Zahlavi

Pokračovatelé Heyrovského odkazu představili výsledky bádání v praxi

06. 05. 2022

Polarografie, přelomová analytická metoda fyzikální chemie našla uplatnění v desítkách oborů a nedávno oslavila sté výročí. Také současné výsledky badatelů z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR slibují využití v řadě odvětví od potravinářství, přes energetiku, až po zdravotnictví. Hledání technologických inovací a navazování spolupráce vědecké sféry s průmyslem se věnovalo setkání konané v rámci cyklu Fyzikální chemie pro 21. století – od polarografie k nanotechnologiím.

Podle slov Petra Krtila z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR se o praktickém využití výsledků základního výzkumu nehovoří tak často jako v případě výzkumu aplikovaného. Právě objevy z oborů jako je fyzikální chemie v sobě ale ukrývají nejširší potenciál. „Naše civilizace je založená na elektrochemických postupech,“ poznamenal. „Způsob, jakým generujeme energii, jak ji transformujeme, ukládáme a jak ji využíváme – to vše se zakládá na principech naší disciplíny.“

Petr Krtil z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR
Petr Krtil z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR

Unikátní konference nazvaná „Ústav Heyrovského se otevírá“ hostila jak výzkumníky, tak zástupce firem a podniků z oblasti jaderné energetiky, chemického průmyslu, technologických center nebo zdravotnických zařízení. Vědci tak poprvé prezentovali výsledky práce přímo cílové skupině, která může jejich potenciál v podobě technologických inovací využít.

Skladování a transport energie
Klíčovým výzkumem je hledání možností, jak nakládat s energií. Vědci z Heyrovského ústavu při vývoji pokročilých baterií nacházejí cesty, jak zvýšit nejen jejich kapacitu a výkon, ale také životnost a udržitelnost. Jedním z výsledků je například vodná baterie vyrobená z extrémně levných a recyklovatelných materiálů. Její kapacita je už nyní srovnatelná s některými komerčními bateriemi.

Tématem je také vyvíjení chemických prostředků, které by umožnily zdroje energie efektivně transportovat. Tým pod vedením Jiřího Dědečka se věnuje vývoji katalyzátorů k oxidaci metanu na metanol.

Jiří Dědeček z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR
Jiří Dědeček z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR

Zhruba pět procent celkově vytěženého metanu se bez užitku spaluje jako odpad při těžbě ropy. Pokud by bylo možné metan levně transportovat, například v podobě bezpečného kapalného metanolu, využil by se tento zbytkový produkt těžby k výrobě energie na místech, kde se jiné zdroje nenacházejí.

Fyzikální chemie v medicíně, ve výrobě i při kontrole potravin
Výzkumná skupina Tomáše Navrátila se zaměřila na odstranění klíčových nedostatků polarografické metody. Dříve používanou rtuťovou kapku, která je nešetrná k životnímu prostředí, nahradili pokročilými nanokrystalickými materiály a současně zpřesnili analýzu biologicky významných látek jako je krev, mozkomíšní mok nebo moč. Otevřeli tak cestu k celé řadě využití v lékařství, například při diagnostice nádorových onemocnění, Parkinsonovy choroby nebo deprese.

Tým Patrika Španěla se věnuje rozvoji odlišné analytické metody, takzvané hmotnostní spektrometrie. Vyvinuli přístroj, který umožňuje přesné a okamžité stanovení těkavých látek v plynech. Z chemické analýzy lidského dechu předpovídá rozvoj mnoha onemocnění zažívacího traktu. Dovoluje také přesně změřit množství požitého alkoholu. „Metoda je to velmi citlivá, dovede detekovat jeden mililitr látky v objemu olympijského plaveckého bazénu,“ připodobnil její přesnost Petr Krtil.

Patrik Španěl z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR (uprostřed)
Patrik Španěl z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR (uprostřed)

Své využití zařízení najde nejen v medicíně. Přístroj byl navržen, aby pracoval nepřetržitě, a tak se uplatní také ve výrobních procesech, v chemických závodech nebo třeba při kontrole kvality potravin.

Chemie pomáhá chránit památky
Prezentované projekty završily technologie k ochraně a restaurování historických a kulturních památek. Jiří Rathouský, který se věnuje vývoji pokročilých nanomateriálů, se svým týmem připravil gely a emulze, které se využívají k šetrnému ošetření povrchů uměleckých děl. Jejich složení je možné přizpůsobit specifickému materiálu. Odstraňují nečistoty z kamenných soch, z kovu, skla, keramiky i olejomaleb. Projekt už v minulosti ocenila porota v národní soutěži Transfera Technology Day 2021 druhým místem.

Lubomír Pospíšil z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR
Lubomír Pospíšil z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR

Představovat (nebo přibližovat) potenciál nových objevů je důležitou součástí vědecké činnosti. „Už sám Jaroslav Heyrovský kladl na inovace nebývalý důraz. Hledal nejrůznější možnosti, jak výsledky svého bádání prakticky aplikovat,“ zavzpomínal na svého bývalého kolegu oceněného Nobelovou cenou za chemii Lubomír Pospíšil z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR. Podle něj za rozšířením polarografie stojí právě její zakladatel, který navazoval spolupráce po celém světě. „Duch překonávat překážky mezi vědou a jejím využitím se nese s ústavem fyzikální chemie dodnes,“ uzavřel.

Text: Jan Hanáček, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR
Foto: Jana Plavec, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR

Licence Creative CommonsText a fotografie jsou uvolněny pod svobodnou licencí Creative Commons.

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (11 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (11 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (12 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (12 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (13 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (13 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (14 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (14 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (16 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (16 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (24 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (24 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (28 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (28 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (31 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (31 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (38 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (38 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (40 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (40 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (48 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (48 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (5 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (5 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (50 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (50 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (56 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (56 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (64 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (64 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (68 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (7 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (76 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (77 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (82 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (87 of 112)

2022-05-04_Konference polarografie_UFCH_JH_web (89 of 112)

Chemické vědy

Vědecká pracoviště

Chemický výzkum navazuje na tradici vytvořenou významnými českými chemiky jako Rudolfem Brdičkou, Jaroslavem Heyrovským, Františkem Šormem či Ottou Wichterlem. V teoretické i experimentální fyzikální chemii je výzkum orientován na vybrané úseky chemické fyziky, elektrochemie a katalýzy. Anorganický výzkum je zaměřen na přípravu a charakterizaci nových sloučenin a materiálů. Výzkum v oblasti organické chemie a biochemie se soustřeďuje zejména na medicínu a biologii s cílem vytvořit nová potenciální léčiva a dále do ekologie. V oblasti makromolekulární chemie jde o přípravu a charakterizaci nových polymerů a polymerních materiálů, které lze využít v technice, v biomedicíně a ve výrobních, zejména separačních, technologiích. Analytická chemie rozvíjí separační analytické techniky, zejména kapilární mikrometod, a dále se zaměřuje na metody spektrální. Chemicko-inženýrský výzkum je orientován na vícefázové systémy, homo- a heterogenní katalýzu, termodynamiku a moderní separační metody. Sekce zahrnuje 6 ústavů s přibližně 1270 zaměstnanci, z nichž je asi 540 vědeckých pracovníků s vysokoškolským vzděláním.

Všechny výzkumné sekce