materiálu k detekci chemických látek v plynném a kapalném stavu a (iv) určení typu interakcí mezi rozpoznávacími prvky na povrchu porézního křemíku a vybranými analyty kvantitativním studiem závislosti senzorové odezvy na množství analytu.

GA203/06/1368 „Příprava a studium amorfních chalkogenidových vrstev a jejich potenciální aplikace pro optický záznam a paměti“, 1/2006-12/2008, řešitel Prof. Ing. Tomáš Wágner, CSc., Univerzita Pardubice, FCHT, celkové náklady 3,274 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 3,274 mil. Kč.
(Rok 2008 – 1,068/1,068, 1d)

Spoluřešitelé:
- Ústav anorganické chemie AV ČR, v.v.i., Husinec-Řež, RNDr. Tomáš Grygar, CSc.
- Ústav jaderné fyziky AV ČR, v.v.i., Husinec-Řež, RNDr. Vratislav Peřina, CSc.

Cíl řešení:
V rámci projektu je studována příprava amorfních chalkogenidových vrstev, připravených metodou "spin coating", pulsní laserovou deposicí a magnetronovým naprašováním v kombinaci s opticky indukovanou difúzí a rozpouštěním stříbra (OIDR) u skelných systémů As-S, As-S-Se, Ge-Se i systému obsahujících stříbro, např. Ag-As-Sb-S, Ag-Ge-Se. Kinetika OIDR je měřena ze změny reflektivity dvojvrstev Ag/chalkogenid a spektrální elipsometrií určovány optické parametry vrstev. Pro nedestruktivní analýzy složení produktů po i v průběhu OIDR je používána metoda Rutherfordova zpětného rozptylu iontů (RBS). Struktura připravených vrstev i vrstev připravených OIDR před i po laserové expozici se určuje (mikro)Ramanovou, UV-vis-Infračervenou spektroskopií a rentgenovou (mikro)difrakcí. Dále jsou studovány i termické vlastnosti připravených tenkých vrstev a objemových vzorků diferenční skenovací kalorimetríí a fotokalorimetrií.

GA203/06/1488 „Anorganické molekuly a ionty v tenkých vodních filmech na povrchu smíšených hydrofilních/hydrofobních samouspořádaných monovrstev“, 1/2006 – 12/2008, řešitel RNDr. Martina Roeselová, PhD., Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i., Praha, celkové náklady 0,555 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 0,555 mil. Kč.
(Rok 2008 – 0,169/0,169, 6a)

Cíl řešení:
Chemické procesy probíhající na organických površích hrají významnou roli v mnoha oblastech, od biologie přes atmosférickou chemii až po nanotechnologie. V řadě heterogenních chemických reakcí je důležitým činitelem tenká vrstva vody adsorbovaná na povrchu, která vytváří velmi specifické reakční prostředí. K porozumění, kontrole a případnému využití heterogenních procesů je třeba získat detailní mikroskopické informace o struktuře a vlastnostech těchto tenkých vodních filmů a o solvataci inorganických molekul a iontů v nich. Za tím účelem bylo navrženo systematické zkoumání jedno- i vícesložkových samoorganizovaných monovrstev a jejich interakce s vodou a anorganickými molekulami a ionty pomocí molekulově dynamických simulací a ab initio výpočtů. Projekt je realizován v těsné součinnosti s experimentálními laboratořemi na Kalifornské univerzitě v Irvine.

GA203/07/0267 „Ternární skutterudity pro termoelektrické aplikace: od objemových vzorků k tenkým filmům“, 1/2007-12/2009, řešitel Ing. Jiří Navrátil, CSc., Ústav makromolekulární chemie AV ČR, v.v.i., Praha, celkové náklady 3,075 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 3,075 mil. Kč.
(Rok 2008 – 1,050/1,050, 5c)

Spoluřešitelé:
- Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v.v.i., Praha, Ing. Jarmila Walachová, CSc.
- Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Praha, Doc. Ing. Miroslav Jelínek, DrSc.

Cíl řešení:
Příprava polovodivých sloučenin se strukturou skutteruditu (CoAs3), které se v poslední době staly jednou z nejslibnějších skupin materiálů využitelných pro nové, výkonnější termoelektrické aplikace, tj. pro přímou přeměnu tepelné energie v elektrickou (termoelektrické generátory) či přeměnu obrácenou (termoelektrické chladící elementy). Jejich unikátní komplexní struktura umožňuje snížit mřížkovou tepelnou vodivost bez výrazného zhoršení jejich elektronických vlastností, a tak splnit jeden ze základních požadavků na nové termoelektrické materiály. Pro přípravu byly využity dvě strategie snižování mřížkové tepelné vodivosti - příprava ternárních skutteruditů a "plnění" prázdných dutin jejich struktury vhodnými atomy. Připravené skutteruditové sloučeniny jsou charakterizovány měřením jejich termoelektrických vlastností a dále je studována další možnost snížení jejich mřížkové tepelné vodivosti - příprava jejich velmi tenkých filmů pulsní laserovou depozicí.

GA203/07/0546 „Laserový rozklad karbonylů kobaltu a niklu za přítomnosti acetylenu pro přípravu kovových nanočástic, pokrytých uhlíkem“, 1/2007 – 12/2009, řešitel RNDr. Radek Fajgar, CSc., Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., Praha, celkové náklady 2,604 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 2,604 mil. Kč.
(Rok 2008 – 0,866/0,866, 7b)

Spoluřešitelé:
- Ústav anorganické chemie AV ČR, v.v.i., Husinec-Řež, Ing. Jan Šubrt, CSc.
- Ústav fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského AV ČR, v.v.i., Praha, RNDr. Zdeněk Bastl, CSc.
- Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Praha, Ing. Miroslav Maryška, CSc.

Cíl řešení:
Připravit amorfní nanočástice kobaltu a niklu, obalené stabilizující vrstvou amorfního uhlíku metodou chemické depozice z plynné fáze. Příprava je provedena za použití ArF excimerového laseru s využitím tří těkavých karbonylových prekurorů kovů a acetylenu jako zdroje uhlíku. Průběh reakce je monitorován a na základě získaných výsledků a znalosti konečných produktů bude navržen reakční mechanismus. Budou studovány rozdílné podmínky depozice (parciální tlaky, hustota záření) a jejich vliv na složení a velikost deponovaných částic, což umožní optimalizaci procesu. Bude provedeno temperování vzorků při teplotách do 1100 °C, což umožní krystalizaci jak kovového jádra, tak i uhlíkového obalu. Vliv kovu na krystalizaci diamantu bude studován za rozdílných podmínek (teplota, doba krystalizace). Vlastnosti depozitů amorfních i nanokrystalických budou studovány řadou spektroskopických a mikroskopických technik. Pro hlubší charakterizaci budou využity difrakce a měření magnetizace.

GA203/07/0717 „Chemické procesy podporované účinky laserového záření v systémech s plasmonickými kovovými nanočásticemi“, 1/2007 – 12/2009, řešitelka Doc. RNDr. Blanka Vlčková, CSc., Univerzita Karlova, Přírodovědecká fakulta, celkové náklady 4,166 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 4,166 mil. Kč.
(Rok 2008 – 1,306/1,306, 6d)

Spoluřešitel:
- Ústav makromolekulární chemie AV ČR, v.v.i., Praha, RNDr. Jiří Pfleger, CSc.

Cíl řešení:
Výzkum a využití současného působení laserového záření (pulzního i kontinuálního) zvolených parametrů a specifických chemických interakcí v systémech s plasmonickými kovovými nanočásticemi. Strategie výzkumu je zaměřena na objasnění mechanismů vybraných laserem-asistovaných chemických procesů, především adsorpce-desorpce, tvorby a zániku specifických vazeb kov-adsorbát a komplexace kovových iontů, jichž se účastní zvolené typy molekul (jak stabilních, tak vykazujících specifickou fotoreaktivitu) v systémech s Ag a Au nanočásticemi. Výsledků bude využito pro přípravu chemicky-modifikovaných nanočástic o velikosti optimální pro využití v plasmonice a pro vývoj funkčních souborů nanočástic, jejichž primární funkcí je poskytnutí SERS signálů řady strukturních typů molekul coby analytů. Vědecká výchova studentů a mezinárodní spolupráce jsou součástí projektu.

GA203/07/1424 „Samoorganizované porfyrinové nanostruktury“, 1/2007 – 12/2009, řešitel RNDr. Pavel Kubát, CSc., Ústav fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského AV ČR, v.v.i., Praha, celkové náklady 2,792 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 2,792 mil. Kč.
(Rok 2008 – 0,930/0,930, 6a)

Spoluřešitelé:
- Ústav anorganické chemie AV ČR, v.v.i., Husinec - Řež, Ing. Kamil Lang
- Univerzita Karlova v Praze, Přírodovědecká fakulta, RNDr. Jiří Mosinger, PhD.

Cíl řešení:
Příprava nových samoorganizovaných porfyrinových nanostruktur, jejichž velikost a tvar lze řídit změnou podmínek přípravy, a které mají unikátní fyzikálně chemické vlastnosti a atraktivní funkční vlastnosti. Jako stavební bloky budou využity deriváty meso-tetrafenylporfyrinu, metaloporfyriny, chloriny, safyriny a texafyriny lanthanoidů. Výzkum zahrnuje především: (1) Design stavebních bloků pro porfyrinové nanostruktury změnou okrajových substituentů, jejich umístěním, insercí kovu a změnou struktury makrocyklu. (2) Samoagregaci porfyrinů v roztocích řízenou rozpouštědlem, pH, teplotou, koncentrací solí, inkubační dobou, přítomností templátů a dalšími faktory. (3) Depozice samorganizovaných struktur z roztoku na různé typy substrátů.(4) Vizualizace těchto nanostruktur pomocí AFM a TEM vysokého rozlišení a měření fyzikálně chemických a fotofyzikálních vlastností převážně spektroskopickými metodami.

GA203/07/1443 „Orientované zeolitické vrstvy pro membránové separátory a reaktory“, 1/2007 – 12/2009, řešitel Ing. Pavel Hrabánek, PhD., Ústav fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského AV ČR, v.v.i., Praha, celkové náklady 2,600 mil. Kč, z toho ze státního rozpočtu 2,600 mil. Kč.
(Rok 2008 – 0,650/0,650, 5a)

Cíl řešení:
Vývoj zeolitických a substituovaných zeolitických kompozitních membrán. Vývoj kompozitních membrán je soustředěn na membránové systémy, které kombinují separační a katalytické vlastnosti. Klíčovými otázkami jsou: (i) úloha a povaha krystalické orientace a hranic krystalických zrn v membráně, (ii) vliv nosiče na krystalický růst a (iii) vliv inkorporace kovových iontů do zeolitické mřížky na krystalickou orientaci. Většina zeolitických membrán popsaných v literatuře je buď náhodně nebo jen částečně orientovaných. Současnými nedostatky v přípravě zeolitických membrán jsou především empirické závislosti. Z tohoto důvodu je základní myšlenkou projektu snaha přispět k vytvoření fyzikálně chemických představ a vztahů pro nukleaci a růst orientovaných zeolitických (MFI, MEL) a substituovaných (Ti, V) zeolitických vrstev. Dalším cílem projektu je zjištění separační účinnosti orientovaných zeolitických vrstev z hlediska praktických aplikací.



Další strana

Zpět na seznam


Celá tisková zpráva | Informační e-mail Vytisknout článek | Zdroj: Nanotechnologie v ČR, 2008

  Přečtěte si
Průvodce systémem veřejné podpory výzkumu a vývoje v ČR 2010.bmp

Skripta Nanotechnologie-p.Hosek

Průvodce 2009

Nanotechnologie2008

Mikroskopie skenující sondou

Inovace pro zítřejší svět

Strategie

Nanotechnologie

Bionanotechnologie

Konvergující technologie

Ekonomický rozvoj nanotechnologie


Další informace: Reklama Provozní podmínky Napište nám    Správce: © 2007 TANGER computersystems s.r.o.