Národné

TopoSQ2D – Topologická supravodivosť v kvantových dvojrozmerných zaradieniach
Topological superconductivity in quantum two-dimensional devices
Program:	IMPULZ
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Gmitra Martin, PhD.
Anotácia:	Projekt je zameraný na výskum van der Waalsovských dvojrozmerných materiálov so zameraním na nové kvantovo-mechanické javy indukované spinovo-orbitálnou interakciou a jej súhru s magnetizmom, topológiou a supravodivosťou. Na tento účel bude založené nové výskumné laboratórium kvantových materiálov s úzkym prepojením teoretickej expertízy v oblasti spinovo-orbitálnej interakcie a experimentánymi odbornými znalosťami v oblasti supravodivosti. Výskum bude zameraný na skúmanie elektronických vlastností pripravených heteroštruktúr v normálnej a supravodivej fáze pomocou skenovacej tunelovej mikroskopie a magnetotransportných meraní. Teoretické štúdie budú zamerané na výpočet elektrónovej štruktúry z prvých princípov, kvázičasticových interferenčných spektier a transportných vlastností s cieľom interpretovať namerané dáta a usmerniť ďalší experimentálny výskum. Študované systémy budú následne využité pre návrhy možných realizácií zariadení využívajúce topologické aspekty supravodivosti relevantné pre kvantové výpočty.
Doba trvania:	1.4.2022 –

Získavanie energie magnetickými kvapalinami
–
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Rajňák Michal, PhD.
Doba trvania:	1.1.2024 –

STRIPEX – Vplyv dynamických nábojových pásov na kvantové magnety a supravodiče v extrémnych podmienkach
Influence of dynamic charge stripes on quantum magnets and superconductors in extreme conditions
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	doc. RNDr. Gabáni Slavomír, PhD.
Anotácia:	Projekt je zameraný na riešenie naliehavého fundamentálneho problému genézy tzv. dynamických nábojových pásov (DNP) – nehomogénnej distribúcie oscilácií vodivostných elektrónov – a ich vplyvu na vlastnosti silne korelovaných elektrónových systémov (SCES). Nábojové pásy hrajú dôležitú úlohu vo vysokoteplotnej supravodivosti (HTSC) kuprátov a tiež sú základom mechanizmov zodpovedných za vznik kolosálnej magnetorezistencie v manganitoch, kobaltitoch, HTSC na báze železa, atď. Pozorovať priamo vplyv DNP na rozptyl nosičov náboja v uvedených SCES je veľmi náročné kvôli ich komplexnému zloženiu, nízkej symetrii kryštálovej štruktúry a vysokej citlivosti na vonkajšie podmienky. Namiesto nich je vhodné použiť modelové SCES. Takýmito modelovými materiálmi sú dodekaboridy vzácnych zemín (RB12) s Jahn-Tellerovou štruktúrnou nestabilitou a separáciou elektrónovej fázy na nanometrovej škále, v ktorých bol po prvýkrát spoľahlivo stanovený vzhľad pásov dynamického náboja tak pre supravodiče (ZrB12, LuB12) ako aj pre kvantové magnety (R = Ho, Er, Tm). Komplexné štúdium DNP bude rozšírené o ďalšie modelové systémy na báze hexaboridov (RB6) a frustrovaných kvantových magnetov na báze tetraboridov vzácnych zemín (RB4), a bude zahŕňať vplyv vonkajších extrémnych podmienok, ako sú veľmi nízke teploty, vysoké magnetické polia a tlaky.
Doba trvania:	1.7.2024 – 30.6.2028

Laditeľné štruktúry vo feromagnetických cholesterických kvapalných kryštáloch
Tunable structures in ferromagnetic cholesteric liquid crystals
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Lacková Veronika, PhD.
Doba trvania:	1.1.2024 – 31.12.2027

Magnetická frustrácia a kvantové oscilácie v kvázi 2D a 3D boridoch
–
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	doc. RNDr. Gabáni Slavomír, PhD.
Anotácia:	Boridy tvoria širokú triedu materiálov s rôznorodými fyzikálnymi vlastnosťami. Kovové geometricky frustrovanémagnetické tetraboridy (REB4), kde RE predstavuje prvok zo skupiny vzácnych zemin, sú kvázi-2D frustrovanésystémy s rôznou silou anizotropie a rovnakou kryštálovou mriežkou. Tieto systémy tvoria ideálne prostredie preštúdium súvislostí medzi anizotropiou a magnetizačnými procesmi. Pomocou odklonu magnetického poľa odľahkej osi magnetizácie je možné pozorovať aj tie zložky medzi-spinových interakcií ktoré sa neprejavujú pri poliorientovanom v smere ľahkej osi čo prispeje k vývoju presnejších teoretických modelov. Štúdiom kvantovýchoscilácií v SmB6, ktoré je považované za predstaviteľa silne korelovaných topologických systémov, a v inýchvybraných hexaboridoch bude možné prispieť originálnymi výsledkami do dlhotrvajúcej diskusie či sa v prípadeSmB6 jedná o topologický izolátor alebo nie. Otázka pôvodu kvantových oscilácií v SmB6 je totiž stále veľmiaktuálnou a otvorenou.
Doba trvania:	1.1.2024 – 31.12.2027

Necentrosymetrické supravodiče
–
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Kačmarčík Jozef, PhD.
Doba trvania:	1.1.2024 – 31.12.2027

LSD – Nízkorozmerné supravodivé aparáty
Low-dimensional Superconducting Devices
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Szabó Pavol, CSc.
Anotácia:	V modernej nanovede, materiálovom výskume a obzvlášť v kvantových technológiách sa veľmi nízke teploty stali dôležitým nástrojom. Zmenšovanie fyzikálnych systémov až na veľkosť, kde kvantová fyzika preváži nad klasickou, prináša množstvo nových, čisto kvantových javov a otvára možnosti vzniku nových tried kvantových materiálov. V rámci navrhovaného projektu sa zameriame na nízkorozmerné kvantové zariadenia, vrstevnaté heteroštruktúry pozostávajúce z kombinácie atomárne tenkých supravodivých vrstiev a ďalších vrstiev, čo môžu byť izolátory, kovy, či feromagnety. V takýchto systémoch môžu byť narušené symetrie, ktoré môžu viesť ku netriviálnym topologickým kvantovým stavom relevantným pre budúce technológie.Atomárne tenké vrstevnaté materiály sú systémy, kde sa pomer objemu a povrchu limitne blíži k nule, a teda ich fyzikálne vlastnosti sú silno ovplyvnené rozhraním s inými systémami. Aj preto tieto kvázi dvojrozmerné materiály vytvárajú platformu pre množstvo kvantových efektov, ktoré je možné očakávať v heteroštruktúrach, či aparátoch vytvorených vertikálnym ukladaním týchto vrstiev. Existujú dva typy vrstvených systémov – atomárne tenké umelo pripravené van der Waalsove heteroštruktúry [Science 353, aac9439 (2016)] a prirodzene vrstvené trojrozmerné kryštálové systémy. Špeciálnou triedou prirodzene vrstvených materiálov sú tzv. misfitové štruktúry, v ktorých sa striedajú atómové vrstvy hexagonálnych dichalkogenidov prechodných kovov s vrstvami tetragonálnych iónových monochalkogenidov vzácnych zemín v tej istej supermriežke [APL Mater 10, 100901 (2022)]. Objavuje sa v nich nový stav kvantovej hmoty, Isingova supravodivosť, ktorá vyplýva z narušenej inverznej symetrie a silnej spin-orbitálnej väzby, ako sme nedávno ukázali. Misfity je tiež možné exfoliovať na ultra tenké vrstvy, a preto ich tiež možno použiť ako jednotky vo vertikálne vrstvených heteroštruktúrach.
Doba trvania:	1.9.2024 – 31.12.2027

SUSTAIN – Príprava a vlastnosti magneticky tvrdých a mäkkých materiálov bez kritických prvkov pre trvalo udržateľný rozvoj
Processing and performance of critical-elements-free hard and soft magnetic materials for sustainable development
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Škorvánek Ivan, CSc.
Doba trvania:	1.7.2024 – 31.12.2027

Vylepšenie supravodivých parametrov vysoko-entropických zliatin tenkých filmov
Enhancement of superconducting parameters in high-entropy alloy thin films
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Pristáš Gabriel, PhD.
Anotácia:	Supravodivé materiály sa stali neoddeliteľnou súčasťou najnovších technológii ako napr. kvantové počítače,jednofotónové detektory, magnetická rezonancia, SQUID a pod. Dosiahnutie supravodivosti pri izbovýchteplotách už nie je jediným cieľom, ale kľúčovým sa stáva cielené vylepšovanie supravodivých parametrov(horné kritické pole, kritická teplota) pre potreby aplikácií. Extrémne podmienky vo forme veľmi nízkych teplôt,vysokých tlakov a zredukovania dimenzií do kvázi dvoch rozmerov sú veľmi silnými nástrojmi pri tejto snahe.Obzvlášť, oblasť tenkých filmov prináša možnosť ovplyvniť supravodivé vlastnosti viacerými externýmiparametrami (napr. hrúbka filmu, typ podložky, rozhrania). Hlavným cieľom projektu je vylepšovaniesupravodivých vlastností vysoko-entropických zliatin a ďalších materiálov vo forme tenkých filmov za účelom ichpoužitia v budúcich aplikáciách kvantových technológii.
Doba trvania:	1.1.2024 – 31.12.2027

R1-Kareem Abdul – Misfolding proteins in amyloid diseases and their prevention/therapy
Misfolding proteins in amyloid diseases and their prevention/therapy
Program:	Iné projekty
Zodpovedný riešiteľ:	MTech. Kareem Hanan Abdul
Doba trvania:	1.9.2023 – 31.8.2027

Magneticky modifikovaný textil
Magnetically modified textiles
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	doc. RNDr. Kopčanský Peter, CSc.
Doba trvania:	1.7.2023 – 30.6.2027

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

Viaczložkové ligandy ako modulátory cieľov spojených s patogenézou Alzheimerovej choroby
–
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	doc. RNDr. Gažová Zuzana, DrSc.
Doba trvania:	1.7.2023 – 30.6.2027

Diskrétna gravitácia, kvantové javy a ich aplikácia na rôzne druhy fyzikálnej reality
–
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Pinčák Richard, PhD.
Doba trvania:	1.1.2023 – 31.12.2026

Funkcionalizované magnetické nanočastice pre MRI zobrazovanie distribúcie liečiva v pľúcach pri experimentálnom syndróme akútnej respiračnej tiesne (ARDS)
Functionalized magnetic nanoparticles for MRI imaging of drug distribution in the lungs in experimental acute respiratory distress syndrome (ARDS)
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Koneracká Martina, CSc.
Anotácia:	Predkladaný projekt je zameraný na syntézu a funkcionalizáciu magnetických nanočastíc pre MRI zobrazovanie distribúcie liečiva N-acetylcysteín v pľúcach pri experimentálnom syndróme akútnej respiračnej tiesne (ARDS). Prvým krokom bude príprava konjugátu pozostávajúceho z magnetických nanočastíc modifikovaných funkčnými skupinami vhodnými na konjugáciu liečiva. Funkcionalizácia častíc a konjugácia liečiva sa bude optimalizovať a študovať fyzikálno-chemickými metódami akými sú napr. UV/Vis a IČ spektroskopia, mikroskopia, kalorimetria či magnetické merania. V ďalšej fáze bude konjugát analyzovaný pomocou MRI a porovnaný s vlastnosťami komerčne dostupných MRI kontrastných látok. V treťom kroku sa vytvorí relevantný model ARDS a pripravené magnetické nanočastice s naviazaným liečivom budú aplikované do pľúc. Následne sa budú zobrazovaťpomocou optimalizovaných MRI techník s cieľom študovať priestorovú distribúciu liečiva v pľúcach pri ARDS.Výstupy projektu majú priamy aplikačný potenciál pre klinickú prax.
Doba trvania:	1.1.2023 – 31.12.2026

Magneticky mäkké nanokryštalické materiály pripravené nekonvenčnými technikami tepelného spracovania
Soft magnetic nanocrystalline materials prepared by unconventional thermal processing techniques
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Škorvánek Ivan, CSc.
Doba trvania:	1.1.2023 – 31.12.2026

Mezoškálové javy v systémoch polymérnych a nepolymérnych látok a metodológia skúmania
–
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Sedlák Marián, DrSc.
Doba trvania:	1.1.2023 – 31.12.2026

Teoretické štúdium vlastností geometricky a interakčne frustrovaných magnetických systémov
–
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Jurčišinová Eva, PhD.
Doba trvania:	1.1.2023 – 31.12.2026

MagNaFs – Magnetické nanokvety pre biomedicínske aplikácie
Magnetic nanoflowers for biomedical applications
Program:	Plán obnovy EÚ
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Khmara Iryna, PhD.
Anotácia:	V súčasnosti sú nanorozmerné materiály veľmi zaujímavé pre ich potenciál využitia v širokom spektre oblastí, najmä v biomedicínskych aplikáciách ako napr. v detekcii, včasnej diagnostike a účinnej liečbe onkologických ochorení. Jednou z nových terapií, ktoré sa v súčasnosti aktívne vyvíjajú je magnetická hypertermia (MH), ktorá predstavuje alternatívny prístup k lokálnej liečbe nádorov. MH využíva teplo vygenerované magnetickými nanočasticami (MNČ), ktoré sú vystavené striedavému magnetickému poľu. Čím lepšie sa MNČ zohrievajú, tým nižšia koncentrácia MNČ je potrebná v malígnom rakovinovom tkanive čo vedie zároveň aj k zníženiu rizika vedľajších účinkov. Preto schopnosť a rýchlosť ohrevu týchto MNČ je mimoriadne dôležitá. Z tohto pohľadu zhlukovanie MNČ do nanokvetov, nových systémov z hľadiska morfológie vykazujúcich štruktúru podobnú kvetu, môže zlepšiť ich zahrievacie charakteristiky v porovnaní s ich stavebnými blokmi, t. j. monokryštálmi MNČ, a tým zvýšiť účinnosť MH.
Doba trvania:	1.9.2024 – 31.8.2026

SASiFER-LC – Samousporiadané štruktúry vo feromagnetických kvapalných kryštáloch
Self-assembled structures in ferromagnetic liquid crystals
Program:	Plán obnovy EÚ
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Lacková Veronika, PhD.
Doba trvania:	1.9.2024 – 31.8.2026

MikroFlex – Pružné mikroštruktúry a mikroroboty pre biomedicínske labon-chip aplikácie
–
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	doc. Ing. Tomori Zoltán, CSc.
Anotácia:	Rozmach biomedicínskych „lab-on-chip“ (LOC) aplikácií za posledné dve desaťročia priniesol potrebu miniaturizácie konvenčných mechanických zariadení: ovládačov, snímačov, resp. manipulátorov. Svetlom ovládané mechanické mikroštruktúry zachytené a polohované pomocou optickej pinzety sa dajú ľahko integrovať do mikrofluidného LOC prostredia. Prevažná väčšina mikroštruktúr riadených svetlom sa pripravuje dvojfotónovou polymerizáciou. Hlavným cieľom projektu je využitie možností, ktoré ponúkajú pružné (deformovateľné) mikroštruktúry doteraz nepoužité v biomedicínskych aplikáciách. Zameriame sa na dve dobre definované oblasti LOC aplikácií: na mikroreológiu a na mikromanipuláciu so živými bunkami. Vyvinieme mikroviskozimetre, ktoré využívajú účinok okolitého kvapalného prostredia na deformáciu (vychýlenie) flexibilných mikropružiniek. Nové viskozimetre budú ukotvené na povrchu podložného sklíčka, alebo budú mobilné a opticky prenosné vo vnútri mikrofluidného systému. Navrhneme a otestujeme svetlom riadené elastické mikroroboty na zachytenie, transport a uvoľnenie jednotlivých živých buniek. Automatizáciou práce vyvinutých mikromanipulátorov dosiahneme, aby autonómnym spôsobom budovali mnohobunkové systémy napodobňujúce tkanivá. Na uľahčenie vývoja a optimalizácie pružných mikroštruktúr určíme materiálové vlastnosti fotopolymérov porovnaním experimentálnych výsledkov získaných pri deformácii mikroštruktúr s výsledkami numerických simulácií.
Doba trvania:	1.7.2022 – 30.6.2026

REBCOAPL – REBCO masívne supravodiče na báze Y, Gd, Sm a Eu pre praktické aplikácie
–
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Diko Pavel, DrSc., akademik US Slovenska
Anotácia:	Projekt je zameraný na výskum a vývoj vybraných REBCO masívnych monokryštalických supravodičov (MMS).Preskúmame systémy YBCO, GdBCO, SmBCO a EUBCO, ktoré sú v súčasnosti preferované z hľadiska zvládnutiaich výrobnej technológie a špecifických aplikácií. Na základe našich najnovších výsledkov sa zameriame nalegovanie LREBCO (LRE- ľahké vzácne zeminy) prvkami, ktoré potláčajú substitúciu Ba/LRE v kryštálovejmriežke, pridanie nanokryštalického BaCeO3, bimodálnu rozmerovú distribúciu piningových centier a konfiguráciuotvorov v REBCO MMS. Výsledky výskumu uplatníme pri vývoji technológie výroby MMS s optimalizovanýmisupravodivými a mechanickými vlastnosťami. Využitie výsledkov výskumu a vývoja dosiahnutých v rámci projektupredpokladá výrobca MMS CAN Superconductors s.r.o.
Web stránka projektu:	https://websrv.saske.sk/uef/oddelenia-a-laboratoria/laboratorium-materialovej-fyziky/
Doba trvania:	1.7.2022 – 30.6.2026

Dekoherencia v mechanických rezonátoroch pri nízkych teplotách
–
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Človečko Marcel, PhD.
Doba trvania:	1.1.2022 – 31.12.2025

Funkčné nano- a mikrodrôty s význačnými vlastnosťami.
Functional nano- and microwires with outstanding properties
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Kováč Jozef, CSc.
Anotácia:	Projekt je zameraný na vývoj a charakterizáciu funkčných nano a mikrodrôtov, ktoré sa vyznačujú význačnýmifyzikálnymi vlastnosťami v podobe javu tvarovej pamäte, magnetokalorického javu, magnetickej bistability a pod.Tieto vlastnosti sa dajú s výhodami použiť pri konštrukcii miniatúrnych senzorov a aktuátorov teploty, predĺženiaa pod. Na výrobu týchto materiálov budú použité škálovateľné metódy (elektrodepozícia, Taylor Ulitovskimetóda), ktoré umožňujú prípravu veľkého množstva vzoriek a tým aj jednoduchý prechod k aplikáciám. Cieľomje preskúmať najdôležitejšie parametre určujúce funkčné vlastnosti , čo umožňuje následne uvedené javymodifikovať z pohľadu pracovného rozsahu a amplitúdy. Tvar drôtu vnáša do uvedených javov tvarovúanizotropiu, ktorá dokáže zvýrazniť funkčné vlastnosti vo vybranom smere a uľahčuje následnú aplikáciuuvedených materiálov.
Doba trvania:	1.1.2023 – 31.12.2025

Iónové kvapaliny a hlboko eutektické zmesi ako modulátory stability a agregácie proteínov
–
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Fedunová Diana, PhD.
Doba trvania:	1.1.2022 – 31.12.2025

Produkcia ťažkých kvarkov ako sonda kvantovej chromodynamiky
Heavy quark production as a probe of Quantum Chromodynamics
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	doc. RNDr. Nemčík Ján, CSc.
Anotácia:	Projekt je zameraný na ďalší rozvoj a testovanie teoretických popisov rôznych javov kvantovej chromodynamiky (QCD) v úzkej náväznosti na najnovšie fenomenologické modely časticovej fyziky. Hlavný dôraz sa kladie na štúdium niekoľkých zásadných aspektov QCD dynamiky v produkcii ťažkých kvarkov, hlavne v elektroprodukcii kvarkónií na protónových a jadrových terčíkoch pri vysokých energiách súvisiacich s prebiehajúcimi meraniami na urychľovači LHC, ako aj s prípravou fyzikálneho programu nedávno schváleného elektrón-iónového zrážača (Electron-Ion Collider (EIC)).
Doba trvania:	1.1.2022 – 31.12.2025

Štúdium a modifikácia vlastností pavúčieho proteínu nadprodukovaného v Escherichia coli
–
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr., Ing. Šipošová Katarína, PhD.
Doba trvania:	1.1.2022 – 31.12.2025

Teoretické štúdium kooperatívnych javov v silne korelovaných elektrónových a spinových systémoch
Theoretical study of cooperative phenomena in strongly correlated electron and spin systems
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Farkašovský Pavol, DrSc.
Anotácia:	Predkladaný projekt je venovaný teoretickému štúdiu kooperatívnych javov v silne korelovaných elektrónových a spinových systémoch. Špeciálna pozornosť bude kladená na špecifikovanie kľúčových mechanizmov, ktoré vedú k formovaniu a stabilizácii nehomogénneho nábojového a spinového usporiadania, supravodivosti, itinerantného feromagnetizmu, elektrónového feroelektrického a magnetokalorického javu z dôvodu veľkého aplikačného potenciálu týchto javov a ich vzájomnej koexistencie. Štúdium bude prevedené na komplexnom modeli, ktorý bude čo možno najrealistickejšie zohľadňovať fyzikálne pomery v zlúčeninách vzácnych zemín a prechodových kovov a ktorý okrem spinovo nezávislej coulombovskej interakcie v d páse a f páse vezme do úvahy aj spinovo závislú (double-exchange) interakciu medzi oboma pásmi. Na riešenie tohto modelu plánujeme rozpracovať nové numerické metódy, ktoré budú následne použité v kombinácii so štandardnými metódami kvantovej štatistickej fyziky (DMRG a QMC) na štúdium vyššie spomínaných javov.
Doba trvania:	1.1.2022 – 31.12.2025

HERO – Elektrokatalyzátory pre efektívnu produkciu vodíka pre budúce elektrolyzéry a palivové články
–
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Baťková Marianna, PhD.
Anotácia:	Rozvoj aktivít v oblasti vodíkových technológií podporila vo svojom strategickom dokumente „Stratégia vodíka preklimaticky neutrálnu Európu“ aj Európska komisia a Slovensko má dnes vypracovanú národnú vodíkovú stratégiu.Už v roku 2015 bola založená Národná vodíková asociácia na podporu výskumu, implementácie a využívaniavodíkových technológií. V súčastnosti v Košiciach vzniká Vodíkové technologické centrum s hlavnou koncepciou„Power-to-Gas“ využívajúcou obnoviteľné zdroje energie bez negatívnych dopadov na ľudský život a závislosti nafosílnych palivách. Voda je dôležitým zdrojom vodíka a elektrolýza vody sa javí ako najsľubnejšia technológia navýrobu vodíka. Avšak skôr než bude možné uznať vodík za ekonomicky rentabilný zdroj paliva a využívať ho prerozsiahle aplikácie s mimoriadnym energetickým potenciálom, je nevyhnutné vyvinúť jednoduché, efektívne abezpečné metódy jeho získavania. Zatiaľ elektrochemicky najaktívnejšie katalyzátory pre vývoj vodíka (HER) snajnižším nadpätím sú vzácne kovy. Vysoké náklady a nedostatok vzácnych kovov motivujú vedcov k hľadaniukonkurenčných lacných alternatív. Vnútorná štruktúra fosfidov prechodných kovov ich predurčuje k využitiu akoelektrokatalyzátory, ktoré by mohli výrazne vylepšiť výkon v zostave membránových elektród pre vývoj vodíka.Vynikajúca disperzia a pórovitosť takýchto elektrokatalyzátorov umožní plné využitie aktívnych miest v elektródovejreakcii a tým zlepšenie elektrokatalytickej účinnosti. Preto je hlavnou výzvou tohto projektu zníženie výrobnýchnákladov na výrobu vodíka a zároveň udržanie vysokej účinnosti elektrolýzy vody v membránovýchelektrolyzéroch. Podstatný cieľ projektu bude venovaný zdokonaleniu elektródových materiálov elektrolýzy vody nabáze modifikovaných uhlíkových vlákien, výsledkom čoho bude technológia, ktorá by mala viac priblížiť využitievodíka ako paliva v komerčných aplikáciách.
Doba trvania:	1.7.2021 – 30.6.2025

PRESPEED – Perspektívne elektrónové spinové systémy pre budúce kvantové technológie
Perspective electronic spin systems for future quantum technologies
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Vargová Hana, PhD.
Anotácia:	Projekt si kladie za cieľ komplexné pochopenie možností a limitujúcich faktorov elektrónových spinových systémovpre kvantové počítanie a kvantové spracovanie informácie, ktoré bude skúmané kombináciou pokročilýchanalytických a numerických metód zahrňujúcich okrem iného exaktné mapovacie transformácie, teóriulokalizovaných magnónov, exaktnú diagonalizáciu, metódy tenzorových sietí, teóriu funkcionálu hustoty, Monte Carlo simulácie a metódu renormalizačnej grupy pre maticu hustoty. Konkrétne vyšetríme možnosť stabilizácie bipartitného a multipartitného kvantového previazania ako zásadného kvantového javu nevyhnutného pre kvantové počítanie a kvantové spracovanie informácie aspoň po teplotu kvapalného dusíka alebo dokonca až po izbovú teplotu. Preskúmame tiež spôsobilosť pulznej elektrónovej spinovej rezonancie na manipuláciu spinových qubitov. Kvantové spinové systémy s topologicky chránenými hranovými stavmi spôsobilými na topologické kvantové počítanie budú podrobne preskúmané spoločne s niektorými vybranými kvantovými spinovými reťazcami študovanými v spojitosti s uskutočnením kvantovej teleportácie. Frustrované Heisenbergove spinové systémy podporujúce buď prítomnosť netriviálnej skyrmionovej fázy alebo fáz magnónových kryštálov budú skúmané v súvislosti s možnosťou uschovania kvantovej informácie alebo realizácie zložitejších kvantových obvodov. Heteroštruktúry zložené z atomárne tenkých vrstiev viazaných van der Waalsovými silami budú preskúmanévzhľadom na možnosť supravodivého párovania a topologického kvantového počítania. Študované elektrónové spinové systémy sú motivované snahou pochopiť netradičné správanie existujúcich reálnych magnetických materiálov, alebo budú prípadne doplnené o príslušné návrhy ich experimentálnej realizácie.
Doba trvania:	1.7.2021 – 30.6.2025

Teoretické štúdium frustrovaných magnetických systémov
Theoretical study of frustrated magnetic systems
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Jurčišin Marián, PhD.
Doba trvania:	1.7.2021 – 30.6.2025

Topologicky netriviálne magnetické a supravodivé nanoštruktúry
–
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	prof., RNDr. Samuely Peter, DrSc., akademik US Slovenska
Doba trvania:	1.7.2021 – 30.6.2025

Analýza obrazových sekvencií metódami hlbokého učenia vo vybraných biofyzikálnych experimentoch
–
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	doc. Ing. Tomori Zoltán, CSc.
Doba trvania:	1.1.2022 – 31.12.2024

Anomálne škálovanie v turbulentných systémoch s narušenou symetriou
Anomalous scaling in turbulent systems with symmetry breaking
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Jurčišin Marián, PhD.
Anotácia:	Turbulentné správanie sa patrí medzi základné vlastnosti rôznych makroskopických fyzikálnych, chemických,biologických, sociálno-ekonomických, finančných ako aj environmentálnych systémov.Typickými, veľmi dobre známymi príkladmi turbulentného pohybu sú rôzne atmosférické javy (tornáda, hurikány,cyklóny, atď.), turbulentné prúdenia v riekach a oceánoch a turbulentné prúdenia v elektricky vodivýchprostrediach (pohyb vonkajšieho zemského jadra, slnečný vietor, atď.). Základnou úlohou teoretického výskumuturbulentných systémov je v prvom rade pochopenie fundamentálnych fyzikálnych vlastností turbulentnýchprúdení, ktoré sú spoločné pre všetky turbulentné systémy, a ktoré by potenciálne mohli byť v budúcnostiaplikované v technickej praxi. V tejto súvislosti, hlavným cieľom projektu je štúdium vplyvu narušenia symetriírozvinutých turbulentných prostredí na vlastnosti anomálneho škálovania korelačných funkcií fluktuujúcich polí ako aj na univerzálne charakteristiky turbulentných systémov.
Doba trvania:	1.1.2021 – 31.12.2024

Funkčné magnetické materiály s perovskitovou štruktúrou na báze oxidov vzácnych zemín a prechodných kovov
Functional magnetic materials with perovskite structure based on rare earth and transition metal oxides
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Mihalik Marián, CSc.
Anotácia:	Časť projektu je venovaná štúdiu multiferroických materiálov a ďalšia časť možnej funkcionalite materiálov sperovskitovou štruktúrou z hľadiska uskladnenia vodíka alebo aplikácie koloidu s nanočasticami na hypertermiu.Zahŕňa prípravu substitučných tuhých roztokov a konštrukciu magnetických fázových diagramov RTO3 (R = Nd, Pr, Sm, Tb, Dy a T = Ti, Cr, Mn, Fe). Fyzikálne vlastnosti ovplyvňuje nielen dopovanie, ale aj obsah kyslíka.Defektná štruktúra sa môže použiť na uskladonenie vodíka. Experimentálnych techniky, ako je rast kryštálov acharakterizácia monokryštálov, syntéza magnetických nanočastíc a štúdium rôznych fyzikálnych vlastnostídoplňuje teoretický prístup, ktorý je založený na metóde funkcionálu hustoty. Projekt slúži na opätovnépreskúmanie závislosti fyzikálnych vlastností multiferroických zlúčenín RMnO3 na obsahu kyslíka. Koncepcia ukladania vodíka vo vakanciách v týchto zlúčeninách je nová a tiež „smart“ hypertermia založená na ferokvapaline z magnetických nanočastíc na báze manganitov.
Doba trvania:	1.1.2022 – 31.12.2024

Interdisciplinárne aplikácie pozorovania a výskumu kozmického žiarenia na pracovisku ÚEF SAV na Lomnickom štíte
Interdisciplinary applications of cosmic rays observation and research in the laboratory of Institute of Experimental Physics of SAS at the Lomnicky stit observatory
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Kubančák Ján, PhD.
Anotácia:	Cieľom projektu je vytvoriť podmienky pre ďalší rozvoj interdisciplinárnych aplikácií výskumu kozmického žiarenia na pracovisku ÚEF SAV na Lomnickom štíte, a to hlavne prostredníctvom: a) zachovania kontinuity v oblasti pozorovania kozmického žiarenia, b) inovácie a rozvoja pracoviska a c) intenzívnej vedeckej spolupráce a propagácie pracoviska. V rámci projektu bude kladený dôraz na analýzu a vyhodnocovanie dát zaznamenaných neutrónovým monitorom a zariadením SEVAN počas 24. a v prvej tretine 25. slnečného cyklu. Vedecká práca bude zintenzívnená v oblasti spolupráce v oblasti radiačnej ochrany pred kozmickým žiarením a v oblasti vývoja a testovania detektorov v zmiešaných radiačných poliach vyskytujúcich sa na vysokohorských observatóriách. Jedným z výsledkov projektu bude spätná analýza zvýšenej alebo zníženej intenzity sekundárneho kozmického žiarenia v atmosfére v obdobiach s významnými fluktuáciami slnečnej aktivity, ktoré sa vyskytli v rokoch 2014 – 2024.
Doba trvania:	1.1.2022 – 31.12.2024

Objasnenie počiatočných štádií amyloidnej agregácie proteínov – od mechanizmu k terapii
Unraveling the early events of protein amyloid aggregation – from mechanism to therapy
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	doc. RNDr. Gažová Zuzana, DrSc.
Anotácia:	Štruktúrne zmeny poly/peptidov podmieňujúce tvorbu amyloidných agregátov sú spojené s doteraznevyliečiteľnými ochoreniami, ako napr. Alzheimerova choroba alebo diabetes typu II. Všeobecné mechanizmytvorby amyloidných fibríl a ich charakterizácia sú pomerne dobre známe, avšak počiatočné štádiá fibrilizáciepoly/peptidov ostávajú stále neobjasnené. Projekt je zameraný na pochopenie mechanizmov, ktoré vedú ktvorbe pre-fibrilárnych (čiastočne ro/zbalených intermediátov, nukleačných jadier, oligomérov) a fibrilárnychamyloidných agregátov vybraných globulárnych a prirodzene rozbalených proteínov. Zameriame sa na štúdiumkinetiky tvorby pre-fibrilárnych štruktúr, ich morfológie a cytotoxicity za rôznych experimentálnych podmienok a vprítomnosti vybraných interakčných partnerov (malé molekuly, nanočastice). Získané výsledky prispejú klepšiemu pochopeniu počiatočných mechanizmov tvorby amyloidnej agregácie a identifikácii inhibítorov sterapeutickým potenciálom pre amyloidné ochorenia.
Doba trvania:	1.1.2021 – 31.12.2024

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

BULKREBCO – Štruktúra, supravodivé a mechanické vlastnosti masívnych REBCO supravodičov
Structure, superconducting and mechanical properties ov bulk REBCO superconductors
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Diko Pavel, DrSc., akademik US Slovenska
Anotácia:	Projekt je zameraný na výskum vplyvu štruktúry na supravodivé a mechanické vlastnosti REBCO masívnych monokryštalických supravodičov (MMS). Bude skúmaný najmä vplyv bimodálnej rozmerovej distribúcie aobjemového podielu RE2BaCuO5 (RE211) častíc v REBCO monokryštáli ako aj vplyv legovania. Získanépoznatky budú slúžiť na optimalizáciu parametrov prípravy a štruktúry REBCO MMS tak, aby sa dosiahlakombinácia vysokej hodnoty zachyteného magnetického poľa a levitačnej sily so zvýšenou mechanickoupevnosťou. Použité budú experimntálne metódy práškovej metalurgie, rastu masívnych monokryštálov, RTGdifrakcie, mikroskopickej optickej a elektrónovej mikroštruktúrnej analýzy, magnetizačné merania, meraniazachyteného magnetického poľa, meranie pevnosti REBCO MMS. Projekt bude riešený v spolupráci spoprednými zahraničnými pracoviskami v rámci zmluvnej (SIT Tokyo, JTU Shanghai, CAN Superconductors) aneformálnej (University of Cambridge, CRISTMAT Caen, FzÚ Praha, ) spolupráce.
Web stránka projektu:	https://websrv.saske.sk/uef/oddelenia-a-laboratoria/laboratorium-materialovej-fyziky/
Doba trvania:	1.1.2022 – 31.12.2024