Schválené projekty 2017

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2017

Celková přidělená částka z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum na VŠB-TUO - 54 573 242 Kč

Z toho 2.5% - 1 364 331 Kč - úhrada způsobilých nákladů spojených s organizací SGS

fakulta přidělená částka v Kč
FBI  1 210 137
EKF  3 929 534
FAST  2 465 732
FS  9 344 630
FEI 13 996 004
HGF  5 272 251
FMMI  7 123 785
VC  8 743 333
CP  1 123 505
CELKEM 53 208 911

KódSP2017/65
Název projektuVyužití nových fylosilikátů pro přípravu funkčních nanostruktur II.
ŘešitelTokarský Jonáš doc. Ing., Ph.D.
Školitel projektu
Období řešení projektu01.01.2017 - 31.12.2017
Předmět výzkumuPředkládaný projekt, který navazuje na předcházející projekt s názvem „Využití nových fylosilikátů pro přípravu funkčních nanostruktur“ (SP2016/63), je zaměřen na přípravu a charakterizaci funkčních nanokompozitů s vodivými polymery či nanočásticemi ZnO nebo ZnS na fylosilikátových matricích.
Po úspěšné přípravě elektricky vodivých nanokompozitů typu polypyrrol/montmorillonit (PPYR/MMT) [1] a polypyrrol/ghassoul (PPYR/GHA) [2] ve formě prášků – což bylo předmětem výzkumu v rámci předchozího projektu (SP2016/63), kdy bylo u nanokompozitů s PPYR dosaženo řádově vyšší elektrické vodivosti, než u nanokompozitů obsahujících polyanilin (PANI) – bude nyní přikročeno ke kalcinaci těchto vzorků s cílem získat grafenový materiál podobně, jako v případě kompozitu PANI/MMT [3]. Rovněž bude hledán způsob přípravy tenkých vrstev, a to jak na skleněném, tak na polykarbonátovém substrátu. Podobně jako v případě PANI [4], i zde budou porovnávány rozličné podmínky přípravy s cílem dosáhnout zvýšené elektrické vodivosti v porovnání s práškovými vzorky.
Po úspěšné optimalizaci přípravy nanočástic ZnO [5] a na základě pilotních experimentů postupu přípravy nanočástic ZnS, které byly provedeny po rozsáhlé literární rešerši, bude přikročeno k optimalizaci laboratorního postupu přípravy nanočástic ZnS s cílem dále zvýšit fotokatalytickou aktivitu při snížení cenové náročnosti přípravy.
V rámci projektu budou také dále pokračovat experimenty s nanočásticemi ZnO a nanokompozity ZnO/jíl jakožto aditivy do hydrofobizační vrstvy, přičemž pozornost bude věnována testům vlivu přítomnosti nanočástic ve vrstvách na biodeterioraci pískovců.

[1] L. Kulhánková, et al. Elektricky vodivý nanokompozit polypyrrol/montmorillonit (PPy/MMT). Funkční vzorek, ev. č.: 038/24-10-2016_F.
[2] J. Tokarský, et al. Polypyrrol/ghassoul (PPy/GHA) - elektricky vodivý nanokompozitní materiál. Funkční vzorek, ev. č.: 042/10-11-2016_F.
[3] P. Čapková, et al. J. Eur. Ceram. Soc. 34 (2014) 3111-3117.
[4] L. Kulhánková et al., Chem. Pap. DOI: 10.1007/s11696-016-0077-4.
[5] D. Hroch. Příprava a charakterizace ZnO/ZnS nanočástic na kaolinitové matrici a jejich potenciální využití ve frikčních kompozitech. Ostrava, 2016. Bakalářská práce. VŠB-TUO.


Postup řešení:

(1) Vysokotlaké lisování (108 Pa) práškových vzorků PPYR/MMT a PPYR/GHA do tablet.
(2) Kalcinace připravených tablet při teplotách nad 1000 °C v inertní atmosféře.
(3) Literární rešerše s cílem nalézt inspiraci pro přípravu tenkých vrstev PPYR na skleněném a polykarbonátovém substrátu.
(4) Příprava tenkých vrstev PPYR s proměnnými hodnotami koncentrace výchozích látek a depozičních časů jak na skleněném, tak na polykarbonátovém substrátu.
(5) Analýzy vzorků dostupnými instrumentálními metodami (RTG difrakce, AFM, Ramanova spektroskopie, FTIR, SEM, TEM).
(6) Molekulární modelování řetězců PPYR na povrchu skleněného a polykarbonátového substrátu s cílem zjistit uspořádání řetězců a jeho vliv na elektrickou vodivost tenké vrstvy.
(7) Měření elektrické vodivosti připravených vzorků.
(8) Optimalizace syntézy nanočástic ZnS pomocí hydrotermální metody s využitím následujících prekurzorů: zinečnatá sůl, sulfid sodný, cetyltrimethylamonium bromid (CTAB).
(9) Analýzy připravených vzorků dostupnými instrumentálními metodami.
(10) Testy fotodegradační aktivity připravených vzorků.
(11) Zkoumání možnosti syntézy bez přítomnosti organického prekurzoru CTAB.
(12) Analýzy připravených vzorků dostupnými instrumentálními metodami.
(13) Testy fotodegradační aktivity připravených vzorků.
(14) Laboratorní testy ochranného účinku hydrofobizačních vrstev s příměsí ZnO vůči biodeterioraci pískovců řasami Chlorella vulgaris.
(15) Aplikace hydrofobizačních vrstev s příměsí ZnO v terénu a dlouhodobé (v řádu měsíců) sledování jejich ochranného účinku vůči biodeterioraci podkladového pískovcového materiálu.


Rozdělení práce a úkolů mezi členy řešitelského týmu
____________________________________________________________________________________________________________
doc. Ing. Jonáš Tokarský, Ph.D. – hlavní řešitel – vedoucí doktorské práce Petry Vilímové a diplomové práce Tomáše Vernera – molekulární modelování nanokompozitů pomocí empirických silových polí, optimalizace postupu přípravy nanokompozitů typu polymer/fylosilikát, studium hydrofobizačních vrstev, příprava VaV výstupů

doc. Ing. Lenka Kulhánková, Ph.D. – vedoucí diplomové práce Hany Koníčkové – příprava kompozitů PPYR/MMT a PPYR/GHA, optimalizace postupu přípravy tenkých vrstev PPYR, příprava VaV výstupů

Mgr. Kateřina Mamulová Kutláková, Ph.D. – vedoucí diplomových prací Dalibora Hrocha a Lukáše Hermana – příprava nanočástic ZnO, ZnS a nanokompozitů a jejich charakterizace metodou RTG difrakce, testování fotodegradační aktivity, příprava VaV výstupů

Mgr. Pavlína Peikertová, Ph.D. – charakterizace připravených vzorků pomocí IČ a Ramanovy spektroskopie, studium hydrofobizačních vrstev, příprava VaV výstupů

Ing. Petra Vilímová – studentka doktorského studijního programu Nanotechnologie na Centru nanotechnologií – charakterizace vzorků mikroskopií atomárních sil (AFM), měření mikrovodivosti, spolupráce na přípravě VaV výstupů

Ing. Tomáš Plaček – student doktorského studijního programu Řízení průmyslových systémů na Katedře automatizace a počítačové techniky v metalurgii, FMMI – úprava práškových vzorků lisováním, měření elektrické vodivosti, zátěžové testy, spolupráce na přípravě VaV výstupů

Bc. Hana Koníčková – studentka magisterského studijního programu Nanotechnologie na Centru nanotechnologií – příprava kompozitů PPYR/MMT a PPYR/GHA, optimalizace postupu přípravy tenkých vrstev PPYR

Bc. Lukáš Herman – student magisterského studijního programu Nanotechnologie na Centru nanotechnologií – charakterizace nanokompozitů pomocí RTG difrakce se zaměřením na Rietveldovu metodu

Bc. Dalibor Hroch – student magisterského studijního programu Nanotechnologie na Centru nanotechnologií – příprava nanočástic ZnS

Bc. Adam Verner – student magisterského studijního programu Nanotechnologie na Centru nanotechnologií – molekulární modelování nanokompozitů
Členové řešitelského týmuBc. Lukáš Herman
Bc. Dalibor Hroch
Ing. Hana Krupová
doc. Ing. Lenka Kulhánková, Ph.D.
Mgr. Kateřina Mamulová Kutláková, Ph.D.
Mgr. Pavlína Peikertová, Ph.D.
Ing. Tomáš Plaček
doc. Ing. Jonáš Tokarský, Ph.D.
Ing. Adam Verner
Ing. Petra Vilímová
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Cíle projektu:

1) otestování možnosti přípravy grafenových vrstev kalcinací nanokompozitů PPYR/MMT a PPYR/GHA v inertní atmosféře

2) optimalizovaný postup přípravy tenkých vrstev PPYR na skleněném a polykarbonátovém substrátu

3) optimalizovaný postup přípravy nanočástic ZnS

4) otestování ochranného účinku hydrofobizačních vrstev s příměsí ZnO vůči biodeterioraci pískovců


předpokládané VaV výstupy:

1) článek v mezinárodním periodiku s IF

2) aktivní účast na mezinárodních konferencích + alespoň dva plné konferenční příspěvky

3) funkční vzorek

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. Stipendia48000,-48000,-
3. Materiálové náklady34000,-36104,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek0,-0,-
5. Služby155000,-133887,-
6. Cestovní náhrady6000,-25009,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory27000,-27000,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady270000,-
Uznané náklady270000,-
Celkem běžné finanční prostředky270000,-270000,-