Centrum nanotechnologií vyvíjí "likvidní" materiály

Tyto nanomateriály mohou sloužit v mnoha oblastech lidské činnosti, od ochrany životního prostředí přes medicínu a materiály pro optoelektroniku až po konstrukční materiály s vysokou pevností a zvýšenou tepelnou odolností.

Centrum, které je součástí Vysoké školy báňské - Technické univerzity Ostrava (VŠB-TUO), je vysoce odborným vysokoškolským ústavem, a vzniklo přeměnou původního Ústavu chemie materiálů. Ačkoli je laické veřejnosti méně známé, začalo ostravské Centrum nanotechnologií (CNT) jako první v ČR vyučovat studijní program, zaměřený na nanotechnologie.

Centrum zaměstnává tři desítky špičkových odborníků, a s dalšími spolupracuje externě. Vyučuje, nebo se podílí na výuce studentů, vedení diplomových a doktorských prací a vlastní i speciální laboratoř s akreditací na zkoušky kvality a vlastností materiálů, paliv, vody, zeminy, olejů i odpadů.

Až k podstatě hmoty

"Zjednodušeně můžeme říci, že pracujeme s hmotou na úrovni jejích nejmenších částic - atomů a molekul a vytváříme umělé struktury, které nelze nalézt v přírodě. Tyto struktury se přitom snažíme vybavit požadovanými, předem danými vlastnostmi. To nám umožňuje vytvářet zcela nové materiály, s novými schopnostmi. Například nové lékové formy s nanočásticovými nosiči, které cíleně dopraví léčivo na určené místo v organismu, nebo nanomateriály, které rozkládají organické nečistoty a karcinogeny a pomocí nanofiltrů čistí ovzduší a vodu," konstatuje profesorka Pavla Čapková, ředitelka CNT.

Vývoj nanomateriálů v CNT je směrován k praktickému využití a díky tomuto zaměření spolupracuje s průmyslovými partnery jednak v oblasti samočisticích nátěrových a stavebních hmot, jednak v oblasti vývoje nových lékových forem i ve vývoji nových typů plastů pro konstrukční materiály s větší mechanickou pevností i tepelnou odolností než klasické konstrukční materiály. "Vedle toho se podílíme na vývoji nových nanomateriálů pro medicínské využití - pro dezinfekci povrchů, pro krytí ran, a podobně," říká Pavla Čapková.

Komplexní výzkum a vývoj nanomateriálů v ústavu CNT zahrnuje všechny etapy - od počítačového modelování přes vlastní technologie až po testování jejich vlastností a registraci užitných a funkčních vzorů nanomateriálů. Mimořádnou pozornost centrum věnuje také bezpečnosti vyvíjených nanomateriálů, to znamená zajištění jejich stability tak, aby nedocházelo k uvolňování nanočástic do životního prostředí. Součástí výzkumu je i studium vlivu mikro a nanočástic pocházejících z dopravy i průmyslových výrob na životní prostředí a lidské zdraví. V této problematice CNT spolupracuje s patologií Fakultní nemocnice Ostrava. Cílem společného projektu je analyzovat nanočástice kovů a jejich sloučenin v tkáních a odhalit souvislosti mezi kvalitou pracovního a životního prostředí a diagnózou.

Slibná (nano)budoucnost

Do budoucna se počítá s ještě větším rozvojem ostravského nanocentra. Mělo by se stát jedním z významných "klientů" superpočítačového centra IT4Innovation. To mu umožní využít počítačový design nanomateriálů a předurčení jejich vlastností. Tím se urychlí celý proces vývoje. Počítačové modelování navíc umožňuje pochopit vztah mezi strukturou, složením a vlastnostmi nanomateriálů a tím cíleně upravovat technologie směrem k požadovaným vlastnostem.

Díky přesahům na průmysl, ekologii i zdravotnictví se CNT zapojilo hned do několika projektů rozvoje vědy, výzkumu a inovací s podporou Evropské unie. Mimo to má pracoviště vlastní aktivity přesahující rámec Moravskoslezského kraje i České republiky. Ke špičkovým mezinárodním projektům patří např. projekt zabývající se vlivem nanočástic pocházejících z brzdového obložení automobilů na zdraví a životní prostředí, tj. projekt ve spolupráci s SIU v Carbondale (Southern Illinois University Carbondale, USA) a s Technickou Univerzitou v Pekingu (BUCT Beijing, Čína), nebo výzkum nanokompozitních materiálů ve spolupráci s IWF - Leibnitz Institut Dresden v Německu a s WaltherMeissner - Institut Bavarian Academy of Sciences and Humanities, Garching v Německu.