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 –

IMAGIN – Prínos magnetických kvantových a teplotných fázových prechodov pre technologické inovácie
Impact of magnetic quantum and thermal phase transitions on technological innovations
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Vargová Hana, PhD.
Anotácia:	Tento projekt sa zameriava na skúmanie fundamentálnych vlastností a technologického potenciálu teplotných akvantových fázových prechodov v nízkorozmerných kvantových magnetických systémoch. Na riešenie týchtoaktuálnych výziev v oblasti kvantového magnetizmu a kvantovej informatiky použijeme najmodernejšie analytické anumerické výpočtové metódy vrátane exaktných mapovacích transformácií, teórie lokalizovaných magnónov,exaktnej diagonalizácie, klasických a kvantových Monte Carlo simulácií, metódy renormalizačnej grupy pre maticuhustoty a tenzorových sietí. Hlavná pozornosť bude venovaná optimalizácii účinnosti magnetokalorických cyklov vblízkosti fázových prechodov 2D kvantových magnetov, čo môže prispieť k vývoju energeticky úspornýchchladiacich technológií nevyhnutných pre kvantové počítače založené na supravodivých qubitoch. Okrem toho sabudeme venovať stabilite a fázovým prechodom skyrmionových fáz vo frustrovaných trojuholníkovýchantiferomagnetoch, ktoré môžu mať potenciálne využitie v spintronických aplikáciách. Ďalším kľúčovým cieľom ještúdium topologicky netriviálnych kvantových stavov, najmä klastrových Haldaneových stavov a viazanýchmagnónov vo frustrovaných kvantových spinových systémoch, ktoré môžu slúžiť ako perspektívne platformy prekvantové počítanie, ukladanie a spracovanie kvantovej informácie. Zároveň sa budeme venovať optimalizáciikvantových tepelných strojov založených na magnetických spinových systémoch, pričom stanovíme ich optimálnuúčinnosť pri konverzii energie a v kvantových batériách. Ďalšou špecifickou úlohou projektu je štúdium kvantovéhopreviazania a kvantových fázových prechodov vo fraktálnych mriežkach s cieľom odhaliť vplyv komplexnejmriežkovej geometrie na kvantové korelácie a kritické javy.
Doba trvania:	1.9.2025 – 31.8.2029

Colonanobiocon – Využitie prírodných látok konjugovaných s magnetickými nanonosičmi v diagnostike a liečbe karcinómu hrubého čreva
Exploitation of natural substances conjugated with magnetic nanocarriers in diagnostics and treatment of colon cancer
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Koneracká Martina, CSc.
Anotácia:	Nádorové ochorenie je celosvetovo druhou najčastejšou príčinou smrti, čo je dôvodom intenzívneho onkologického výskumu, ktorý je zameraný na vývoj nových liečiv a alternatívnych diagnostických a terapeutických metód. V tomto projekte sa v rámci prvej fázy zameriame na dizajn a syntézu multifunkčného magnetického nanosystému tvoreného magnetickými nanočasticami s konjugovanou prírodnou biologicky aktívnou látkou (nanobiokonjugát). V druhej fáze bude hodnotený diagnostický a terapeutický potenciál vytvoreného nanobiokonjugátu pre použitie v onkológii. Prvým krokom vedúcim k dosiahnutiu stanovených cieľov bude syntéza magnetických nanočastíc a funkcionalizácia ich povrchu vhodným biokompatibilným materiálom. Na charakterizáciu a optimalizáciu prípravy multifunkčných magnetických nanočastíc (magnetické NPs) bude použitých viacero fyzikálnochemických metód. Kľúčovým krokom projektu bude imobilizácia prírodných, biologicky aktívnych látok na magnetické NPs, a teda vytvorenie nanobiokonjugátu s cieleným pôsobením na nádorové bunky. Protinádorový účinok vytvoreného nanobiokonjugátu bude v súvislosti s cieľmi projektu testovaný použitím in vitro a in vivo modelov kolorektálneho karcinómu. Koncepcia projektu predpokladá komplexný multidisciplinárny prístup fyzikálnych, biofyzikálnych, chemických, biochemických a biomedicínskych (biologických) vied. Zainteresovaní partneri disponujú kľúčovými skúsenosťami a zručnosťami, infraštruktúrou a enormnou motiváciou, čo je nevyhnutný základ pre úspešné dosiahnutie stanovených cieľov.
Doba trvania:	1.9.2025 – 31.8.2029

Funkčné magnetické/dielektrické/multiferoické materiály založené na vzácnych zeminách a oxidoch tranzitívnych kovov
Functional magnetic/dielectric/multiferroic materials based on rare earth and transition metal oxides
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Mihalik Marián, CSc.
Anotácia:	Projekt je zameraný na substitučné tuhé roztoky, štúdium multiferroicity a konštrukciu magnetických fázových diagramov systémov RTxT’1-xO3+delta (R = Pr – Er a T; T’ = Ti, Mn, Fe, Co). Kryštalická štruktúra RTxT\’1-xO3+delta obsahuje vakancie a defekty, pričom počet defektov a kyslíková off-stechiometria ovplyvňuje fyzikálne vlastnosti týchto systémov. Experimentálne techniky budú zahŕňať prípravu nových materiálov v polykryštalickej forme, monokryštalickej forme, ako aj syntézu nanočastíc. Morfológia vzorky a počet defektov budú počas procesu prípravy starostlivo monitorované. Náš projekt slúži ako východiskový bod pre opätovné skúmanie fyzikálnych vlastností RTxT’1-xO3 (multiferroických) zlúčenín z pohľadu prítomnosti kyslíkových vakancií a klastrov. Niektoré zo systémov, na ktoré je projekt zameraný, majú Curieho alebo Neelovu teplotu blízku izbovej teplote, čo ich predurčuje pre smart aplikácie v oblasti hypertermie. Tieto systémy budú preskúmané ako ďalší cieľ projektu.
Doba trvania:	1.1.2025 – 31.12.2028

Hľadanie stavov s vlastnosťami spinových kvapalín vo frustrovaných magnetických systémoch
Searching for states with spin-liquid properties in frustrated magnetic systems
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Jurčišin Marián, PhD.
Anotácia:	Hlavným cieľom predkladaného projektu je štúdium potenciálnej existencie stavov s vlastnosťami spinovýchkvapalín vo frustrovaných magnetických systémoch s rôznou geometrickou štruktúrou (kagome, tetraedrická,oktaedrická, atď.) v rámci exaktne riešiteľných modelov klasickej štatistickej mechaniky na zodpovedajúcichrekurzívnych mriežkach. V rámci riešenia projektu budú tiež systematicky študované magnetické atermodynamické vlastnosti takýchto magnetických systémov spojených s frustráciou (existencia základnýchstavov s vysokou makroskopickou degeneráciou, anomálne vlastnosti merného tepla pri nízkych teplotách, atď.).
Doba trvania:	1.1.2025 – 31.12.2028

Identifikácia štruktúrnych motívov malých molekúl schopných inhibovať amyloidnú agregáciu amyloidogénnych proteínov s rozdielnou konformáciou
Identification of small molecule motifs effective to inhibit amyloid aggregation of conformationally diverse amyloidogenic proteins
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	doc. RNDr. Gažová Zuzana, DrSc.
Anotácia:	Pre amyloidné ochorenia, ako sú systémová lyzozýmová amyloidóza, Alzheimerova choroba a diabetes melitus, je charakteristická amyloidná agregácia proteínov s odlišnými konformáciami. Projekt je zameraný na identifikáciu anti-amyloidných malých molekúl, ktoré sú schopné redukovať množstvo amyloidných agregátovpoly/peptidov s rôznou natívnou konformáciou. Zameriame sa na globulárne proteíny (ľudský lyzozým a inzulín), ako aj prirodzene neusporiadané proteíny (IDP) (Aß peptidy a tau). Cieľom projektu je sledovanie anti-amyloidného potenciálu malých molekúl, posúdenie ich cytotoxicity a objasnenie vzťahu medzi štruktúrnymi motívmi efektívnych malých molekúl a ich anti-amyloidným účinkom. Pozornosť bude venovaná malým molekulám s kľúčovými štruktúrnymi motívmi identifikovanými v našich predchádzajúcich štúdiách (konjugované aromatické kruhy, katecholová skupina, planarita a karboxylové funkčné skupiny) a ich hybridným komplexom. Projekt tak môže otvoriť cestu k vývoju nových terapeutík amyloidných ochorení.
Doba trvania:	1.1.2025 – 31.12.2028

Kvantová spinová dynamika nízkorozmerných systémov
–
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Vargová Hana, PhD.
Anotácia:	Projekt sa zaoberá skúmaním kvantovej spinovej dynamiky nízkorozmerných systémov pomocou pokročilýchvýpočtových metód, ako sú napríklad mapovacie transformácie, exaktná diagonalizácia, metóda renormalizačnejgrupy pre maticu hustoty, poruchová teória a kvantové Monte Carlo simulácie. Hlavným cieľom projektu jeporozumieť dynamike kvantových spinových systémov podrobnou analýzou časových autokorelačných akorelačných funkcií. Rigorózne výsledky pre autokorelačné a korelačné funkcie budú využité na interpretáciustatického a dynamického štruktúrneho faktora, ktorý možno experimentálne získať pomocou nepružnéhorozptylu neutrónov. V rámci projektu navrhneme protokol, ktorý umožní kvantifikovať miery kvantovéhopreviazania zo štruktúrnych faktorov nameraných pomocou nepružného rozptylu neutrónov. Preskúmame ajkvantovú spinovú dynamiku systémov v časovo premennom magnetickom poli s cieľom objasniť využitie pulznejelektrónovej spinovej rezonancie na manipuláciu qubitov pri kvantovom spracovaní informácie.
Doba trvania:	1.1.2025 – 31.12.2028

Progresívne magnetické emulzie
Progressive magnetic emulsions
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Molčan Matúš, PhD.
Anotácia:	Pickeringova emulzia (PE) je emulzia stabilizovaná pevnými časticami akumulovanými na povrchu kvapôčok. Objavujú sa nové typy emulzií s aditívnymi vlastnosťami ako napr. magnetizmus. Na stabilizáciu PE je možné použiť feromagnetické častice oxidov železa, kde obaly kvapalných jadier sú tvorené magnetickými nanočasticami. Magnetická obálka Pickeringových kvapiek umožňuje odozvu na magnetickú manipuláciu.Výskumné úlohy súvisia s prípravou magnetických častíc (sférické magnetitové nanočastice, „core-shell“ nanočastice, magnetozómy) a ich funkcionalizáciou a štúdiom primárne magnetických a štruktúrnych vlastností(rozmer častíc, povrchová úprava, hydrofóbnosť/hydrofilnosť a stabilita). Následne budú častice použité na prípravu magnetickej PE. Použije sa nový prístup k výrobe emulzií pomocou ultrazvuku a elektrických polí. Bude sa skúmať vplyv častíc na vlastnosti emulzií: magnetické, dielektrické, reologické a ultrazvukové. Dôležité bude aj overiť ich ohrievací efekt vplyvom striedavého magnetického poľa.
Doba trvania:	1.1.2025 – 31.12.2028

Progresívne magnetické emulzie
Progressive magnetic emulsions
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Molčan Matúš, PhD.
Anotácia:	Pickeringova emulzia (PE) je emulzia stabilizovaná pevnými časticami akumulovanými na povrchu kvapôčok. Objavujú sa nové typy emulzií s aditívnymi vlastnosťami ako napr. magnetizmus. Na stabilizáciu PE je možné použiť feromagnetické častice oxidov železa, kde obaly kvapalných jadier sú tvorené magnetickými nanočasticami. Magnetická obálka Pickeringových kvapiek umožňuje odozvu na magnetickú manipuláciu.Výskumné úlohy súvisia s prípravou magnetických častíc (sférické magnetitové nanočastice, „core-shell“ nanočastice, magnetozómy) a ich funkcionalizáciou a štúdiom primárne magnetických a štruktúrnych vlastností(rozmer častíc, povrchová úprava, hydrofóbnosť/hydrofilnosť a stabilita). Následne budú častice použité na prípravu magnetickej PE. Použije sa nový prístup k výrobe emulzií pomocou ultrazvuku a elektrických polí. Bude sa skúmať vplyv častíc na vlastnosti emulzií: magnetické, dielektrické, reologické a ultrazvukové. Dôležité bude aj overiť ich ohrievací efekt vplyvom striedavého magnetického poľa.
Doba trvania:	1.1.2025 – 31.12.2028

SelfNano – Programovateľné samo-usporiadanie hybridných DNA-proteín nanosystémov pre kontrolovateľné viazanie a uvoľnovanie biologicky aktívnych látok
Programmable self-organization of hybrid DNA-protein nanosystems for controlled binding and release of biologicals
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr., Ing. Šipošová Katarína, PhD.
Anotácia:	Samo-usporiadanie proteínov je proces založený na autonómnych, nekovalentných interakciách medzi rôznymi stavebnými blokmi bez potreby externých zdrojov energie. Možnosť chemickej modifikácie pripojením funkčných ligandov na samostatne sa zostavujúce peptidy alebo proteíny kladie základ pre vývoj nových materiálov s bezprecedentnými štruktúrnymi a funkčnými vlastnosťami. Obzvlášť použitie sekvenčne adresovateľných DNA a teda synergickou kombináciou samo-usporadúvajúcich sa systémov DNA-proteín, môže viesť k vzniku jedinečných a sofistikovaných funkčných hybridných nanoštruktúr. Tieto štruktúry, ktoré sú vysoko programovateľné, vykazujúce pozoruhodné vlastnosti, ponúkajú nové príležitosti na vytváranie materiálov na nanoúrovni. Inšpirovaní jedinečnou schopnosťou proteínov samozostavovať sa do amyloidných vlákien, plánujeme použiť rekombinantný pavúčí proteín eADF4(C16), inzulín, Aβ peptid a lyzozým, aby sme demonštrovali všestrannosť konceptu samo-organizácie fibrilárnych štruktúr do vyššie usporiadaných systémov za pomoci DNA. Budeme skúmať dva dynamické asociačné režimy, teplotne riadenú hybridizáciu krátkych prekrývajúcich sa sekvencií DNA a vysoko špecifickú väzbu DNA-aptamér na ligand, riadenú afinitou ligandu. Vo všeobecnosti predpokladáme použiteľnosť nami navrhovaného systému nanohybridných štruktúr DNA-proteín na konštrukciu nanoštruktúrnych materiálov v biomedicínskom výskume na viazanie a uvoľňovanie biologicky aktívnych činidiel, vytváranie viacerých proteínových usporiadaní pre účinné enzymatické kaskády, ale aj možnosť viazania farbív pre systémy zachytávania žiarenia.
Doba trvania:	1.7.2024 – 30.6.2028

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

Inteligentná mikromanipulácia pomocou pružných nástrojov ovládaných laserovými pascami.
Intelligent micromanipulation with flexible tools controlled by laser traps.
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	doc. Ing. Tomori Zoltán, CSc.
Anotácia:	Laserový lúč zaostrený na transparentnú časticu plávajúcu v kvapaline ju vďaka silovým účinkom fotónov dokážeudržať na mieste, prípadne ju posúvať požadovaným smerom. Metódou dvojfotónovej polymerizácie sa dávytvoriť mikroskopická štruktúra s niekoľkými sférickými transparentnými časťami, pričom na každú je zaostrenýsamostatný laserový lúč. Inteligentným ovládaním lúčov vieme docieliť mikromanipuláciu s celou štruktúrou. Projekt rieši problémy inteligentnej mikromanipulácie realizujúc požadované úlohy autonómne avšak smožnosťou interaktívnej kooperácie s operátorom. Plánujeme 3 typy mikronástrojov a príslušných algoritmov: a)nástroj s pružnými čeľusťami na transport buniek do kontajnera určeného na meranie vzájomného prenosusignálov medzi jednotlivými bunkami, b) nástroj rotujúci v kvapaline pokrytý pružnými vláknami s možnosťoumerania ich deformácie, c) nástroj v tvare guličky na pružnom vlákne vhodný na meranie viskozity.
Doba trvania:	1.1.2025 – 31.12.2027

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
Non-centrosymmetric superconductors
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

Štúdium elementárnych magnetizačných procesov v práškových kompaktovaných a kompozitných materiáloch
Study of elementary magnetization processes of powder compacted and composite materials.
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Kováč Jozef, CSc.
Anotácia:	Projekt je zameraný na experimentálne štúdium elementárnych magnetizačných procesov, najmä na posunydoménových stien, v práškových kompaktovaných a kompozitných materiáloch na báze 3d prechodných kovov.V tejto triede magnetických materiálov do ovplyvňovania ich magnetických vlastností výrazne vstupuje faktorvplyvu jednotlivých elektricky a magneticky neizolovaných alebo izolovaných častíc na magnetizačné procesyokolitých častíc. V prípade používania elektroizolačných materiálov s vhodnými magnetickými materiálmi môžebyť vzájomná interakcia feromagnetických častíc výrazne ovplyvňovaná. Magnetizačné procesy prebiehajú vniektorých prípadoch odlišne ako je to obvyklé v materiáloch pripravených konvenčným liatím. Vzhľadom na to,že trieda materiálov pripravená kompaktovaním izolovaných alebo neizolovaných častíc nadobúda stále väčšívýznam, poznanie týchto osobitostí je užitočné pri vyvíjaní 3D materiálov pre praktické použitie v elektrotechnike.
Doba trvania:	1.1.2024 – 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

Získavanie energie magnetickými kvapalinami
–
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Rajňák Michal, PhD.
Doba trvania:	1.1.2024 – 31.12.2027

R1-Kareem Abdul – Štipendiá pre excelentných PhD. študentov a študentky (R1) – UEF SAV
Misfolding proteins in amyloid diseases and their prevention/therapy
Program:	Plán obnovy EÚ
Zodpovedný riešiteľ:	MTech. Kareem Hanan Abdul
Doba trvania:	1.9.2023 – 31.8.2027

MAMOTEX – 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

ROTOLES – Optimalizovaný rast a transportné a optické vlastnosti tenkých vrstiev vybraných topologických polokovov
Optimised growth and the transport and optical properties of thin layers of selected topological semimetals
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	prof. RNDr. Samuely Peter, DrSc., akademik US Slovenska
Anotácia:	Jedným zo zásadných výsledkoch kvantovej mechaniky v dvadsiatych rokoch 20. storočia bolo odvodenie relativistické rovníc pre hmotné fermióny (Dirac), nehmotné fermióny (Weyl) a fermióny ktoré sami sebe antičastice (Majorana). Od tých čias prebieha v časticovej fyzike pátranie po časticiach, ktoré by reprezentovali Weylove a Majoranove fermióny. Ich hľadanie však dodnes nebolo úspešné. V priebehu posledných dvadsiatich rokov sa ukázalo, že pásová štruktúra niektorých tuhých látok má tak špeciálne charakteristiky, že nosiče náboja sa v nich môže správať podľa dynamiky spĺňajúcej Diracovu alebo Weylovu relativistickú rovnicu. Medzi takéto látky patria a materiály zo skupiny dichalkogenidov prechodových kovov, na ktoré sa sústredíme v našom projekte. My budeme pracovať s veľmi tenkými vrstvami vybraných materiálov z tejto skupiny, ako sú PtSe2, MoTe2 a WTe2. Prvým krokom v implementácii projektu bude príprava takýchto vrstiev metódou chalkogenizácie tenkých filmov prechodových kovov. Tenké vrstvy budeme potom skúmať pomocou meraní ich transportných a optických vlastností. Teplotne závislé merania transportu nám môžu ukázať prechody medzi rôznymi štruktúrami toho istého materiálu. Očakávame, že sa bude dať pozorovať prechod kov-izolant v prípade, keď sa bude meniť hrúbka takýchto tenkých vrstiev. Pri veľmi nízkych teplotách môžu niektoré z týchto materiálov prejsť do supravodivého stavu. Tento stav sa pokúsime vyvolať aj proximitne, t.j. keď je tenká vrstva v kontakte s iným supravodičom. Optické merania budú korelované s transportnými meraniami. Z nich odvodíme dôležité optické charakteristiky, ako je napríklad frekvenčná závislosť optickej vodivosti. Vo frekvenčnej závislosti optickej vodivosti budeme hľadať charakteristiky teoreticky predpovedané pre Diracove a Weylove fermióny.
Doba trvania:	1.7.2024 – 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

GEM2SPIN – Grafénom zapúzdrené dvojrozmerné magnetické materiály ako platforma pre spintronické zariadenia
Graphene encapsulated two-dimensional magnetic materials as a platform for spintronics devices
Program:	Plán obnovy EÚ
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Gmitra Martin, PhD.
Doba trvania:	1.1.2025 – 31.8.2026

2D-MAP – Štipendiá pre excelentných výskumníkov a výskumníčky R2-R4 (2D magnetizmus: skúmanie a riadenie magnetických stavov v 2D vrstvených materiáloch)
2D magnetism: probing and controlling magnetic states in 2D layered materials
Program:	Plán obnovy EÚ
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Orendáč Matúš , PhD.
Anotácia:	Tento projekt je orientovaný na výskum magnetických vlastností kvázi-2D a 2D vrstvených materiálov so zameraním na tetraboridy a kagome systémy. Cieľom je odhaliť pôvod a dynamické správanie magnetizmu v týchto materiáloch pomocou experimentálnych techník a teoretického modelovania. Okrem toho budú preskúmané aj potenciálne aplikácie týchto materiálov v pokročilých technológiách, ako sú záznamové zariadenia, spintronika a piezoelektrické systémy. Na dosiahnutie vytýčených cieľov projekt zahŕňa zvládnutie výroby nových 2D heteroštruktúr prostredníctvom inovatívnej techniky ”Stamping”, ktorá umožňuje presnú kontrolu nad materiálovými vlastnosťami a rozhraniami. Prehĺbením nášho chápania 2D materiálov a ich magnetických vlastností tento výskum prispieva k oblastiam frustrovaných magnetických systémov a kvantového-2D magnetizmu.
Doba trvania:	1.9.2024 – 31.8.2026

MagNaFs – Štipendiá pre excelentných výskumníkov a výskumníčky R2-R4 (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 – Štipendiá pre excelentných výskumníkov a výskumníčky R2-R4 (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

EXGRAV – Štipendiá pre excelentných výskumníkov a výskumníčky R2-R4 (Skúmanie diskrétnej gravitácie, anomálneho magnetického momentu miónu a informačného paradoxu čiernych dier)
Exploring discrete gravity, muon magnetic moment anomaly, and the black hole information paradox
Program:	Plán obnovy EÚ
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Pinčák Richard, PhD.
Doba trvania:	1.11.2024 – 31.8.2026

BEAST – Štipendiá pre excelentných výskumníkov a výskumníčky R2-R4 (Vplyv parametrov syntézy na štruktúru a vlastnosti masívnych vysokoteplotných EuBCO-Ag supravodičov využiteľných v medicínskych technológiách)
Influence of synthesis parameters on the structure and properties of bulk high-temperature EuBCO-Ag superconductors applied in medical technologies
Program:	Plán obnovy EÚ
Zodpovedný riešiteľ:	Mgr. Kuchárová Veronika , PhD.
Doba trvania:	1.9.2024 – 31.8.2026

Fázovo koherentné fyzikálne systémy
Phase coherent physical systems
Program:	Plán obnovy EÚ
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Skyba Peter, DrSc.
Doba trvania:	1.12.2024 – 30.6.2026

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

„Matching“ granty ku zdrojom získaným od súkromného sektora v rámci výskumnej spolupráce  – ÚEF SAV
–
Program:	Plán obnovy EÚ
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Škorvánek Ivan, CSc.
Doba trvania:	1.10.2024 – 31.3.2026