Schválené projekty 2011

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2011

Přidělená částka z MŠMT na VŠB-TUO - 30 645 000,-Kč

2.5% ( 766 125,-Kč) - úhrada způsobilých nákladů spojených s organizací SGS

fakultačástka v tis. Kč
FBI 879,000
EKF 3 701,000
FAST 1 331,000
FS 5 579,271
FEI 6 101,114
HGF 4 952,000
FMMI 7 335,490
CELKEM 29878,875
KódSP2011/158
Název projektuModifikované jílové minerály pro specifické nanokompozity II.
ŘešitelHundáková Marianna Ing., Ph.D.
Školitel projektuprof. RNDr. Pavla Čapková, DrSc.<br />
Období řešení projektu01.01.2011 - 31.12.2011
Předmět výzkumu Vzhledem ke zvyšujícím se nárokům na materiály je nezbytné vyvíjet a připravovat tyto materiály s co nejlepšími vlastnostmi a jejich širokým spektrem využití. Toho je možno docílit přípravou nanokompozitů, tedy materiálů s větším obsahem složek, přičemž každá z nich plní v nanokompozitu svou specifickou funkci. Předmětem výzkumu projektu bude pokračování v přípravách a hodnocení modifikovaných přírodních, levných a snadno dostupných jílových minerálů s cílem jejich využití jako plniv do polymerních kompozitů, nosičů nanočástic kovů se specifickými vlastnostmi a směsí do porézních nanokompozitů. V návaznosti na výsledky získané v předchozím projektu budou připraveny a hodnoceny dva typy nanokompozitních materiálů:
1. Polymerní nanokompozitní materiály – bude pokračováno na základě výsledků předcházejícího projektu. Budou použity a vyvíjeny nové typy plniv jílových minerálů s obsahem nanočástic kovů a aktivních organických molekul i jejich kombinace, které budou dodávat výslednému nanokompozitnímu materiálu antibakteriální vlastnosti. Zároveň bude zkoumán vliv jednotlivých silikátových plniv na změnu vlastností polymerní matrice.
2. Keramické nanokompozitní materiály – tato část projektu bude nová oproti předcházejícímu. Tématika keramických materiálů připravených z jílových minerálů je řešena na CNT již druhým rokem a výsledky již byly publikovány v impaktovaných zahraničních časopisech. Proto pokračování v přípravě nových keramických materiálů s jejich multifunkčními vlastnostmi je opodstatněné a jsou předpokládány úspěšné výsledky. Z hlediska vlivu připravených nanokompozitů na lidský organizmus a životní prostředí bude pokračováno ve sledování stability aktivních složek na silikátové matrici.
Problematika nanokompozitů obecně je tedy na CNT řešena již delší dobu, což dokazují také publikované práce školitele projektu prof. RNDr. Pavly Čapkové, DSc. a konzultanta projektu RNDr. Marty Valáškové, CSc.:
Tokarský J., Čapková P. et al. Adhesion of silver nanoparticles on the clay substrates; modeling and experiment, Appl. Surf. Sci. 256, 2010.
Valášková M., Hundáková M. et al. Preparation and characterization of antibacterial silver/vermiculites and silver/montmorillonites, Geochimica et Cosmochimica Acta 74, 2010.
Valášková M., Simha Martynková G. et al. Organovermiculite nanofillers in polypropylene, Appl. Clay Sci. 43, 2009.
Valášková M., Simha Martynková G. et al. Influence of vermiculite on the formation of porous cordierites, Appl. Clay Sci. 46, 2009.
Kvalifikace členů řešitelského týmu plyne z jejich vědeckovýzkumných aktivit v rámci diplomových a disertačních prací. Velkým přínosem je zkušenost Ing. Marianny Hundákové s řešením projektu specifického výzkumu v předchozím roku.
Členové řešitelského týmuprof. RNDr. Pavla Čapková, DrSc.
Ing. Marianna Hundáková, Ph.D.
Ing. Magda Reli, Ph.D.
Ing. Jana Kupková, Ph.D.
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu) Cílem projektu je příprava polymerních a keramických nanokompozitů, jejichž základní složku budou tvořit jílové minerály (fylosilikáty). Nanokompozity s obsahem fylosilikátů, jako funkčního plniva, se vyznačují zlepšením mechanických a jiných vlastností ve srovnání s čistou polymerní matricí. Předmětem našeho studia je hodnocení nanokompozitů z hlediska jejich antibakteriálních účinků a zlepšení mechanických vlastností. Spolu s rozšířením užitných vlastností daného kompozitu se rozšiřuje oblast jejich předpokládaného „průmyslového“ využití (např. zdravotnická zařízení, stavebnictví, automobilový průmysl).
V rámci projektu v roce 2010 byly připraveny a testovány z hlediska antibakteriálních účinků modifikované jílové minerály a byla hodnocena stabilita anorganických složek na i v jílové matrici ve vodě. Dále byly připraveny polymerní nanokompozity s obsahem jednoho typu jílového plniva a testovány jejich mechanické vlastnosti. Na základě získaných výsledků bude projekt pokračovat.
V dalším řešení budou aplikovány nové postupy mechanické i chemické s cílem aktivovat struktury vybraných jílových minerálů (vermikulit, montmorillonit, kaolinit, mastek) pro jejich následné použití do připravovaných nanokompozitů s požadovanými funkčními vlastnostmi. Tyto organické nebo anorganické překurzory s antibakteriálními vlastnostmi (Ing. Magda Samlíková, Ing. Marianna Hundáková) budou použity jako plniva do polymerů a složky do směsí pro přípravu keramických nanokompozitů (Ing. Jana Zdrálková). Důležitou částí projektu je sledování stability složek na silikátové matrici. Modifikované jílové minerály a připravené kompozity budou charakterizovány pomocí RTG-fluorescence, RTG-difrakce, IČ-spektroskopie, SEM, AFM, optické mikroskopie, analýzy výluhů pomocí ICP-AES a AAS. Bude testován antibakteriální účinek připravených nanokompozitů. Vlastnosti polymerních a keramických materiálů budou charakterizovány pomocí analýz DMA, creepu, příp. DSC, TGA.

Předpokládané výsledky vědeckovýzkumných aktivit:
- Získané experimentální výsledky budou 1. prezentovány členy řešitelského týmu na dvou mezinárodních konferencích, 2. součástí disertační práce,
- Nově vyvinuté materiály budou chráněny funkčním příp. užitným vzorem,
- V rámci projektu budou podány 4 publikace do odborných zahraničních časopisů s impact faktorem (Applied Clay Science, Journal of Materials Science ...), z nichž tři navazují na předchozí projekt:
Hundáková M. et al. – „Stability of antibacterial Ag- and/or Cu- clay minerals.“
Samlíková M. et al.– „Preparation of organoclays with antibacterial properties.“
Hundáková M. et al. – „Preparation and characterization of PE/clay mineral nanocomposites.“
Zdrálková J. et al. – „Mechanical and chemical activation of talc for nanocomposites.“

Harmonogram řešení zahrnuje 5 etap:
I. etapa:
- mechanické a chemické modifikace jílových minerálů s cílem jejich aktivace pro další použití
- modifikace organickými a anorganickými překurzory
- studování stability účinných složek (anorg. a org.) na silikátové matrici v závislosti na podmínkách přípravy a vnějších podmínkách
- příprava směsí jílových minerálů pro keramické matrice
II. etapa:
- analýzy připravených materiálů
- vyhodnocování získaných výsledků
- práce na prvních publikacích
III. etapa:
- výběr modifikovaných fylosilikátů na základě výsledků modifikace a jejich příprava pro použití jako plniva polymerních matric
- příprava polymerních nanokompozitů
- příprava keramických nanokompozitů
IV. etapa:
- testování mechanických vlastností nanokompozitů
- testování antibakteriálních vlastností nanokompozitů
V. etapa:
- vyhodnocování získaných výsledků
- práce na publikacích.

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
58000,-52930,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)43284,-39500,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti14716,-13430,-
2. Stipendia100000,-100000,-
3. Materiálové náklady77000,-87930,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek0,-0,-
5. Služby50000,-50034,-
6. Cestovní náhrady12000,-6106,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory33000,-33000,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady330000,-
Uznané náklady330000,-
Celkem běžné finanční prostředky330000,-330000,-