Od koro k nano? Na UJEP ano! - UJEP | Univerzita J. E. Purkyně

Od koro k nano? Na UJEP ano!

Nanotechnologie se “díky” novému koronaviru staly ještě aktuálnějším tématem, než jakým již v posledních letech pro svůj dynamický rozvoj byly. I vědci na našich fakultách (přírodovědecké a životního prostředí) k tomu mají hodně co říci. A hlavně co dělat.

Kromě již zmiňovaných nanozymů se výzkum na UJEP soustředí také na oblast nanovlákenných vrstev využívaných pro filtraci vzduchu. Druhou významnou oblastí výzkumu na UJEP je nový způsob přípravy nanovlákenného textilního kompozitu, využitelného pro výrobu krytu drobných ran a poranění. Aplikované nanotechnologie, obor s obrovskou budoucností, lze na UJEP samozřejmě i STUDOVAT.

V čem UJEP v nanotechnologiích vyniká?

Profesorka Pavla Čapková z Přírodověděcké fakulty vysvětluje podstatu úspěchů, které UJEP v oblasti nanotechnologiích realizovala:

Univerzita J. E. Purkyně v Ústí nad Labem navázala na tradici založenou Technickou Univerzitou v Liberci, využila chemickou tradici Ústeckého kraje a vytvořila chemicky modifikované antimikrobiální nanovlákenné textilie, jejichž stabilita antimikrobiální účinnosti byla ověřena na dlouhodobých filtračních testech.  Nanovlákenné textilie jsou známé svojí vlastností propouštět vzduch a při tom nepropouštět mikroorganismy díky svojí nanoporozitě. Využívají se proto v medicínských aplikacích nejen jako roušky pro zdravotnický personál ale i jako materiál pro krytí ran, zejména spálenin, protože umožňují pokožce dýchat, ale nepropustí mikroorganismy způsobující zánětlivé procesy. Další užitečnou aplikací pro nanovlákenné textilie jsou čističky vzduchu.

Nicméně všechny příklady využití nanovlákenných textilií řeší jeden závažný problém. Tímto problémem je bio-film, který se vytvoří na vnější straně nanovlákenné textilie, kde se zachycené mikroorganismy začnou množit a vytvoří film, který postupně ucpe všechny nanopóry. Tato komplikace je problémem nejen u roušek, ale zejména u nanovlákenných filtrů v čističkách vzduchu.

Tento problém vyřešili nanotechnologové Přírodovědecké fakulty a Fakulty životního prostředí na UJEP v rámci projektu MPO spolu s Nanovií/Nanotex s.r.o Litvínov.  Řešení spočívá v ukotvení vybraných molekul vysoce účinné antimikrobiální látky na povrch nanovlákenných textilií. Výzkum na UJEP zahrnoval testování různých typů antimikrobiálních látek z hlediska jejich antimikrobiální aktivity. Se zapojením výpočetní chemie byla zvolena látka, která nejen obstála v široké antimikrobiální účinnosti, ale i z hlediska stability ukotvení na daném typu polymerního vlákna.

Chemická modifikace nanovlákenných textilií není ve výzkumných laboratořích nová idea, avšak stabilita ukotvení modifikující látky a její bezpečnost je problém, který výzkumníci dosud neřešili. Nicméně při filtračních aplikacích je stabilita chemické modifikace klíčový parametr. Zde se velmi osvědčil počítačový design nanomateriálu a jedinečné spojení experimentální a výpočetní chemie. Technologie přípravy antimikrobiálních nanovlákenných textilií vypracovaná v laboratorním měřítku byla ověřena na průmyslové lince v Nanovii s.r.o. Litvínov a je připravena k průmyslovému využití.

Aktuální oblasti výzkumu nanotechnologií na UJEP

V současné době probíhá výzkum především v těchto oblastech znázorněných na následujícím obrázku.

Studijní obory v oblasti nanotechnologií na UJEP

Na UJEP probíhá i studium v oboru nanotechnologií. Konkrétně na Přírodovědecké fakultě ve formě magisterského a doktorského studia.

  • Navazující magisterské studium Aplikované nanotechnologie klade důraz na schopnosti mezioborové komunikace absolventů. Skladba předmětů je koncipována tak, aby vyváženě pokrývala fyzikální a chemické metody v nanotechnologiích i nanobiotechnologie a reflektovala současné trendy v materiálovém výzkumu v oblasti aplikovaných nanotechnologií. Studijní program zahrnuje využití fyzikálních a chemických technologií při přípravě nanomateriálů pro ochranu životního prostředí (nové typy sorbentů, katalyzátorů, membrán pro recyklační technologie…) a pro biomedicínské aplikace (nanomateriály pro diagnostiku, biosenzory a tkáňové inženýrství).
  • Doktorský program Aplikované technologie je zaměřen na teoretické znalosti i praktickou přípravu nanomateriálů ve čtyřech zaměřeních: Fyzikální metody přípravy nanomateriálů, Chemické metody přípravy nanomateriálů, Bionanotechnologie zaměřené na přípravu biosenzorů, Počítačový design nanomateriálů.

Text jsme do značné míry převzali opět z webu projektu Smart-Mateq spravovaný naší FSE UJEP. Děkujeme!