Katedra makromolekulární fyziky byla založena jako Katedra polymerů v roce 1974. V současné době na naší katedře probíhá výzkum v oblastech fyziky nanomateriálů, fyziky polymerů a makromolekulárních látek a teoretické fyziky.
Velká gratulace naší doktorandce Marii Protsak ze skupiny prof. Shukurova k její nové publikaci v ACS Applied Nano Materials! Tento výzkum, který probíhal ve spolupráci s Montreal Polytechnique, se zabýval studiem optických vlastností ZrN@SiN core@shell nanočástic připravovaných reaktivním naprašováním s agregací v plynu. Klíčové zjištění je následující: účinek LSPR lze řídit úpravou poréznosti, a tím i efektivního indexu lomu slupky SiN, a to i při teplotách nad 400 °C.
Na naší katedře jsme vyvinuli novou metodu umožňující přípravu na nanočásticích založených termochromních vrstev, tedy vrstev, u kterých dochází k vratné změně elektrických a optických vlastností s teplotou. Výsledky naší studie byly publikovány v časopise Scientific Reports v článku „Novel technique to produce porous thermochromic VO2 nanoparticlefilms using gas aggregation source“.
Dne 20.2.2025 Natalie Khomiakova z naší katedry úspěšně obhájila svou disertační práci zabíbající se modifikací textilií pomocí technik založených na nerovnovážném plazmatu.
Natalii gratulujeme a přejeme jí mnoho úspěchú v její další vědecké kariéře i v soukromém životě!
Borrelia afzelii, patogenní bakterie, způsobuje u lidí lymskou boreliózu, která může být smrtelná, pokud není včas diagnostikována. Doc. O. Kylián a dr. A. Kuzminova se podíleli na vývoji nové techniky umožňující citlivou detekci tohoto patogenu. Výsledky této společné studie s JČU jsou shrnuty v článku „Tailored functionalization of plasmonic AgNPs/C:H:N:O nanocomposite for sensitive and selective detection“ publikovaném v Journal of Biophotonics.
Nakladatelství Springer-Nature vydalo ke konci roku 2024 ve své prestižní edici Springer Theses disertační práci dr. Václava Březiny s názvem „Supramolecular Complexes of Oxoporphyrinogens with Organic Molecules“.
Václavovi k tomuto úspěchu srdečně gratulujeme!
Je možné použít neplasmonické oxidy jakožto platformu pro účinnou SERS detekci? Na tuto otázku se pokouší odpovědět kapitola „Non-plasmonic Metal Oxide Nanostructures for SERS Applications“ publikovaná v knize Surface- and Tip-Enhanced Raman Scattering Spectroscopy, na jejíž přípravě se spolu s kolegy z FÚ MFF UK podílel doc. O. Kylián.
Od roku 2025 se členové naší katedry budou podílet na řešení 3 nových projektů GAČR:
- Vývoj a studium nekonvenčních nanočásticových plynových aggregačních zdrojů
- Plazmová diagnostika syntézy nanočástic v nových plynových agregačních klastrových zdrojích s cylindrickými magnetrony
- Zesílená spektroskopie na fotoaktivních hybridních kovových/polovodičových nanostrukturách
V rámci projektu GAČR 22-16667S jsme ve spolupráci s kolegy z Fyzikálního ústavu MFF UK prokázali možnost přípravy vysoce SERS aktivních platforem kombinujících kov a oxid kovu, které je možné efektivně recyklovat pomocí UV záření. Výsledky naší studie byly právě publikovány v časopise Surface and Coatings Technology ve článku “Porous metal/metal-oxide nanostructured coatings produced using gas aggregation sources of nanoparticles as recyclable SERS active platforms”.
Navzdory obrovskému pokroku v oblasti magnetronových plynových agregačních zdrojů nanočástic, několik problémů stále omezuje jejich širší použití na průmyslové úrovni. Často přehlíženým aspektem je kontrola pohybu nanočástic z agregační komory směrem k substrátu. Touto problematikou se zabývá naše právě publikovaná studie v časopise Vacuum „Investigation of the Influence of Orifice Length in a Magnetron-Based Gas Aggregation Source on Nanoparticle Flow – Experiment and Modelling“.
V právě vyšlé studii v časopise Synthetic Metals jsme prokázali, že stejnosměrný proud tekoucí vzorkem MEH-PPV je modulovaný nízkofrekvenčními fluktuacemi. Střední hodnota amplitudy těchto fluktuací narůstá lineárně s převrácenou hodnotou frekvence a má směrnici, která umožňuje určit součin pohyblivosti a doby života nosičů proudu. Jak bylo ukázáno, při známé době života nosičů je možné tímto způsobem určit jejich pohyblivost.
Skupina prof. Shukurova se podílela na výzkumu zvýšené absorpce laseru a urychlení iontů pomocí terčů z nanotrubek nitridu boru (BNNT) a vysokoenergetických PW laserových pulzů. Použili jsme PW laserový systém pracující s pulsem 1,2 ps a energií 1,3 kJ pro generování energetických iontů z terčů BNNT. Zjistili jsme 1,5násobné zvýšení maximální energie protonu a 2,5násobné zvýšení maximální energie těžkých iontů (C a N) při srovnání BNNT s konvenčním polystyrenem. Navíc tok vysokoenergetických iontů byl řádově vyšší pro BNNT po odblokování nízkoenergetických iontů pomocí Al filtrů. Výsledky byly publikovány v Physical Review Research.
Naše nová studie zkoumá responzivní chování hydrogelů obsahující dvojitou polymerní síť pomocí gravimetrie, diferenční skenovací kalorimetrie (DSC), FTIR a NMR spektroskopie. Detailněji jsou studovány změny hydratace a pohyblivost polymerních jednotek během teplotně indukovaného fázového přechodu v hydrogelech. Výsledky studie jsou významné pro použití zkoumaných hydrogelů v biomateriálech a inteligentních systémech pro řízené uvolňování léčiv.
Více detailů je možné nalézt v právě publikovaném článku v časopise Journal of Thermal Analysis and Calorimetry.
Doc. Kylián se podílel na studii zaměřené na stanovení mechanismu vedoucího k povrchem zesílenému Ramanovu rozprylu (SERS) na platformách založených na heterogenních nanomateriálech na bázi V2O5 a Au. Výsledky této studie jsou shrnuty ve článku "New Insights into SERS Mechanism of Semiconductor–Metal Heterostructure: A Case Study on Vanadium Pentoxide Nanoparticles Decorated with Gold", ketrý byl uveřejněn ve speciálním čísle časopisu Journal of Physical Chemistry C vydávaném k 50. výročí objevu poverchem zesíleného Ramanova rozptylu.
Ve dnech 8-11 července 2024 se ve španělském Gijónu konala mezinárodní konference 24th IEEE International Conference on Nanotechnology.
V rámci této konference přednesl doc. Hanuš zvanou přednášku s názvem "Advances in Nonwettable Nanostructured Coatings: Harnessing Gas-Aggregated Nanoparticles for Enhanced Surface Functionality".
V rámci výstavy "České mozky léčí svět" v Národním technickém muzeu v Praze je nyní možno vyzkoušet si na vlastní kůži roli experimentátora kontrolující mikroskopické aktivní částice se kterými pracujeme. Jejich výzkum možná v budoucnosti umožní podobné lékařské zákroky jako ten popsaný ve filmu "Fantastická cesta", kdy je pacientovi odstraněna sraženina v mozku pomocí mikroskopické ponorky vstříknuté do jeho těla.
Systémy řízené pomocí zpožděné zpětné vazby, jako je třeba tempomat v autě, jsou všude v našem okolí. Přesto, že často pracují v prostředí, kdy okolní šum hraje nezanedbatelnou roli v jejich dynamice, numerických nástrojů na výzkum vlivu šumu se nedostává. V našem článku prezentujeme novou metodu, jak získat hustoty pravděpodobnosti pro fluktuace v zašuměných zpětnovazebních systémech přímou numerickou integrací jisté parciálně diferenciální rovnice.
