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 24^th 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.

Členové naší katedry se podíleli na studii zaměřené na vývoj a charakterizaci elektrod se zvýšenou fotoaktivitou založených na kombinaci TiO₂ nanotrubek a MXenů. Výsledky této studie, které jsou zajímavé zejména s ohledem na možné aplikace těchto elektrod v fotoelektrochemických a optoelektrochemických systémech, jsou shrnuty v článku "Laser-Treated MXene as an Electrochemical Agent to Boost Properties of Semitransparent Photoelectrode Based on Titania Nanotubes" právě vyšlém v časopise ACSNano.

V článku publikovaném v Advanced Optical Materials skupina pod vedením A. Shukurova prokázala, že stechiometrické a krystalické HfN nanočástice s laditelnou optickou odezvou lze vyrábět v plynné fázi pomocí reaktivního magnetronového naprašování – tedy technikou s malou ekologickou stopou. Navíc bylo prokázáno, že nanočástice jsou vysoce stabilní i při UHV žíhání až do teploty 800 °C, což je atraktivní pro jejich použití například při vesmírných misích.

Skupina A. Shukurova popsala v článku publikovaném v časopise Nanoscale první úspěšnou syntézu kubických, krystalických, stechiometrických, elektricky vodivých a plazmonických ZrN nanočástic v plynné fázi pomocí reaktivního magnetronového naprašování bez použití agresivních chemikálií či vysokých teplot. ZrN nanočástice byly deponovány přímo i do vakuově kompatibilních kapalin. Takto připravené nanopkapaliny mají krásnou tyrkysovou barvu, danou lokalizovanou povrchovou plazmonovou rezonancí, a neobsahují žádné chemická rezidua nebo přísady.

V rámci mezinárodního projektu s partnery z Polska a Jihočeské Univerzity v Českých Budějovicích jsme se podíleli na vývoji unikátního typu polopropustné oboustranné fotoelektrody založené na TiO₂ sloupcích. V rámci studie vyšlé v časopise Renewable & Sustainable Energy Reviews jsme prokázali možnost připravit pomocí plazmových metod a následné anodizace TiO₂ nanotrubky s různou morfologií na obou stranách fotoelektrody, což otevírá možnost k vývoji pokročilých fotoelektrochemických a světlosběrných systémů.

Je možné využít plazma v zemědělství? Na tuto otázku se snaží nalézt odpověď článek "Plasma Treatment Modifies Element Distribution in Seed Coating and Affects Further Germination and Plant Growth through Interaction with Soil Microbiome", ketrý právě vyšel v časopise Journal of Agricultural and Food Chemistry a na kterém se podílel O. Kylián.

Rádi bychom V. Holubcovi poblahopřáli k tomu, že byl jedním z pouhých dvou vědců z České republiky oceněn jako APS’s 2024 Outstanding Referee. 

Více informací včetně kompletního seznamu oceněných je možné nalézt zde.