![Zahlavi](/export/sites/avcr.cz/.content/galerie-obrazku/aktuality/2023/2020-01-29_Martin-Kalbac_Ustav-fyzikalni-chemie-J-Heyrovskeho_web-19.jpg_1987258066.jpg)
AMULET se zaměří na vývoj multiškálových materiálů, získal téměř půl miliardy
01. 12. 2023
Využití by mohly najít například v elektrotechnice, lékařství či environmentálních technologiích. Řeč je o takzvaných víceškálových neboli multiškálových materiálech. Jejich výzkumem a vývojem se zabývají vědci a vědkyně v projektu AMULET, který sdružuje osm partnerů z akademické a výzkumné sféry. Konsorcium nyní získalo finanční podporu ve výši téměř půl miliardy korun ve výzvě Špičkový výzkum v rámci operačního programu Jan Amos Komenský Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy.
Cíl projektu AMULET (Advanced MUltiscaLe materials for key Enabling Technologies) je jasně daný – vyvinout progresivní materiály se širokým aplikačním potenciálem. Kombinací nularozměrných (kvantové tečky), jednorozměrných (např. nanotrubičky) a dvojrozměrných (např. grafen) materiálů vyvíjejí odborníci materiály multiškálové, které mají nové, neobvyklé vlastnosti. Propojením těchto nanomateriálů tak lze získat inteligentní hmotu s unikátními funkcionalitami a překvapivým využitím v mnoha různých oborech.
O jaké neobvyklé vlastnosti konkrétně jde? Podle hlavního koordinátora projektu Martina Kalbáče z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR jich je celá řada a není úplně jednoduché je definovat obecně: „Uvedl bych příklad grafenu, což je asi nejznámější dvojdimenzionální materiál. Je opticky transparentní a současně elektricky vodivý, což lze například využít pro aplikace v dotykových obrazovkách. Rovněž je zajímavé, že se v něm nosiče náboje, například elektrony, mohou pohybovat na velkou vzdálenost, aniž by byly rozptýleny. To lze v praxi využít třeba pro konstrukci elektronických součástek.“
Nicméně grafen je polokov a není možné jej v této podobě využít pro aplikace v klasických tranzistorech, kde je potřeba polovodivý materiál. Pokud však správně zkombinujeme dvě grafenové vrstvy, může za určitých podmínek výsledný materiál vykazovat polovodivé vlastnosti. Takové změny v zásadních fyzikálních vlastnostech jsou v rámci makroskopických objektů jen těžko představitelné,“ doplňuje vědec.
Martin Kalbáč z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského je hlavním koordinátorem projektu AMULET.
Moderní materiálová věda
Současné směry materiálové vědy čerpají inspiraci v přírodě. Nad rámec přirozeně se vyskytujících prvků a sloučenin příroda umožňuje tzv. materiálovou genetiku, tedy skládání a „křížení“ materiálových složek v 3D prostoru. „V poslední době je velmi populární výzkum jednodimenzionálních a dvojdimenzionálních materiálů. Jednou z hlavních myšlenek projektu je tyto materiály vzájemně a cíleně zkombinovat,“ říká Martin Kalbáč a dodává, že projekt propojí řadu směrů v oblasti výzkumu nanomateriálů, což může přinést nečekané objevy.
Odborníci budou zkoumat, jak víceškálové materiály reagují s biologickým prostředím, zda je lze využít pro elektrochemické či optické senzory, v elektro-fotochemické katalýze pro odstraňování škodlivých látek ze vzduchu a vody. Budou také testovat nová nano/mikrozařízení, jež lze využít pro přeměnu, výrobu a skladování energie.
Do projektu AMULET je zapojena velká část domovského ústavu Martina Kalbáče. „Jako významné směry bych zmínil například přípravu a využití atomárních klastrů, rozvoj superrozlišené optické mikroskopie nebo využití víceškálových materiálů pro speciální senzory a detektory, na kterém budeme úzce spolupracovat s Matematicko-fyzikální fakultou Univerzity Karlovy,“ doplňuje vědec.
Na pokrok a směřování výzkumu bude v mezinárodní vědecké radě projektu AMULET dohlížet mimo jiné Konstantin Novoselov, držitel Nobelovy ceny za fyziku za objev grafenu. „Profesor Novoselov je jako objevitel grafenu ikonou v oblasti výzkumu 2D materiálů. Moc mě těší, že se jej podařilo do vědecké rady projektu získat. Zároveň bych chtěl poděkovat kolegovi Matěji Velickému, který v tomto ohledu velmi pomohl,“ dodává Martin Kalbáč.
Půlmiliardová podpora
AMULET uspěl v konkurenci 66 projektů přihlášených do výzvy Špičkový výzkum v operačním programu Jan Amos Komenský, který spravuje Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy. Výzva je zaměřená na podporu výzkumu s potenciálem excelentních výsledků uplatnitelných v praxi. Peníze jsou určené excelentním výzkumným týmům, které jednak pomůžou českým vědeckým institucím prohloubit vztahy se zahraničním partnery a v dlouhodobém horizontu též posílí konkurenceschopnost České republiky.
Projekt koordinovaný Ústavem fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR z operačního programu získá téměř půl miliardy korun. „Přibližně třetina této částky připadá na můj domovský ústav. Jsem velmi rád, že jsme projekt získali, neboť nám pomůže udržet odborníky, o které bychom jinak v důsledku nedostatku financí nejspíše přišli,“ říká Martin Kalbáč.
Konsorcium se skládá z osmi partnerů – pěti pracovišť Akademie věd ČR a tři českých univerzit. „Koordinace takto velkého projektu je celkem výzva. Na druhou stranu mi s ní bude pomáhat administrativní tým z našeho pracoviště. Partnerské instituce zastupují moji kolegové, se kterými se mi vždy dobře pracovalo, a tak věřím, že na tuto spolupráci úspěšně navážeme,“ uzavírá koordinátor projektu Martin Kalbáč.
Do projektu jsou zapojena následující pracoviště:
Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR
hlavní koordinátor projektu Martin Kalbáč (článek o výzkumech Martina Kalbáče vyšel v časopise A / Věda a výzkum 1/2020)
Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR
Jiří Homola (článek o výzkumech Jiřího Homoly vyšel v časopise A / Věda a výzkum 2/2017)
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR
Petr Cígler (podcast natočený s Petrem Cíglerem si můžete poslechnout zde)
Fyzikální ústav AV ČR
Jiří Červenka (podcast natočený s Jiřím Červenkou si můžete poslechnout zde)
Ústav jaderné fyziky AV ČR
Anna Macková
Univerzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakulta
Jana Kalbáčová Vejpravová
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Zdeněk Sofer
Univerzita Jana Evangelisty Purkyně, Přírodovědecká fakulta
Zdeňka Kolská
Tisková zpráva včetně kontaktů je k dispozici na webových stránkách AV ČR.
Text: Markéta Wernerová, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR, s využitím tiskové zprávy AV ČR
Foto: Jana Plavec, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR
Text a fotografie jsou uvolněny pod svobodnou licencí Creative Commons.
Přečtěte si také
- Chemičkou jsem se chtěla stát už od čtrnácti let, říká Adéla Šimková
- Vědci vyvinuli novou kontrastní látku, která pomůže včas odhalit skryté nemoci
- Rostliny v sobě mají neuvěřitelné chemické bohatství, říká Tomáš Pluskal
- Krotitelé molekul: vědci objevili, jak zvýšit kapacitu molekulárních čipů
- Od vynálezu k praxi. Firma vyzkouší metodu jednodušší výroby metanolu
- Badatelé představili 3D materiály pro rekonstrukční a plastickou chirurgii
- Proč se Země a Venuše vyvinuly odlišně? Napoví mise, jíž se účastní i Češi
- Nová zobrazovací metoda pomůže rychleji identifikovat například rakovinné tkáně
- Počítačový model ucha: čeští vědci vyvinuli unikátní nástroj ke zkoumání sluchu
- Čeští vědci odhalili π-díru v molekulách, potvrdili tak dekády známou teorii
Humanitní a filologické vědy
Vědecká pracoviště
- Etnologický ústav AV ČR
Filosofický ústav AV ČR
Orientální ústav AV ČR
Slovanský ústav AV ČR
Ústav pro českou literaturu AV ČR
Ústav pro jazyk český AV ČR
Výzkumné projekty ústavů této sekce mají rovněž význam pro celonárodní kulturu a vzdělanost. V literární vědě je třeba nově zpracovat poválečné období české literatury, včetně literatury nezávislé. Naproti tomu klasická studia se soustřeďují na latinské písemnictví v našich zemích a na soupis našich literárních památek do r. 1800. Jazykověda se orientuje na výzkum národního jazyka a jeho historického vývoje v jeho spisovné i nespisovné podobě. Pozornost filozofie je upřena ke studiu filozofických směrů 20. století - k fenomenologii, filozofii existence, ale i k analytické filozofii a teorii vědy - stejně jako k odkazu myslitelů jako J. A. Komenský či J. Patočka. Literatura a jazyky slovanských zemí jsou předmětem naší slavistiky. Orientalistika, která má u nás dlouhou tradici, se věnuje studiu orientálních jazyků, dějinám a kultuře Předního východu, Indie, Číny a arabského světa. Etnografie a folkloristika se vedle tradičních témat hmotné a duchovní lidové kultury zabývá i aktuálními problémy etnických studií emigrace a reemigrace i adaptací jiných etnik v českém prostředí. Rovněž výzkum české hudební kultury je příspěvkem této sekce k poznání a ochraně našeho kulturního dědictví. Sekce zahrnuje 6 ústavů s přibližně 360 zaměstnanci, z nichž je asi 250 vědeckých pracovníků s vysokoškolským vzděláním.