Tím pre špičkový výskum anorganických materiálov (TRIANGEL), pôsobiaci na Univerzite Pavla Jozefa Šafárika (UPJŠ) v Košiciach sa stal špičkovým vedeckým tímom. Vybrala ho Akreditačná komisia Ministerstva školstva, vedy, výskumu a športu SR na svojom zasadnutí v rámci projektu „Špičkové vedecké tímy vysokých škôl na Slovensku“.
Tím TRIANGEL pozostáva z vysokoškolských učiteľov a vedeckých pracovníkov Ústavu chemických vied (ÚCHV) a pracovníkov Ústavu fyzikálnych vied (ÚFV) Prírodovedeckej fakulty UPJŠ v Košiciach, ktorí vzájomne niekoľko rokov vedecky spolupracujú na témach, ktoré sú v rámci Slovenska unikátne, vo svete patria k top výskumným zameraniam a ktoré na UPJŠ v Košiciach a Slovensku zaviedli práve členovia tímu TRIANGEL. Ich spolupráca je vyjadrená spoločnými pôvodnými vedeckými prácami. Zameranie výskumu členov tímu sa dotýka troch kategórií výskumu podľa ISI Web of Science, konkrétne (i) Chemistry, Inorganic & Nuclear; (ii) Physics, Condensed matter; (iii) Materials science, characterisation & testings“. Symbiózu a vzájomný prienik týchto troch kategórií výskumu vyjadruje aj akronym tímu, TRIANGEL.
Tím je relatívne mladý. Najstarší člen tímu má 48 rokov, najmladší 30 rokov. Vekový priemer kolektívu je 39 rokov. Zo všetkých šiestich špičkových tímov na UPJŠ v Košiciach, tím TRIANGEL patrí k vekovo najmladším. Nielen vekom sa tím líši, ale aj tým, že svoju pozíciu si musel vybudovať v neľahkých konkurenčných podmienkach na hrane zmeny spoločenského usporiadania. V čase, keď najstarší členovia tímu vstúpili do vedeckého života, neexistovali relatívne istoty v oblasti výskumu, ktoré poskytovalo obdobie pred rokom 1989 ani prístrojové a grantové možnosti, ktoré prinieslo súčasné obdobie. Podpora výskumu bola relatívne slabá, prístrojová infraštruktúra de facto neexistovala. A práve v tomto medziobdobí členovia tímu vďaka svojej odbornej erudovanosti a úsiliu položili základy, na ktorých je postavený špičkový tím TRIANGEL.
Tím pôsobí v oblasti výskumu usporiadaných nanopórovitých materiálov a metal-organic frameworks, magnetických nanočastíc a magnetických mikrodrôtov. Väčšina členov tímu absolvovala zahraničné pobyty na uznávaných vedeckých inštitúciách, odkiaľ priniesli nové témy a tieto od základov postupne systematicky rozvíjali až na medzinárodne uznávanú úroveň. Tím rozvíja témy, ktoré sú vo svetovom meradle intenzívne študované, ale na Slovensku absentovali, a tým je tím na Slovensku unikátny. Súčasne je potrebné zdôrazniť, že takmer všetky vedecké práce, ktoré členovia tímu publikujú, vznikli majoritne, myšlienkovo aj realizačne na pracovisku UPJŠ v Košiciach.
Aj pri svojom nízkom priemernom veku má tím excelentné scientometrické kritériá. Ak sa zohľadní vekový priemer tímu, podiel prác tematicky priamo naviazaných na problematiku UPJŠ v Košiciach, patrí tím zo šiestich vedeckých špičkových tímov na popredné miesto.
Jednotliví členovia tímu:
doc. RNDr. Vladimír Zeleňák, PhD.
Doc. RNDr. Vladimír Zeleňák, PhD. je odborníkom v oblasti anorganickej chémie a dlhodobo sa zaoberá problematikou štúdia výskumu usporiadaných nanopórovitých materiálov na báze SiO2, ako aj na báze MOF (metal organic framework) a túto dynamickú a globálne uznávanú problematiku zaviedol v rámci UPJŠ v Košiciach, ale bol priekopníkom aj v rámci Slovenska. Výsledky svojej práce publikoval v 92 pôvodných vedeckých prácach indexovaných vo WoS a Scopus, ako napr.: Inorg. Chem., Dalton Trans., J. Phys,. Chem. C, Chem., Chem. Mater., Phys. Rev., a iné a na tieto práce eviduje približne 1 500 SCI ohlasov. Z experimentálnych techník doc. Zeleňák zaviedol a rozvíja na pracovisku UPJŠ v Košiciach:
- používanie adsorpčných techník pri charakterizácii anorganických zlúčenín (adsorpčný analyzátor Qantachrome Nova);
- metódy výskumu permeability plynov cez pórovité membrány;
- termické metódy pre štúdium zlúčenín a materiálov (TG/DTA analyzátor Netzsch spojený s MS analyzátorom Aeolus);
- nové syntetické postupy pre prípravu materiálov (solvo/hydrotermálne metódy syntézy, sol-gel, dip-coating, mikroemulzné metódy).
Pravidelne oponuje vedecké práce do časopisov Microporous and Mesoporous Materials, Inorganic Chemistry, Chemical Engineering Journal, Catalysis Today, Nano Letters, Journal of Physical Chemistry C a iné. Je členom komisie pre obhajobu dizertačných prác v odbore Anorganická chémia. Je garantom na bakalárskom stupni štúdia za odbor Chémia a spolugarantom na doktorandskom stupni, v odbore Anorganická chémia. Výsledky práce doc. Zeleňáka je možné dokumentovať aj bohatou prednáškovou činnosťou na zahraničných konferenciách. Je členom Vedeckej rady Prírodovedeckej fakulty UPJŠ v Košiciach a vedeckej rady Ústavu geotechniky SAV v Košiciach.
prof. RNDr. Rastislav Varga, DrSc.
Prof. Rastislav Varga vypracoval v súčinnosti so špičkovými svetovými pracoviskami detailnú teóriu dynamiky doménovej steny v tenkých magnetických drôtoch s dôrazom na vplyv externých parametrov. Táto teória sa v súčasnosti využíva pri konštrukciách rôznych miniatúrnych senzorov, v technických a medicínskych aplikáciách. Tieto už našli uplatnenie v európskom priestore (senzor monitorovania apnoe vyvinutý pre Holandskú spoločnosť, Senzor detekcie nádorov, senzor merania teploty v Ti implantáte, senzory merania mechanického pnutia v kompozitoch a iných stavebných materiáloch, a pod.). Tieto snímače sú postavené na Transfere technológie pohybu doménovej steny (základný magnetizmus materiálov) v tenkom drôte využiteľný na meranie teploty, mechanického pnutia, magnetického poľa, a pod.
Prof. Rastislav Varga je členom komisie pre obhajoby doktorských dizertačných prác SKVH fyzika kondenzovaných látok a akustika – 010304, členom pracovnej skupiny Materiálový výskum a nanotechnológie RIS3 Výskumnej agentúry a členom rady APVV programu „Podpora výskumu a vývoja v podnikoch a podpora spolupráce podnikov s výskumnými organizáciami na obdobie rokov 2016 – 2019.
Prof. Varga je zakladateľom a predsedom predstavenstva RVmagnetics a. s., ktorá sa venuje transferu technológií využívajúcich pohyb jednej doménovej steny v tenkom magnetickom drôte na unikátne miniatúrne senzory teploty, mechanického tlaku, polohy, a pod.
doc. RNDr. Zuzana Vargová, PhD.
Odborne sa zameriava na oblasť výskumu podmienok prípravy a samotnú prípravu komplexných zlúčenín prechodných kovov s biomedicínskou a bioanalytickou aplikáciou a podieľa sa aj na vývoji materiálov na báze Heuslerových zliatin. Pri výskume využíva nasledovné metodiky: potenciometrické a NMR titrácie pre štúdium tvorby komplexných častíc v roztoku a FTIR spektroskopia, CHN analýza, Termická analýza, RTG analýza pri charakterizácii novo pripravených materiálov.
doc. RNDr. Adriana Zeleňáková, PhD.
Doc. RNDr. Adriana Zeleňáková, PhD. sa zaoberá štúdiom magnetických a štruktúrnych vlastností magnetických nanočastíc na báze Fe a Co s jadro/obal štruktúrou, ako aj nanokompozitov pozostávajúcich z magnetických nanočastíc, zapuzdrených do periodickej pórovitej matrice. Je odborníčka na skúmanie statických a dynamických magnetických vlastností. Je spoluautorkou 43 pôvodných vedeckých CC publikácií s približne 180 SCI citáciami. Má bohaté skúsenosti s experimentálnymi technikami ako sú: meranie magnetických vlastností s využitím zariadení MPMS-XL 5 a MPMS7 na báze SQUID, metódou DLS s použitím zariadenia Zetasizer, metódy štruktúrnej analýzy XANES, EXAFS, SAXS. Na pracovisku zaviedla arozvíja problematiku štúdia nanomagnetismu nanočasticových systémov pripravených metódou nanocastingu alebo reverznými micelovými metódami. Ide predovšetkým a štúdium vplyvu vnútro- a medzi-časticových interakcií v súboroch superparamagnetických nanočastíc, štúdium nerovnovážnej dynamiky a stavu superspinového skla.
Mgr. Miroslav Almáši, PhD.
Oblasť výskumu Mgr. Miroslava Almášiho, PhD. je zameraná predovšetkým na vývoj a aplikáciu pórovitých polymérnych koordinačných zlúčenín, známych ako Metal-Organic Frameworks. Tieto zlúčeniny patria v súčasnosti medzi nové, len krátku dobu študované materiály so širokou možnosťou uplatnenia v mnohých technologických odvetviach. Výskum spočíva v samotnej príprave materiálov, ktoré sú následne študované ako adsorbenty plynov (oxid uhličitý, metán, divodík), ako nosiče liečiv s kontrolovaným uvoľňovaním, katalyzátory, iónomeniče a taktiež sú študované ich magnetické vlastnosti (magnetokalorický efekt).
RNDr. Dáša Halamová, PhD.
RNDr. Dáša Halamová, PhD. sa venuje syntéze, charakterizácii, modifikácii a následnej aplikácii mezopórovitých materiálov typu SBA-12, SBA-15, SBA-16, MCM-41, MCM-48. Hlavným cieľom jej práce je potenciálna aplikácia mezopórovitých matríc ako transportných systémov pre kontrolované uvoľňovanie vybraných typov liečiv s analgetickým, antiflogistickým a antireumatickým účinkom (NSAID – non steroidal anti-inflammatory drugs, napr. naproxen, indometacin …). Uzatvorenie a následné uvoľňovanie liečiv sleduje vplyvom rôznych stimulov (UV žiarenie, pH, teplota, magnetické pole…). V oblasti „drug delivery system“ sa na uzatváranie a následné uvoľňovanie z matrice skúmajú najmä liečivá, pri ktorých je opodstatnené kontrolovať, resp. spomaliť ich uvoľňovanie do biologického systému z hľadiska menšej dávky lieku či nižšej frekvencie jeho podávania do organizmu. To má za následok podstatné zníženie negatívnych účinkov liečiva na organizmus.
RNDr. Pavol Hrubovčák, PhD.
RNDr. Pavol Hrubovčák, PhD. je mladým vedeckým pracovníkom. Zaoberá sa štúdiom magnetických vlastností nanočastíc, použitím zariadenia na báze SQUIDu a štúdiom nanočastíc mikroskopickými technikami (HRTEM, SEM).
Vedecké zameranie špičkového tímu je zakotvené vo viacerých oblastiach:
1. Oblasť usporiadaných nanopórovitých materiálov sa sústreďuje na výskum dvoch typov látok:
a.) usporiadanej nanopórovitej siliky a
b.) metalo-organických sietí (metal-organic frameworks)
a) Usporiadaná nanopórovitá silika – V. Zeleňák, D. Halamová, A. Zeleňáková, M. Almáši
Problematika usporiadanej nanopórovitej siliky (PNS) sa objavila na scéne v roku 1992, odvtedy púta v rámci svetového výskumu veľkú pozornosť. Na Slovensku ju adaptovali a rozvíjajú členovia tímu. Usporiadaná nanopórovitá silika sa na rozdiel od iných foriem SiO2 vyznačuje rovnomerne usporiadanými, unimodálnymi pórmi, ktorých veľkosť je možné ladiť od cca 4 nm až po 30 nm. Táto forma siliky sa pripravuje sol-gel metódou s využitím samo usporadúvania povrchovo aktívnych látok, ktoré pri syntéze tvoria štruktúrny motív. Existujú rôzne typy usporiadanej nanopórovitej siliky. Členovia tímu sa v rámci svojich prác zaoberali silikou hexagonálnej symetrie (MCM-41, SBA-15) a kubickej symetrie (SBA-12, SBA-16, MCM-48). Výhodou siliky je, že jej povrch je možné cielene chemicky modifikovať pre rôzny účel použitia. Členovia tímu sa v svojich prácach zaoberali návrhom syntéz usporiadaných nanopórovitých materiálov na báze siliky, ako aj jej použitím. Členovia tímu skúmali použitie PNS v nasledujúcich oblastiach:
- sorpcie oxidu uhličitého,
- vývoja nových nosičov liečiv s cieleným dodávaním a uvoľňovaním liečiva vplyvom fyzikálnych stimulov,
- prípravy kompozitných magnetických nanomateriálov.
b) Metalo-organické siete (metal-organic frameworks) – V. Zeleňák, M. Almáši
Problematika pórovitých metalo-organických sietí (MOF) je jednou z najrýchlejšie sa rozvíjajúcich oblastí chémie v priebehu uplynulého desaťročia. Na Slovensku túto problematiku zaviedli a rozvíjajú členovia špičkového tímu. Pórovité MOFs sú vysoko kryštalické, anorganicko-organické zlúčeniny s trojrozmernou štruktúrou. Vznikajú spájaním klastrov kovov, označovaných ako sekundárne stavebné jednotky (SBU), s multidentátnymi organickými ligandmi (napr. karboxylátmi) prostredníctvom koordinačných väzieb. Hybnou silou pri rýchlom rozvoji tejto oblasti chémie sú vynikajúce charakteristiky a vlastnosti pórovitých MOF, jeden gram takejto látky môže mať veľkosť povrchu niekoľko tisíc m2/g. MOF majú široké potenciálne využitie napr. v katalýze, magnetických aplikáciách, pri príprave luminiscenčných materiálov, ale najmä v oblasti uskladňovania a separácie plynov. S využitím konceptu „retikulárnej syntézy“ je možné veľkosti pórov v MOF ľahko meniť od angströmov po nanometre. Členovia tímu skúmajú použitie MOF v nasledujúcich oblastiach:
- sorpcie plynov,
- katalýzy,
- magnetických vlastností.
2. Oblasť magnetických mikrodrôtov – R. Varga, Z. Vargová
Oblasť magnetických drôtov sa sústreďuje na výskum a vývoj moderných multifunkčných materiálov s význačnými vlastnosťami. Sklom potiahnuté magnetické mikrodrôty sa vyznačujú extrémne rýchlym magnetizačným procesom, v dôsledku ktorého je možné ho snímať aj z veľkých vzdialeností jednoducho a bezkontaktne. Magnetizačný proces je navyše citlivý na magnetické pole, teplotu, mechanické pnutie, a pod. Tieto vlastnosti umožňujú následne aplikovať sklom potiahnuté mikrodrôty pri vývoji miniatúrnych multifunkčných senzorov a aktuátorov polohy, teploty a mechanického napätia.
3. Oblasť magnetických nanočastíc – A. Zeleňáková, V. Zeleňák, P. Hrubovčák
V oblasti výskumu magnetických nanočastíc tím používa na prípravu nanočastíc dva prístupy. Prvý prístup je založený na mikroemulznej reverznej micelovej metóde, pomocou ktorej sú pripravované magnetické nanočastice s core-shell štruktúrou. Druhý prístup má názov aj „nanocasting“, kde sa usporiadané nanopórovité matrice využívajú ako formy pri príprave nanočastíc. V závislosti na rozmernosti pórovitej matrice je možno ladiť magnetické interakcie medzi časticami. Pripravené magnetické systémy sa skúmajú:
- v oblasti fundamenálneho magnetizmu,
- v oblasti magnetického cielenia a zobrazovania.
*********************************************
Na UPJŠ v Košiciach pôsobí celkovo šesť špičkových vedeckých tímov:
- Kvantový magnetizmus a nanofyzika (QMAGNA) na Prírodovedeckej fakulte UPJŠ v Košiciach,
- Tím výskumu bioaktívnych látok pre biomedicínske aplikácie (Bioaktiv) na Prírodovedeckej fakulte UPJŠ v Košiciach,
- Excelentný tím pre výskum aterosklerózy (EXTASY) na Lekárskej fakulte UPJŠ v Košiciach,
- Tím pre špičkový výskum anorganických materiálov (TRIANGEL) na Prírodovedeckej fakulte UPJŠ v Košiciach,
- Košická Skupina Diskrétnej Matematiky (KOSDIM) na Prírodovedeckej fakulte UPJŠ v Košiciach,
- Onomaziológia – slovotvorba – typológia (OST) na Filozofickej fakulte UPJŠ v Košiciach.
Informácie a foto: UPJŠ v Košiciach/tím TRIANGEL
Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR
Uverejnila: VČ