Schválené projekty 2015

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2015

Celková přidělená částka z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum na VŠB-TUO - 52 908 039 Kč

Z toho 2.5% - 1 320 739 Kč - úhrada způsobilých nákladů spojených s organizací SGS

fakultapřidělená částka v Kč
FBI  1 172 500
EKF  4 962 700
FAST  3 070 000
FS  8 256 000
FEI 12 282 100
HGF  5 433 000
FMMI  6 188 000
VC 10 223 000
CELKEM 51 587 300
KódSP2015/59
Název projektuNanokompozitní materiály na bázi polymerů a modifikovaných jílových minerálů se specifickými účinky
ŘešitelPazourková Lenka Ing.
Školitel projektudoc. Ing. Gražyna Simha Martynková, Ph.D.<br />
Období řešení projektu01.01.2015 - 31.12.2015
Předmět výzkumuPředmětem výzkumu bude příprava a charakterizace nanokompozitů na bázi polymerů s modifikovanými plnivy ovlivňující jejich mechanické, fyzikální a chemické vlastnosti. Jako plniva budou využívány především jílové minerály, jejichž úpravou vznikají aditiva, vykazující specifické účinky. Předpokládané využití těchto nanokompozitů bude především v medicíně (např.: povlaky implantátů, zubní výplně) či v průmyslu jako materiály se zlepšenými užitnými vlastnostmi.

Polymerní materiály budou jednak připravovány polymerizací monomerů nebo budou využívány komerčně dostupné polymery. Modifikací polymerů bude možné dosažení požadovaných vlastností, např. superhladký povrch, pomocí anorganických či organických činidel.
Vrstevnaté silikáty budou upravovány mechanicky (mletí a sítování) a chemicky (pomocí anorganických a organických sloučenin) za účelem přípravy materiálu vhodného jako nosiče specifických funkčních složek (nanočástice kovů a jejich oxidů, antibakteriální sloučeniny, biogenní sloučeniny a jejich kombinace). Takto upravené vrstevnaté silikáty budou využity jako plniva do polymerních materiálů.

Výsledné kompozity by měly vykazovat zlepšené vlastnosti v závislosti na druhu modifikace vrstevnatého materiálu, jako například antibakteriální a biokompatibilní vlastnosti, nebo zlepšení tepelných vlastností. Antibakteriální vlastnosti budou studovány na různých typech bakteriálních kmenů ve spolupráci se Zdravotním ústavem v Ostravě.

Předmětem molekulárního modelování bude analýza interakcí mezi polymery, jílovými matricemi, aktivními molekulami a nanočásticemi, pomocí molekulové dynamiky s užitím empirických silových polí. Studován bude zejména povrch a mezivrství vybraných typů jílových minerálů po modifikaci nanočásticemi a antibakteriálními molekulami. Analyzována bude jednak interakční energie mezi jednotlivými strukturními částmi nanokompozitů, jednak složení mezivrství na základě porovnání simulovaných a experimentálních difraktogramů. Výsledky molekulárního modelování by měly přispět k interpretaci experimentálních dat.

Kvalifikace členů řešitelského týmu plyne z jejich vědeckovýzkumných aktivit v rámci řešení disertačních prací a dále z řešení předchozích projektů SGS, ze kterých byly publikovány např. v roce 2014 tyto výstupy:
1.Pazourková L., Čech Barabaszová K., Hundáková M. Preparation of hydroxyapatite/clay mineral nanocomposite, In 5-th International Conference NANOCON 2013, 2014 TANGER Ltd., Ostrava, ISBN 978–80–87294–47–5
2.Pazourková L., Simha Martynková G., Hundáková M., Barošová H. Montmorillonite and vermiculite modified by N-vinylcaprolactam and poly(N-vinylcaprolactam) preparation and characterization, In 6-th International Conference NANOCON 2014, Brno 2014, přijato v tisku.
3.Pazourková L., Simha Martynková G., Hundáková M., Valášková M. Submicron calcium phosphate particles study anchored on clay supports. In conference NEW METHODS OF DAMAGE AND FAILURE ANALYSIS OF STRUCTURAL PARTS, 8-11 september, Ostrava 2014, ISBN 978-80-248-3488-7.
4.Simha Martynková G., Hundáková M., Čech Barabaszová K., Valášková M. Cobalt-Organovermiculite Arrangement and Mechanical Properties: Models and Experiments. Journal of computational and theoretical nanoscience, vol. 11, issue 11, p. 2387-2392, 2014
5.Simha Martynková G., Valášková M. Antimicrobial Nanocomposites Based on Natural Modified Materials: A Review of Carbons and Clays. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, vol. 14, p.673–693, 2014
6.Hundáková M., Seidlerová J., Pazdziora E. Antibacterial Cerium-Montmorillonite and Cerium-Vermiculite. In 6-th International Conference NANOCON 2014, Brno 2014, přijato k tisku.
7.Hlaváč D., Tokarský J. Non-bond Interactions between Chlorhexidine Diacetate and Kaolinite: a Molecular Modeling Study. In 6-th International konference NANOCON 2014, Brno 2014, přijato v tisku
8.Holešová S., Štembírek J., Bartošová L., Pražanová G., Valášková M., Samlíková M., Pazdziora E. Antibacterial efficiency of vermiculite/chlorhexidine nanocomposites and results of the in vivo test of harmlessness of vermiculite. Materials science & Engeneering C-materials for biological applications, vol. 42 p. 466-473, 2014.

Členové řešitelského týmuIng. Dominik Hlaváč
Bc. Dominik Honěk
Ing. Marianna Hundáková, Ph.D.
Bc. Magdaléna Krčová
Ing. Lenka Pazourková
Ing. Sylva Holešová, Ph.D.
doc. Ing. Gražyna Simha Martynková, Ph.D.
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Cíle projektu a časový harmonogram řešení je možné shrnout do následujících bodů:

1.Literární rešerše na polymerní nanokompozity a jejich příprava (polymerizace monomerů, příprava kompozitu polymer/plnivo)
2.Příprava polymerních materiálů – polymerace monomerů, charakterizace připravených a komerčních polymerů
3.Mechanická a chemická úprava vrstevnatých silikátů (fylosilikátů)
a.Mechanické zpracování - mletí vstupního materiálu a získání vhodné velikostní frakce
b.Chemická aktivace – úprava vstupního materiálů příslušnými anorganickými sloučeninami (příprava mono-forem) a/nebo organickými sloučeninami (příprava organo-forem)
4.Modifikace aktivovaných fylosilikátů anorganickými (např.: hydroxyapatit, nanočástice kovů a jejich oxidů) a organickými sloučeninami používanými pro léčbu mikrobiálních onemocnění v dutině ústní (např.: nystain, ciclopirox olamin či metronidazol), díky kterým vykazují jílové minerály antimikrobiální účinky.
5.Zakomponování modifikovaných plniv do polymerních matric
6.Charakterizace vzniklých nanokompozitů pomocí analytických metod, např.: rentgenová difkrakční analýza, elektronová mikroskopie, atomová absorpční a emisní spektroskopie, transmisní elektronová mikroskopie (mimo CNT) a jiné. Antimikrobiální účinky budou testovány ve spolupráci se Zdravotním ústavem v Ostravě.
7.Molekulární modelování bude využito ke znázornění interakcí mezi polymery, jílovými nosiči a nanočásticemi, pomocí molekulové dynamiky s užitím empirických silových polí. Výsledky molekulárního modelování by měly přispět k interpretaci experimentálních dat.

Předpokládané výstupy vědeckovýzkumných aktivit:
Získané experimentální výsledky budou:
- součástí dvou disertačních prací (předpokládaný rok obhajoby – 2016),
- součástí tezí disertační práce (předpokládaný rok obhajoby – 2015),
- součástí bakalářské práce (rok obhajoby – 2015),
- prezentovány členy řešitelského týmu na mezinárodní konferenci,
- publikovány v odborném zahraničním časopise s Impact faktorem (min. 1 publikace),
- publikovány ve sborníku v uznávané databázi (min. 3 příspěvky),
- publikovány v zahraničním recenzovaném časopise (min. 2 příspěvky).

Harmonogram řešení zahrnuje 4 etapy:
I. etapa (leden – březen)
- literární rešerše přípravy polymerních nanokompozitů a přípravy nanočástic na jílových matricích
- mechanické a chemické modifikace vrstevnatých silikátů
II. etapa (duben-červen)
- příprava polymerů a jejich charakterizace
- příprava aktivních látek na fylosilikátových nosičích
- charakterizace materiálů analytickými metodami
- molekulární modelování struktury a designu připravených nanokompozitů
III. etapa (červenec-září)
- zakomponování plniv do polymerů
- charakterizace materiálů analytickými metodami
- vyhodnocování získaných výsledků a práce na prvních výstupech projektu.
IV. etapa (září - listopad)
- testování funkčních vlastností připravených nanokompozitů
- studium stability připravených kompozitů
- molekulární modelování struktury a designu připravených materiálů
- vyhodnocování získaných výsledků a práce na výstupech projektu.

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
0,-0,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)0,-0,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti0,-0,-
2. Stipendia47000,-47000,-
3. Materiálové náklady51000,-59413,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek6000,-10503,-
5. Služby53000,-49165,-
6. Cestovní náhrady32000,-22919,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory21000,-21000,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady210000,-
Uznané náklady210000,-
Celkem běžné finanční prostředky210000,-210000,-