Projektová činnosť

Medzinárodné

NANOConVEX CIG – – Nanokvapaliny pre zariadenia na prenos tepla prúdením NANOConVEX CIG
Nanofluids for convective heat transfer devices NANOConVEX CIG
Program: COST
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Timko Milan, CSc.
Anotácia: V projekte využíjeme nadobudnuté výsledky a skúsenosti v aplikáciách nami pripravených magnetických nanokvapalín vo vysokovýkonových transformátoroch za účelom zníženia ich pracovnej teploty, zvýšeniu odvodu tepla od jadra transformátora pri zachovaní ich izolačných charakteristík čo samozrejme bude mať vplyv na zvýšenie doby života a znížení nákladov na ich prevádzku.
Doba trvania: 1.5.2020 – 30.4.2021
MAGBBRIS – Nové magnetické biomateriály pre obnovu mozgu a zobrazovanie po mozgovej príhode
New MAGnetic Biomaterials for Brain Repair and Imaging after Stroke
Program: ERANET
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Kopčanský Peter, CSc.
Anotácia: Prípravou nového magnetického nano-biomateriálu dosiahneme obnovu tkaniva v súvislosti s ischemickými prípadmi. Využijeme výhody nanotechnológie doručiť terapeutický rastový faktor sekretom do oblasti poškodeného mozgu. Podľa World Health Organization až 15 miliónov osôb trpí každý rok infarktom mozgu. Dostupné liečenie je iba akútna trombolytická terapia (farmakologická alebo mechanická), ktorá je poskytnutá menej ako 10% postihnutým pacientom z dôvodov striktných výberových kritérií. Na druhej strane liečenie krvného riečiska nervových vlákien môže poskytnúť možnosť zahrnúť takýchto pacientov do procedúr. MAGBBRIS predstavuje skutočnosť, že rastúce faktory, sekretované endoteliálne bunky, s preukázaným potenciálom obnovy tkaniva môžu byť uzavreté v magnetickom biomateriáli a môžu byť bezpečne a úspešne zavedené do mozgu myši a tam indukovať obnovu tkaniva. V ischemickom mozgu sekretom môže byť podržaný pôsobením externého magnetického poľa a takto vylepšiť obnovu ciev a regeneráciu neurogenného tkaniva po infarkte.
Doba trvania: 1.3.2018 – 28.2.2021
NANOUPTAKE – Prekonanie bariiér pre komerčné využitie nanokvapalín (NANOUPTAKE)
Overcoming Barriers to Nanofluids Market Uptake ( NANOUPTAKE)
Program: COST
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Timko Milan, CSc.
Anotácia: Nanokvapaliny sú definované ako kvapaliny obsahujúce nanometrové nanočastice so zvýšeným efektom prenosu tepla. Nanočastice zlepšujú efektívne výmenu tepla a uchovávanie tepelnej energie. Hlavným cieľom a zámerom projektu NANOUPTAKE COST Action je vytvorenie siete výskumných, vývojových a inovatívnych inštitúcií a kľúčových industriálnych partnerov na vývoj a rozvoj využitia nanokvapalín ako pokročilých materiálov pre prenos tepla a uchovávania tepelnej energie pre zvýšenie účinnosti tepelnej výmeny a systémov na zálohovanie energie. Jedná sa o vývoj a zvládnutie prípravy nanokvapalín a charakterizácie ich vlastností, aby bolo dosiahnuté zvýšenie efektívnosti prenosu základných vedeckých poznatkov do systému priemyselného využitia, aby sa umožnilo prekonať prekážky, ktoré teraz bránia tomuto primeranému transféru. Vzhľadom na zložitosť tohto cieľa, synergiu možno dosiahnuť len v dlhšom časovom rámci, a to prostredníctvom spoločných pracovných stretnutí, spoločných publikácií, spoločného výskumu v rámci Horizontu 2020 a výmene poznatkov s inými výskumnými skupinami v rámci iných COST Akcií.
Web stránka projektu: http://www.cost.eu/COST_Actions/ca/CA15119
Doba trvania: 19.4.2016 – 18.4.2020
Nanoparticles in anisotropic soft matter
Program: Medziakademická dohoda (MAD)
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Tomašovičová Natália, CSc.
Doba trvania: 1.1.2013 – 31.12.2015

Národné

Získavanie energie magnetickými kvapalinami
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Rajňák Michal, PhD.
Doba trvania: 1.1.2024 –
NANOFLIT – Nano-funkcionalizácia kvapalín pre olejové transformátory
Nano-functionalization of liquids for liquid-immersed transformers
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Rajňák Michal, PhD.
Anotácia: Aktuálny rast spotreby elektrickej energie a ekologizácia jej distribúcie predstavujú spolu so súčasným zdražovaním materiálov na výrobu distribučných transformátorov výzvu pre aplikovaný výskum v oblasti elektroenergetiky. Zámerom predkladaného projektu je reagovať na túto výzvu funkcionalizáciou súčasne používaných kvapalín v elektrických transformátoroch s cieľom efektívne zvýšiť ich chladiacu účinnosť so zachovaním alebo zlepšením ich dielektrických a izolačných vlastností. Pre tento projekt budú vybrané kvapaliny používané v distribučných transformátoroch výrobcu, ktorý je odberateľom výsledkov tohto výskumu. Ide predovšetkým o komerčné kvapaliny na báze skvapalneného zemného plynu, syntetických a prírodných esterov. Na základe súčasných poznatkov vedeckého výskumu budú tieto kvapaliny funkcionalizované nanotechnologiami a nanomateriálmi, ktorými je možné výrazne zlepšiť tepelnú vodivosť, prirodzenú aj termomagnetickú konvekciu a zefektívniť tak celkový tepelný transport v kvapalinách. Na funkcionalizáciu budú použité nanoaditíva prevažne z uhlíka (fulerén, nanodiamant) a oxidov železa, či iných feromagnetických prvkov. Na funkcionalizovaných kvapalinách budú uskutočnené laboratórne merania fyzikálno-chemických, elektrických, magnetických a tepelných vlastností. Podľa výsledkov analýz laboratórnych experimentov a numerických simulácii budú vybrané nanokvapaliny s najväčším potenciálom pre zlepšenie tepelných a izolačných vlastností transformátora. Vybrané nanokvapaliny budú testované priemyselným partnerom (odberateľom výsledkov výskumu) a následne aplikované vo vybranom distribučnom 250 kVA transformátore. Takýto transformátor bude podrobený otepľovacím skúškam a elektrickým meraniam na transformátore. Je možné očakávať, že nanofunkcionalizáciou kvapalín sa dosiahne nižšia pracovná teplota transformátora, čo môže viesť k predĺženiu životnosti transformátora, ale aj k výrobe menších, materiálovo nenáročných transformátorov.
Doba trvania: 1.7.2023 – 30.6.2027
Procesy samousporiadania v mäkkých hybridných zmesiach kvapalných kryštálov a nanočastíc
Self-organization processes in soft hybrid mixtures of liquid crystals and nanoparticles
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Tomašovičová Natália, CSc.
Anotácia: Cieľom projektu je rozšíriť výskum kvapalných kryštálov dopovaných rôznymi nanočasticami z pohľadusamousporiadania, ktorý má nepopierateľný význam nielen vo všetkých oblastiach prírodných vied, ale mávýrazný dopad aj na spoločenské vedy. V takýchto kompozitoch je proces samousporiadania riadený slabýmvzájomným pôsobením nanočastíc, samousporiadaním matrice a topologickými defektami. Experimentálne sazameriame na samousporiadanie v týchto kompozitoch vyvolané elektrickým/magnetickým poľom na rôznychúrovniach (mikro-, nano-) a na preskúmanie tohto procesu v rôznych fázach, izotropnej, nematickej,cholesterickej. Očakávame, že naše výsledky môžu byť využité v aplikáciách ako je riadený transport materiálu,magnetické/elektrické prepínače/senzory, chemické senzory, biosenzory, mikrofluidné zariadenia, lab-on-a-chip zariadenia atď. Sme presvedčení, že systematické štúdie v tejto oblasti môžu zásadne zmeniť súčasnépoznanie.
Doba trvania: 1.1.2021 – 31.12.2024
Štruktúra a dynamika magnetických kvapalín v elektrickom poli
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Rajňák Michal, PhD.
Anotácia: Magnetické kvapaliny (MK) sú suspenzie magnetických nanočastíc (MNČ) v nosnej kvapaline. Ich správanie vmagnetickom poli je intuitívne a na vedeckej úrovni dobre preskúmané. V oblasti základného výskumu súaktívne skúmané aj elektrické vlastnosti MK, ktorých pochopenie a následná aplikácia v praxi si vyžadujúprehlbujúce experimentálne štúdium. Ide najmä o mechanizmus elektrického preskoku a štruktúrne zmeny MK vexternom elektrickom poli. Cieľom predkladaného projektu je experimentálne skúmať tieto javy v MK na bázenepolárnych kvapalín. Riešenie projektu zahŕňa vizualizáciu a výskum dynamiky vodivého kanála s analýzou vovzťahu k teoretickému modelu záchytu elektrického náboja na MNČ, dielektrickú spektroskopiu, neutronografiu amikroskopiu MK v elektrickom poli. Ďalším cieľom projektu je realizovať také experimenty, ktoré prispejú kpotvrdeniu, alebo vyvráteniu hypotézy o potenciálnej elektro-magnetickej väzbe medzi spontánnym magnetickýmmomentom a indukovanou elektrickou polarizáciou MNČ.
Doba trvania: 1.1.2020 – 31.12.2023
NANOELEN – Nanokvapaliny v elektrotechnike
Nanofluids in Electrical Engineering
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Rajňák Michal, PhD.
Anotácia: Predkladaný projekt je zameraný na výskum nanokvapalín na báze alternatívnych chladiacich aelektroizolačných kvapalných médií, akými sú oleje na báze skvapalneného zemného plynu, prírodných esterova nové typy transformátorových olejov. Na báze týchto kvapalných médií budú pripravené nanokvapalinyobsahujúce magnetické nanočastice, fulerény, grafén, či uhlíkové nanorúrky. Účelom prípravy nanokvapalín jezlepšiť chladiacu účinnosť kvapalného média. Na pripravených nanokvapalinách budeme skúmať ichdielektrické, izolačné, magnetické a tepelné vlastnosti. Nakoniec, chladiaca účinnosť skúmaných nanokvapalínbude testovaná v elektrických transformátoroch so záťažou. Cieľom tohto projektu je teda vyvinúť zdokonalenékvapalné média pre chladenie a izoláciu v elektrotechnike, ktorých využitie bude mať potenciál úspory elektrickejenergie, predĺženia životnosti elektrotechnických zariadení a ochrany životného prostredia.
Doba trvania: 1.7.2019 – 30.6.2023
FRUSTKOM – Frustrované kovové magnetické systémy
Frustrated metallic magnetic systems
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Gabáni Slavomír, PhD.
Anotácia: Doterajšie experimentálne aj teoretické štúdium frustrovaných magnetických systémov (FMS) bolo sústredené hlavne na dielektrické systémy. Tieto systémy sa vyskytujú v 2D a 3D mriežkach na báze rovnostranných trojuholníkov, pričom v dielektrikách je interakcia medzi jednotlivými spinmi systému dobre definovaná a popísaná. V kovových FMS (K-FMS), ktoré boli doposiaľ omnoho menej študované, významnú úlohu zohráva ďaleko-dosahová nepriama výmenná interakcia medzi spinmi sprostredkovaná vodivostnými elektrónmi (RKKY interakcia). K neveľkému počtu K-FMS patria aj niektoré kovové boridy vzácnych zemín majúce fcc (napr. HoB12, ErB12) alebo Shastryho-Sutherlandovu (napr. TmB4, HoB4, ErB4) štruktúru. Predkladaný projekt si kladie za cieľ experimentálne preskúmať vplyv vysokého tlaku (hydrostatického aj jednoosového), legovania a anizotrópie na magnetické, transportné a tepelné vlastnosti K-FMS, ktoré v týchto K-FMS ešte neboli študované. Pionierskou prácou bude pritom hlavne priame pozorovanie magnetickej štruktúry jednotlivých oblastí fázového diagramu K-FMS pomocou spinovo-polarizovanej skenovacej tunelovej mikroskopie. Preskúmaná bude tiež dynamika magnetickej štruktúry (vplyv rýchlosti zmeny magnetického poľa na túto štruktúru) a štúdium magnetických excitácií (metódou neutrónového rozptylu) vo vybraných tetraboridoch a dodekaboridoch. Náročné experimentálne štúdium, pre ktoré sú už k dispozícii kvalitné vzorky aj vhodné metodiky, bude podporené teoretickou interpretáciou získaných výsledkov a teoretickým rozpracovaním kvantovo štatistických modelov s cieľom prispieť k hlbšiemu pochopeniu fyzikálnej reality vo vyššie spomínaných materiáloch.
Web stránka projektu: http://extremeconditions.saske.sk/projects/
Doba trvania: 1.8.2018 – 31.12.2022
Makroskopicky anizotrópne kompozity na báze kvapalnych kryštálov a magnetických nanočastíc
Macroscopic anisotropic composites based on liquid crystals and magnetic nanoparticles
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Tomašovičová Natália, CSc.
Anotácia: Predkladaný projekt je zameraný na základný výskum kompozitných materiálov zložených z kvapalnýchkryštálov a rôznych magnetických nanočastíc. Kombinácia anizotrópnych vlastnosti kvapalných kryštálov s magnetickými vlastnosťami nanočastíc umožňuje pripraviť kompozity s unikátnymi magnetickými a optickými vlastnosťami, ktoré jednotlivé zložky same o sebe nevykazujú. Navrhované experimenty sa zameriavajú nazvýšenie citlivosti týchto kompozitných systémov (ktoré sú v kvapalnom stave) na magnetické pole a pripraviť materiály s unikátnymi dielektrickými, magnetickými a optickými vlastnosťami. Hlavným cieľom projektu je ovplyvniť citlivosť týchto anizotrópnych systémov na vonkajšie magnetické pole pridaním vhodných magnetických nanočastíc a urobiť pokrok pre ich potenciálnu aplikáciu v rôznych magneto-optických alebo dielektrických zariadeniach, napríklad ako senzorov nízkych magnetických polí alebo ako svetelná clona.
Doba trvania: 1.1.2017 – 31.12.2020
Interakcia magnetických kvapalín s elektromagnetickým poľom
Interaction of magnetic fluids with electromagnetic field
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Timko Milan, CSc.
Anotácia: Predkladaný projekt sa bude zaoberať štúdiom magnetických princípov mechanizmu ohrevu – hypertermie v systéme magnetických nanočastíc, vzhľadom na spôsob prípravy, rozmeru a rozmerovej distribúcie a magnetických vlastností. Okrem bežne používaných biokompatibilných sférických nanočastíc, budú predmetomaj doteraz celkom nepreskúmané špeciálne pripravené magnetozómy a magnetoferitín obsahujúci sférické nanočastice magnetitu. Získané skúsenosti pre dosiahnutie vysokého špecifického výkonu ohrevu umožníaplikovanie nanočastíc pri liečeni nádorov v biomedicíne. Ďalej budú študované tieniace účinky (absorbcia a odraz) magnetických kvapalín na báze transformátorových olejov, ktoré môžu popri jedinečných chladiacich a izolačných lastnostiach vykazovať aj charakteristiky spoľahlivého tienenia pre elektromagnetické zariadenia.Skúmaná bude tiež radiačná stabilita magnetických kvapalín v elektromagnetických poliach a iných typoch ožiarenia.
Doba trvania: 1.1.2016 – 31.12.2019
Citlivosť kvapalných kryštálov s nanočasticami na vonkajšie magnetické pole
Sensitivity of liquid crystals containing nanoparticles to external magnetic field
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Kopčanský Peter, CSc.
Anotácia: Predkladaný projekt sa bude sa bude zaoberať štúdiom kompozitných systémov kvapalných kryštálov s nanočasticami hlavne magnetickými s cieľom ovplyvniť citlivosť týchto kompozitných systémov na vonkajšie magnetické pole. Predmetom štúdia budú nové doteraz nepreskúmané typy kvapalných kryštálov s tzv. banánovými molekulami ako aj tradičné kalamitické kvapalné kryštály s tyčinkovitými molekulami. Bude preskúmaný tiež vplyv nanočastíc na fázový prechod z izotrópnej do nematickej fázy vo vonkajšom magnetickom poli a očakáva sa indukovanie tohto fázového prechodu pomocou magnetického poľa. Tiež bude študovaná odozva spomínaných systémov na slabé magnetické pole (do 0,1T), čo v princípe môže viesť k novým magneto-optickým aplikáciam, ako je napríklad mapovanie magnetického poľa.
Doba trvania: 1.1.2013 – 31.12.2016