2010 - sav › documents › projects2010.pdf · zodpovedný riešiteľ: martin danko trvanie...

2010

Programy: 6RP

1.) P. Cezanne: Integrovanie nanobiológie a ICT pre zabezpečenie implantovateľného

monitorovacieho systému pre kontinuálnu starostlivosť o diabetického pacienta. (P.

Cezanne: Integration of nano-biology and ICT to provide a continuous care and implantable

monitoring system for diabetic patients.)

Zodpovedný riešiteľ: Igor Lacík

Trvanie projektu: 1.7.2006 / 28.2.2011

Evidenčné číslo projektu: 031867

Organizácia je

koordinátorom projektu:

nie

Koordinátor: Meir Hospital, Tel Aviv University

Počet spoluriešiteľských

inštitúcií:

13 - Nemecko: 2, Španielsko: 1, Veľká Británia: 1, Grécko: 1, Izrael:

5, Taliansko: 2, Rumunsko: 1

Čerpané financie: EU: 230 698 €

Dosiahnuté výsledky:

Hlavným výsledkom je úspešná integrácia prototypu a úspešné in vitro testy. Citlivosť

senzora na glukózu je zabezpečená proteínom imobilizovanom v cylindrickom vlnovode

pripravenom z zwiteriónového hydrogélu, analytický rozsah citlivosti na glukózu je v

rozsahu vyţadujúcom terapeutické vyuţitie (2 – 30 mM), pričom sa dosiahla funkčná

integrácia biológie, chémie, fyziky, počítačových technológií pre prenos signálu „glukóza-

počítač“.

Programy: Medziakademická dohoda (MAD)

2.) Fotoaktívne biodegradovateľné polymérne materiály na báze alifatických

polyesterov. (Photoactive biodegradable polymeric materials based on aliphatic polyesters.)

Zodpovedný riešiteľ: Martin Danko


Evidenčné číslo projektu:

Organizácia je


áno

Koordinátor: Ústav polymérov SAV


inštitúcií:

1 - Poľsko: 1

Čerpané financie: mobilita


Cieľom práce v tomto roku bolo preštudovať fotochemické účinky nízkomolekulového

benzilu (1,2-difenyletándión) na biodegradovateľný polyester poly(?-kaprolaktón) (PCL)

pomocou IČ spektroskopie a gélovej permeačnej chromatografie (GPC). Účinky

fotochemickej modifikácie materiálu boli porovnané alkalickou hydrolýzou modifikovaných

a nemodifikovaných PCL filmov. Produktom fotooxidácie benzilu v beţných polymérnych

matriciach pri oţarovaní s vlnovou dĺţkou ? > 400 nm v prítomnosti kyslíku je

benzoylperoxid. Z nameraných výsledkov vzoriek oţarovaných na vzduchu a v kyslíkovej

atmosfére svetlom pri ? > 400 nm bolo zrejmé, ţe zvyšovaním koncentrácie kyslíka sa

zvyšuje mnoţstvo vznikajúceho benzoylperoxidu a rozsah degradácie PCL. Vo vzorkách

oţarovaných vo vákuu benzoylperoxid vôbec nevzniká, pozorovalo sa zvýšenie mólovej

hmotnosti v dôsledku rekombinácie polymérnych radikálov. Na základe týchto pozorovaní

bol navrhnutý mechanizmus degradácie PCL dopovaného benzilom vo vákuu a v prítomnosti

kyslíka. Stupeň hydrolýzy (degradácie) materiálu bol vyhodnotený GPC a DSC technikami.

Mólová hmotnosť oţarovaného (modifikovaného) polyméru v kyslíkovej atmosfére sa

zniţovala, percento kryštalinity zostávalo na pribliţne rovnakej úrovni. Oţarovanie vo vákuu

vedie k sieťovaniu polyméru, jeho hydrolýza sa predlţuje. Neoţarované filmy nepodliehali

hydrolýze v časovom horizonte jedného mesiaca. Záverom moţno konštatovať, ţe

fotochemickou modifikáciou je moţné nastaviť ţivotnosť PCL materiálu v podmienkach

alkalickej hydrolýzy.

3.) Reaktívne kopolyméry na báze cyklických iminoéterov s využitím v biomedicínskych

aplikáciách. (Stimuli responsive copolymers based on cyclic iminoethers polymerization

with potential biomedical application.)

Zodpovedný riešiteľ: Juraj Kronek



Organizácia je


áno



inštitúcií:

2 - Bulharsko: 2



Vedecká výmena sa pre finančné problémy partnerskej krajiny neuskutočnila.

4.) Príprava a vlastnosti vysoko elektricky a termicky vodivých polymérnych

nanokompozitov. (Preparation and properties of highly electrically and thermally

conductive polymeric nanocomposites.)

Zodpovedný riešiteľ: Igor Krupa



Organizácia je


áno



inštitúcií:

1 - Turecko: 1



Pripravili sa nanokompozity na báze HDPE a niekoľkých typov expandovaného grafitu, u

ktorých sa pozorovali vysoké hodnoty tepelnej ako aj elektrickej vodivosti.

5.) Príprava a elektrické vlastnosti vodivých polymérnych kompozitov a

nanokompozitov. (Preparation and electrical properties of conducting polymer composites

and nanocomposites.)

Zodpovedný riešiteľ: Mária Omastová



Organizácia je


áno



inštitúcií:

2 - Česko: 2



Pokračovalo sa v syntéze vodivých polymérov, polypyrolu (PPy) a polyanilínu (PANI).

Tieto polyméry sa pripravovali vo vodných roztokoch za rovnakých podmienok, chemickou

oxidačnou polymerizáciou príslušného monoméru. Ako oxidant sa pouţil síran ceričitý alebo

dusičnan strieborný. Skúmal sa vplyv molárneho pomeru oxidant/monomér, (ktorý vzrastal z

hodnoty 0,5 do 2,5) na výťaţok a elektrické vlastnosti oboch syntetizovaných polyméroch.

PPy dosahoval vyššie elektrické vodivosti ako PANI. Výsledky meraní elektrickej vodivosti

vzoriek získaných po deprotonizácii ukázali, ţe PPy je aj odolnejší voči pôsobeniu hydroxidu

ako PANI.

Publikácie 2010:

1. OMASTOVÁ, Mária – MOSNÁČKOVÁ, Katarína – TRCHOVÁ, M. – KONYUSHENKO, E. N.

– STEJSKAL, J. – FEDORKO, P. – PROKEŠ, J.

Polypyrrole and polyaniline prepared with cerium(IV) sulfarte oxidant. In Synthetic Metals. Vol. 150,

(2010), p. 701–707. (1.901 - IF2009)

6.) Syntéza a charakterizácia vodivých polymérov pripravených v prítomnosti

tenzidov. (Synthesis and characterization of conducting polymers prepared in the presence of

surfactants.)




Organizácia je


áno



inštitúcií:

1 - Turecko: 1



V rámci bilaterálneho projektu sa porovnávali syntézy vodivých polymérov, polypyrolu

(PPy) a polytiofénu (PTh) v prítomnosti aniónových tenzidov. Výsledky ukázali, ţe PPy

pripravený za pouţitia aniónového tenzidu dosahuje minimálne o jeden rád vyššiu elektrickú

vodivosť ako PTh syntetizovaný pouţitím rovnakého tenzidu. Pripravené vodivé polyméry sa

charakterizovali pomocou rôznych techník, ako je elementárna analýza, FTIR spekroskopia,

SEM a iné.

Programy: Medzivládna dohoda

7.) Nanoštruktúrne polyméry pre medicínske aplikácie. (Nanostructured polymers for

medical application.)



Evidenčné číslo projektu: APVV-SK-PL-0029-09

Organizácia je


áno



inštitúcií:

1 - Poľsko: 1

Čerpané financie: APVV: 1 462.00 €


Pripravili sa polyméry s hviezdicovou štruktúrou na báze 2-oxazolínov. Na ich prípravu sa

pouţili multifunkčné iniciátory, a to buď sulfonáty viacsýtnych alifatických alkoholov, alebo

sulfonáty hypervetveného polyglycidolu. Sledovaním termických vlastností pripravených

polymérov sa zistilo termosenzitívne správanie, ktoré závisí od počtu ramien a ich veľkosti.

Programy: 7RP

8.) Nízkoteplotné výmenníky tepla na báze tepelne vodivých polymérnych

nanokompozitov. (Low temperature heat exchangers based on thermally conducting

polymers nanocomposites.)

Zodpovedný riešiteľ: Ivan Chodák



Organizácia je


nie

Koordinátor: Politecnico di Torino


inštitúcií:

8 - Belgicko: 1, Nemecko: 3, Francúzsko: 1, Taliansko: 2,

Rumunsko: 1

Čerpané financie: EU: 18 110.00 €


Rozsiahly výskum polymérnych kompozitov na báze polypropylénu a polyvinylidén

chloridu s vysokou tepelnou vodivosťou spočíval v príprave tepelnovodivých častíc

povrchovo pokovených striebrom alebo meďou, ktoré sa pouţili ako plnivo do kompozitov.

Sledoval sa vplyv viacerých parametrov samotného plniva ako aj štruktúry kompozitu na

tepelnú vodivosť. Najdôleţitejšie parametre boli obsah vodivého plniva a tepelná vodivosť

plniva. Zistilo sa, ţe významnú úlohu hrá anizotropia plniva a najmä usporiadanie

anizotropných častíc v smere tepelného toku. Orientáciou moţno dosiahnuť aţ štvronásobne

vyššiu tepelnú vodivosť pri optimálnom usporiadaní častíc v porovnaní s usporiadaním

kolmo na smer tepelného toku. Ďalšie zvýšenie tepelnej vodivosti moţno dosiahnuť pouţitím

matrice s vysokým kryštalickým podielom. S matricou HDPE namiesto polypropylénu sa

zvýšila tepelná vodivosť cca o 0,1 Wm/K. Vyuţitím všetkých moţností a optimalizáciou

zloţenia materiálu sme dosiahli zvýšenie tepelnej vodivosti z cca 0,25 Wm/K pre samotnú PP

matricu na 1,6 – 1,8 Wm/K.

9.) Nano-optický mechanický system. (Nano-optical mechanical systems.)



Evidenčné číslo projektu: Stage 1 CP-FP 228916-1

Organizácia je


nie

Koordinátor: Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Científicas


inštitúcií:

7 - Nemecko: 1, Španielsko: 2, Veľká Británia: 3, Slovensko: 1



Vypracovalo sa viacero metód na povrchovú modifikáciu uhlíkových nanorúrok kovalentých

aj nekovalentným spôsobom. Preskúmala sa moţnosť dispergácie aj orientácie týchto

nanorúrok v elastomérnych matriciach. Previedli sa prvé úspešné experimenty s orientáciou

nanorúriek v elektrickom poli.

10.) Stratégia zachovania umeleckých artefaktov v muzeálnych zbierkach (Strategy for

the preservation of plastics artefacts in museums collections.)

Zodpovedný riešiteľ: Jozef Rychlý



Organizácia je


nie

Koordinátor: Centre de Recherche sur la Conservation des Collections


inštitúcií:

11 - Dánsko: 1, Francúzsko: 3, Veľká Británia: 2, Taliansko: 1,

Holandsko: 2, Slovinsko: 1, USA: 1



V spolupráci s Getty Conservation Institute, LA, zameranej na posudzovanie degradácie

rozličných polymérov sa zistilo, ţe aktivačná energia určená z neizotermických

termogravimetrických a chemiluminiscenčných experimentov pre polyolefíny a polyuretány

je závislá od rýchlosti ohrevu vzorky, pričom odpovedajúce rýchlostné konštanty s

rýchlosťou ohrevu narastajú. Zodpovedá to predpokladu, ţe u neizotermických procesov sa

tepelná energia vo vzorke pri lineárnom ohreve akumuluje a uvoľňuje sa aţ po prechode

systému do izotermického reţimu. Pri dostatočne vysokej teplote tak väčšinou dochádza ku

vznieteniu vzorky. DSC krivky uvoľňovania tepla pozorované po roztopení vzorky

semikryštalického polyméru sa zhodujú s druhou odmocninou chemiluminiscenčného

priebehu. Maximum DSC píku sa pritom nachádza v inflexnom bode neizotermickej

termogravimetrickej krivky.

Na sérii polymérov (polyuretány, polyolefíny, polyamidy) bola objasnená vzájomná relácia

výstupov z neizotermických metodík chemiluminiscencie, termogravimetrie a diferenciálnej

skenovacej kalorimetrie, ktoré zo starnutých vzoriek monitorujú svetelný signál, úbytok

hmotnosti a tepelné efekty, ku ktorým dochádza počas ich degradácie vplyvom svetla, tepla a

vzdušnej vlhkosti. Postup starnutia sa sleduje kaţdých 9 mesiacov na umelom artefakte –

bábike – skonštruovanej zo 14 základných polymérov, ktorá je vystavená pôsobeniu beţných

klimatických podmienok na vzduchu a na svetle.

11.) Orientácia uhlíkových nanorúrok v polymérnych kompozitoch. (Orientation of

carbon nanotubes in polymer composites.)

Zodpovedný riešiteľ: Zdenko Špitálsky



Organizácia je


áno



inštitúcií:

0



Pripravili sa polymérne kompozity s uhlíkovými nanorúrkami a expandovaným grafénom s

polyamidom za účelom prípravy materiálov s vysokými elektrickými a mechanickými

vlastnosťami.

Programy: Multilaterálne - iné

12.) Nová generácia cenovo efektívnych materiálov prechádzajúcich fázovou premenou

pre zvýšenie účinnosti energie v budovách využívajúcich energiu z obnoviteľných

zdrojov. (Next generation cost effective phase change materials for increased energy

efficiency in renewable energy systems in buildings.)



Evidenčné číslo projektu: TU0802

Organizácia je


nie

Koordinátor: Dublin Institute of Technology


inštitúcií:

0

Čerpané financie: 0 €


Pripravila sa platforma na prípravu niekoľkych spoločných bilaterálnych projektov.

13.) Určenie rýchlostných konštánt radikálovej polymerizácie vodorozpustných

monomérov so špeciálnym dôrazom na nabité a ionizovateľné monoméry. (Determination of rate coefficients of water-soluble monomers with special emphasis on

charged/ionizable monomers)



Evidenčné číslo projektu: projekt BASF AG, Ludwigshafen, Nemecko

Organizácia je


áno



in/štitúcií:

2 - Kanada: 1, Nemecko: 1

Čerpané financie: 23 000.00 €


Bola ukončená charakterizácia rýchlostných konštánt propagácie, kp, pre radikálovú

polymerizáciu N-vinylformamidu vo vodnej fáze. Potvrdil sa trend sledovaný pre iné

vodorozpustné monoméry (N-vinylpyrolidón, kyselina metakrylová), keď sa pozoroval

pokles hodnôt kp s narastajúcou koncentráciou monoméru v polymerizačnej zmesi.

14.) The Chicago Diabetes Project: Globálna spolupráca pre funkčnú liečbu cukrovky. (The Chicago Diabetes Project: Global collaboration for a functional cure.)




Organizácia je


nie

Koordinátor: University of Illinois, Chicago


inštitúcií:

5 - Austrália: 1, Švajčiarsko: 1, Taliansko: 1, Nórsko: 1, USA: 1



Výsledky s prázdnymi PMCG mikrokapsulami transplantovanými do primátov ukázali, ţe

mikrokapsule nevyvolávajú významnú reakciu imunitného systému. Na spolupracujúcom

pracovisku na University of Illinois v Chicagu sa uskutočnila druhá fáza predklinických

testov a PMCG mikrokapsule boli pouţité na alotransplantáciu paviánich pankreatických

ostrovčekov. Paralelne sa v spolupráci s pracoviskom v Trondheime uskutočnili experimenty

testovania stimulácie imunitného systému mikrokapsulami rôzneho typu, z ktorých je zrejmé,

ţe PMCG mikrokapsule majú tendenciu stimulovať ľudský imunitný systém.

Projekty národných agentúr

Programy: VEGA

1.) Voľno-objemová mikroštruktúra a dynamika sklotvorných systémov pomocou dvoch

sondových techník. (Free volume microstructure and dynamics of glass-forming systems via

two probe techniques.))

Zodpovedný riešiteľ: Josef Bartoš


Evidenčné číslo projektu: 2/0014/09

Organizácia je


áno



inštitúcií:

0

Čerpané financie: VEGA: 3551 €


Kombinované štrukturálno-dynamické vyšetrovanie poly(vinylmethyletér)u, (PVME)

pomocou atomickej (o-Ps) a molekulovej (TEMPO) próby za pouţitia PALS resp. ESR

techník odhalilo existenciu série charakteristických PALS teplôt v anihilácii o-Ps próby: , =

250K ? 248K = , and , ktoré koincidujú s charakteristickými ESR teplotami v rotačnej

dynamike molekulovej spinovej sondy TEMPO: , , and . Tento empirický nález naznačuje

na podobný fyzikálny pôvod kontrolujúcich procesov. Fenomenologická analýza PALS a

ESR databáz za pouţitia dynamických výsledkov z neutrónového rozptylu (NS) a

dielektrickej spektroskopie (BDS) umoţnila na základe porovnania charakteristických PALS,

ESR, BDS a NS teplôt ako aj príslušných časových škál identifikovať konkrétne molekulové

pohyby, ktoré sú zodpovedné za horeuvedené efekty v PALS a ESR odozvách. Tieto

empirické nálezy naznačujú na dominujúci dynamický charakter voľného objemu, ktorý je

detegovaný PALS technikou ako aj na voľno-objemové fluktuácie, ktoré kontrolujú rotačnú

dynamiku spinovej sondy v ESR metóde, prinajmenšom v PVME.

2.) Optimalizácia a nové aplikácie originálnych kombinovaných metód kvapalinovej

chromatografie na separáciu a molekulovú charakterizáciu komplexných polymérových

systémov. (Optimization and new applications of original combined methods of liquid

chromatography for separation and molecular chatracterization of complex polymer

systems.)

Zodpovedný riešiteľ: Dušan Berek



Organizácia je


áno



inštitúcií:

0



Vypracovali a testovali sa nové postupy nami skôr navrhnutej a rozpracovanej kvapalinovej

chromatografie pri limitných podmienkach entalpických interakcií (LC LC), ktoré vyuţívajú

retenčný mechanizmus entalpickej particionácie (LC LCP a LC LCU) a fázovej separácie,

zráţania (LC LCI). Naša originálna metóda kvapalinovej chromatografie pri limitných

podmienkach desorpcie (LC LCD) sa aplikovala na separáciu minoritných (<1% a dokonca

<0,1%) prímesí v komplexných polymérových systémoch, osobitne materských

homopolymérov v blokových kopolyméroch. Známymi analytickými metódami separácie

tohoto druhu dosiaľ nebolo moţné vykonať.

3.) Modelovanie vlastností biologických polymérov v zahustenom prostredí bunky. (Modeling properties of biological polymers in crowded cellular environments.)

Zodpovedný riešiteľ: Tomáš Bleha



Organizácia je


áno


Počet spoluriešiteľských 0

inštitúcií:



Skúmali sme zmeny v štruktúre polyalanínového (PA) reťazca v dôsledku jeho priestorového

obmedzenia v štrbine, kanáli a kocke pomocou atomistických MD simulácií. Geometrické

obmedzenie (confinement) sa zvykne vyuţívať aj na modelovanie vplyvu vnútrobunečného

prostredia v dôsledku tzv. zahustenia (crowding) na štruktúru makromolekúl. V prípade

kocky sa ukázalo, ţe confinement zosilňuje tendenciu na lámanie závitníc a celkový pokles

helicity PA. Skladané štruktúry v kocke sú menej pravidelné ako u voľnej molekuly,

predovšetkým antiparalelná orientácia helikálnych častí je narušená. Výsledky simulácií pre

PA sa vyuţili aj pri rozvoji konformačnej štatistiky helikálnych polymérov v roztoku.

Rozšírenie v súčasnosti pouţívaného modelu polámaných závitníc o zahrnutie špecifickej

atraktívnej energie medzi helikálnymi segmentami umoţňuje popísať aj vznik skladaných

štruktúr v roztoku. Doteraz sa pravidelne skladané štruktúry spájajú obvykle iba s pevnou

fázou, ako napr. v prípade skladania PE reťazcov do lamelárnych kryštálových štruktúr.

4.) Nanokompozitné disperzie založené na prírodných a syntetických polyméroch a

kovových aditívach. (On nanocomposite dispersions based on synthetic and natural polymer

and metal additives.))

Zodpovedný riešiteľ: Ignác Capek



Organizácia je


áno



inštitúcií:

0



Kompozitné magnetické nanočastice sú pripravené polymerizáciou vodo- aj olejovo-

rozpustných monomérov v prítomnosti vodo- aj olejovorozpustných nanočastíc FeO.

Inverzná miniemulzná kopolymerizácia kyseliny akrylovej a Na-akrylátu v prítomnosti

anorganických nanočastíc a zlúčenín tvoria polyakryláty v anorganickej fáze kompozitných

nanočastíc. Prítomnosť hydrofóbnych monomérov v miniemulznom systéme preferuje tvorbu

dutých nanočastíc. Kompozitné latexové častice oproti klasickým latexovým majú lepšiu

termickú a koloidnú stabilitu. Priebeh polymerizačnej závislosti (závislosť čas – konverzia) je

konkávny, po krátkom čase dosahuje finálnu konverziu. Pozorované indukčné periódy sú

ovplyvnené stopami kyslíka, ktoré sú prítomné v reakčných centrách. Rýchly priebeh

polymerizácie je prisúdený k veľmi vysokej propagačnej konštante monoméru AAm, vysokej

koncentrácii polymérnych častíc (reakčné centrá) a ich usporiadaniam. Maximálna reakčná

rýchlosť je pri konverzii 20-50 %. Koloidná stabilita a veľkosť finálnych polymérnych častíc

a časticová nukleácia rastie ale PdI polymérnych častíc klesá s prídavkom vody, NaCl,

NaOH. Ukázalo sa, ţe účinok NaOH je oveľa vyšší ako NaCl, NaOH zvyšuje hydrofilnosť

monomérov kyseliny akrylovej deprotonizáciou karboxylovej kyseliny. V reakčnom systéme

v prítomnosti kostabilizátora ako NaCl alebo MgSO4 prebieha homogénna nukleácia. S

rastom mnoţstva stabilizátora napr. Span 80, klesá veľkosť polymérnych a kompozitných

častíc. Publikácie 2010:

1. CAPEK, Ignác

On inverse miniemulsion polymerization of conventional water-soluble monomers. In Adv. Colloid

Interface Science. Vol. 156, 2010, p. 35–61. 5.) Vlastnosti a využitie menej ohybných (bio)makromolekúl uväznených v

mikrokanáloch a mikropóroch. (Properties and applications of semi-rigid

(bio)macromolecules restrained in microchannels and micropores.)

Zodpovedný riešiteľ: Peter Cifra



Organizácia je


áno



inštitúcií:

0



Charakterizovali sme a porovnali ohybné a tuhé lineárne makromolekuly v širokom rozsahu

priestorového obmedzenia mikrokanálov pomocou molekulových simulácií. Ohybné a tuhé

makromolekuly sa tu líšia svojimi reţimami správania. Pre tuhé makromolekuly sme

potvrdili predpovedaný prechod medzi slabým a silným obmedzením v oblasti kde priemer

kanálu je pribliţne rovný perzistenčnej dĺţke makromolekúl. Odchýlky od predpovede v

správaní pri slabom obmedzovaní boli vysvetlené tendenciou tuhých reťazcov ku správaniu

ideálnych reťazcov, bez tzv. vylúčeného objemu. Ukazuje sa však, ţe táto idealita pri tuhých

reťazcoch je ovplyvnená aj relatívnou krátkosťou simulovaných reťazcov. Pri tuhších

reťazcoch nepostačujú ani dĺţky 2000 segmentov. Na druhej strane to ukazuje, ţe teoretické

predpovede sú zatiaľ dostupné len v limite veľmi dlhých reťazcov.

6.) Svetlocitlivé nízkomolekulové a makromolekulové systémy ako základ pre

konštrukciu nových typov značiek a modifikáciu polymérov. (Light sensitive low

molecular and macromolecular systems as basis for construction of novel types of probes and

modification of polymers.)

Zodpovedný riešiteľ: Martin Danko



Organizácia je


áno



inštitúcií:

0



Spektrálne vlastnosti nových dvojfunkčných značiek na základe kumarínu a dietylamino-

kumarínu a stéricky tieneného parentného amínu jeho N-oxylu a N-alkoxylu sa porovnali v

rozpúšťadlách ako cyklohexán, metanol, dietylénglykol, acetonitril, toluén a chloroform a v

polymérnych matriciach ako polystyrén, poly(metyl metakrylát) a poly(vinyl chlorid).

Fluorescencia značiek excitovaná do najdlhovlnejšieho absorpčného pásu pri 295 nm bola

veľmi slabá pre nesubstituované kumaríny, avšak fluorescencia značiek na báze 7-

dietylamino-3-karboxykumarínu pri excitácii 420 nm je intenzívna a porovnateľná s

antracénom za rovnakých podmienok.

Vnútromolekulové zhášanie na singletnej úrovni, na základe fluorescencie a vyjadrené ako

pomer ?NH/?NO pre amín a N-oxyl a ?NOR/?NO pre N-alkyloxy and N-oxyl je účinnejšie v

polymérnej matrici ako v rozpúšťadlách. Spektrálne vlastnosti 7-dietylamino-3-karboxy

kumarinového fluorofóru závisia na polarite a viskozite prostredia v dôsledku tvorby

intramolekulového komplexu s prenosom náboja. Najvyššia hodnota kvantového výťaţku sa

pozorovala pre značku s fluorofórom 7-diethylamino-3-karboxykumarin v polystyréne a v

poly(vinylchloride). Hoci intenzita fluorescencie je vysoká v chloroforme alebo v poly(vinyl

chloride), účinnosť vnútromolekulového zhášania tohto fluorofóru nitroxidom je vyššia v

menej polárnom prostredí.

Podobne sa charakterizovali deriváty kyseliny dimetylamino benzoovej, a to estery a amidy s

tetrametyl piperidínovým skeletom. Aj tieto deriváty tvoria v roztokoch intramolekulový

komplex s prenosom náboja, čo sa prejavuje v ich spektrálnych charakteristikách. Pozoroval

sa výrazný vplyv polárneho protického metanolu na ich spektrálne vlastnosti.

7.) Nové deriváty benzopyrónov potenciálne využitelné ako fluorescencné značky a

subštruktúry supramolekulových zariadení. (Novel derivatives of benzopyrones

potencially exploytable as a fluorescent probes and substructures of supramolecular

devices.)

Zodpovedný riešiteľ: Pavol Hrdlovič



Organizácia je


nie

Koordinátor: Prírodovedecká fakulta UK – Chemický ústav


inštitúcií:

0



Spektrálne sa charakterizovali bichromoforické zlúčeniny, kde jeden chromofór je

dimetylamino substituovaný kumarín v polohe 7(DMAkumarín) a druhý chromofór je 1,8-

naftylimid (NI) (7-(N,N-dimetylamino)-3-[N-(1,3-dioxobenz[de]isoquinolinyl)iminometyl]-

kumarín alebo ftalimid (FI) (7-(N,N-dimethylamino)-3-[(N-ftalimidoyl)-

iminometyl]kumarín) pričom sú tieto dva chromofóry spojené aldimidovým mostíkom.

Absorpčné spektrá pre deriváty kumarín - NI a FI sú len málo odlišné. Substitúcia

DMAkumarínu v polohe 3 s NI a tieţ s FI výraznejšie posúva najdlhovlnejší pás

batochrómne ako substitúcia v polohe 8. Pre deriváty DMAkumarín s NI a FI

substituovaných v polohe 8 sa pozorovala okrem výrazne menšieho batochrómneho posunu

najdlhovlnejšieho absorpčného pásu aj výrazne niţšia intenzita fluorescencie. Najvýraznejšia

fluorescencia sa pozorovala pre derivát DMAK – 3FI v polárnom prostredí. Fluorescencia

všetkých derivátov s výnimkou FR 10 je menej intezívna ako antracénu a výrazne menej

intenzívna ako 4-metyl-7-amino-kumarínu (AMK).

Spektrálne merania v matrici poly(methyl metakrylatu - PMMA) ukázali, ţe maximá

absorpčných a fluorescenčných spektier všetkých študovaných komplexných kumarínov sú

aţ na malé posuvy rovnaké ako v roztoku metanolu. Hodnoty relatívnych kvantových

výťaţkov sú v matrici zaťaţené výrazne vyššou chybou ako v roztoku v dôsledku kombinácie

viacerých faktorov. Hodnoty relatívnych kvantových výťaţkov DMAK-3NI a -3FI sú

vysoké. Pozoruhodná je vysoká hodnota FR 9 v PMMA, hoci v metanole bola výrazne niţšia.

Polárne rozpúšťadlá ako metanol zhášajú fluorescenciu DMAK-NI. Naproti tomu pre

DMAK-FI sa pozoruje opačný efekt t.j. intenzita fluorescencie s prídavkom metanolu rastie.

8.) Syntéza a vlastnosti funkcionalizovaných polymérov. (Synthesis and properties of

functionalized polymers.)

Zodpovedný riešiteľ: Štefan Chmela



Organizácia je


áno



inštitúcií:

0



Sieťovanie polymérov predstavuje významný proces na dosiahnutie vyšších úţitkových

vlastností. Benzil je jeden z najúčinnejších diketónov pre sieťovanie. Bola študovaná

fotoreaktivita polystyrénu obsahujúceho fotoreaktívne benzilové skupiny. Oţarovaním (? >

370 nm) sa benzilové skupiny transformovali na benzoylperoxidové skupiny, ktoré

spôsobovali sieťovanie pri zahrievaní. Cieľom tohto štúdia bola charakterizácia vzniknutej

siete. Reológia je citlivá metóda na sledovanie zmien počas sieťovania a umoţňuje stanoviť

niektoré špecifické parametre (bod gélovatenia, sieťová hustota). Úspešne sa aplikovali

klasické metódy zaloţené na zmenách pri nízkych frekvenciách, ako napr. Winter-

Chambonova metóda. Obsah benzoylperoxidových skupín po prvom oţarovaní koreluje s

hustotou výslednej siete. Stanovilo sa, ţe minimálne dve benzoylperoxidové skupiny na

polymérny reťazec sú nevyhnutné na dosiahnutie bodu gélovatenia. Koncentrácia

benzilových skupín a ich konverzia sú faktory podporujúce hustejšiu sieť. Nový 1,2-

diketónový monomér 1-fenylbut-3-én-1,2-dión, analóg fenylvinylketónu, bol

nasyntetizovaný z 4-chlórbutyryl chloridu v 29 % výťaţku v piatich krokoch. Po acylácii

benzénu 4-chlórbutyryl chloridom, vzniknutá ?-metylénová skupina bola oxidovaná na 1,2-

diketón v troch krokoch nasledovne: bromácia, substitúcia s hydroxidom lítnym a oxidácia ?-

hydroxyketónu s dichrómanom draselným. Posledným krokom bola dehydrochlorácia 4-

chlór-1-fenylbután-1,2-diónu. Pokus o kopolymerizáciu pripraveného monoméru so

styrénom iniciovanej AIBN bol neúspešný. Vznikajúci rastový radikál mal nízku propagačnú

aktivitu.

Publikácie a prezentácie 2010:

1. HUSÁR, Branislav – LUKÁČ, Ivan – CHMELA, Štefan – CANET, J. L. – TROIN, Y.

Synthesis of 1-phenylbut-3-ene-1,2-dione and its attempted radical polymerization. In Chemical

Papers. Vol. 64, no. 4, (2010), p. 499–503. (0.791 - IF2009)

2. HUSÁR, Branislav – COMMEREUC, S. – CHMELA, Štefan – VERNEY, V.

Characterization of networks from photoreactive copolymers: an attempt to correlate chemical

composition to network structure. In Polymer International. Vol. 59, (2010), p. 1563–1570. (2.137 -

IF2009) 3. KOLLÁR, Jozef – HRDLOVIČ, Pavol – CHMELA, Štefan

Spectral properties of bichromophoric pyrene derivatives: Monomer vs. excimer fluorescence. In

Journal of Photochemistry and Photobiology A-Chemistry. Vol. 214, (2010), p. 33–39. (2.553 -

IF2009) 4. PILICHOWSKI, J. F. – MOREL, M. – TAMBOURA, F. – CHMELA, Štefan – BABA, M. -

LACOSTE, J.

Crosslinking and ageing of 13C labelled polyisoprene part 1: Synthesis and polymerisation of 4 -13C-

isoprene. In Polymer Degradation and Stability. Vol. 95, (2010), p. 1575–1580. (2.154 - IF2009) 5. LUKEŠ, V. – ILČIN, M. – KOLLÁR, Jozef – HRDLOVIČ, Pavol – CHMELA, Štefan

On the geometrical structure and spectral properties of pyrene monomer and sterically constrained

intramolecular pyrene dimmers. In Chemical Physics. Vol. 377, (2010), p. 123-131. (1.961 - IF2009) 6. BENÍČEK, L. – HUSÁR, Branislav – KUTĚJOVÁ, L. – VERNEY, V. – MELICHÁRKOVÁ, P. –

COMMEREUC, S. – ČERMÁK, R.

Rheological behavior of poly(1-butene)/wood composites. In Conference Proceedings of ANTEC

2010, May 16-20, 2010, Orlando, Florida USA. p. 2226-2230. Prednáška 7. HUSÁR, Branislav - SCHWENTENWEIN, M. - HELLER, C. – VARGA, F. - RUSSMUELLER,

G. - STAMPFL, J. – LISKA, R.

Biomaterials based on low cytotoxic vinyl esters for bone replacement application. In Tagungsband –

4, Wiener Biomaterialsymposium, November 15-17, 2010, Vienna, Austria. P. 57. Výveska ID161 8.HUSÁR, Branislav - SCHWENTENWEIN, M. - HELLER, C. – VARGA, F. - RUSSMUELLER, G.

- STAMPFL, J. – LISKA, R.

Vinyl carbonates as low cytotoxicity monomers for fabrication of biocompatible 3d scaffolds. In

Abstract Book of the European Symposium of Photopolymer Science, November 28 –December 1,

2010, Mulhouse, France. Výveska P10 9. CHMELA, Štefan – KOLLÁR, Jozef - HRČKOVÁ, Ľudmila

“Livingness” at nitroxide mediated free radical polymerization. In Programme Booklet of 74th Prague

Meeting on Macromolecules: Contemporary Ways to Tailor-Made Polymers; Modern Methods of

Polymer Synthesis, July 18-22, 2010, Prague, Czech Republic. ISBN 978-80-85009-63-7. P. 39.

Prednáška SL 04 10. CHMELA, Štefan – HRČKOVÁ, Ľudmila – KOLLÁR, Jozef – HRDLOVIČ, Pavol

Fluorescencia ako nástroj určenia “ţivosti” nitroxidmi regulovanej radikálovej polymerizácie. In

Programová broţura VI. Česko-slovenské konference POLYMERY 2010, 4.-7. október 2010, Liblice,

Česká republika. ISBN 978-80-85009-64-4. P. 100-101. Výveska P-10 11.KOLLÁR, Jozef – HRDLOVIČ, Pavol – CHMELA, Štefan

Synthesis and spectral characteristics of fluorescence probes involving the intramoleculer quenching;

comparison of the efficiency of bi-radical and mono-radical based on substituted 1,8-naphtylimides. In


Česká republika. ISBN 978-80-85009-64-4. P. 17-19. Prednáška L-02

12. KOLLÁR, Jozef – HRDLOVIČ, Pavol – CHMELA, Štefan


comparison of the efficiency of bi-radical and mono-radical based on substituted 1,8-naphtylimides. In

Programme and Book of Abstracts of the International Workshop: Recent Advances on the Use of

Chemiluminiscence for Conservation Science, October12-15, 2010, Congress Centre Smolenice,

Slovak Republic. ISBN 978-80-968433-8-1. P. 32-34. Prednáška

9.) Viacfázové polymérne sústavy so špeciálnymi vlastnosťami. (Multiphase polymeric

systems with special properties.))




Organizácia je áno




inštitúcií:

0



Cieľom projektu je štúdium súvislostí medzi mechanickými vlastnosťami a elektrickou

vodivosťou u kompozitov na báze kaučukov a termoplastov plnených elektrovodivými

sadzami. Našli sa jednoznačné súvislosti medzi priebehmi závislostí pretekajúceho

elektrického prúdu resp. mechanického napätia od deformácie. U kaučukov na závislosti

prúdu od deformácie vidieť dva extrémy. Prvé minimum zodpovedá na ťahovej krivke koncu

Hookovskej elastickej deformácie, zatiaľ čo maximum pri deformácii cca 300 % sa priradilo

inflexnému bodu na ťahovej krivke vulkanizovaných plnených kaučukov. Podobné korelácie

sa našli aj pre závislosti kompozitov na báze termoplastov, v našom prípade konkrétne

polykaprolaktónu. Tieto výsledky sú významné, pretoţe umoţňujú modelovať mechanické

vlastnosti na základe štruktúry stuţujúcej fyzikálnej siete, ktorú tvorí elektrovodivé plnivo.

10.) Fotochemická, fotofyzikálna a biofyzikálna charakterizácia transportných systémov

na báze nízkohustotných lipoproteínov s inkorporovanými fotosenzibilátormi

hypericínom a Foscan®. (Photochemical, photophysical and biophysical characterization of

low density lipoprotein based delivery systems loaded with photosensitizers hypericin and

Foscan®.)

Zodpovedný riešiteľ: Peter Kasák



Organizácia je


nie

Koordinátor: Jančura Daniel - Univerzita P.J. Šafárika, Košice


inštitúcií:

0



Získavali sa dáta o moţnosti rozpustnosti hypericínu v prítomnosti poletylénglykolu s rôznou

dĺţkou reťazca a určoval sa kvantový výťaţok a doby ţivota hypericínu. Zisťovali sa

konformačné zmeny väzbového proteínu v LDL častici v prítomnosti dextránov a polymérov.

11.) Zwitteriónové polyméry: od kinetiky ku tenkým vrstvám a hydrogélom pre

biomedicínu. (Zwitterion polymers: from kinetics to thin layers a hydrogels for biomedicine)




Organizácia je


áno



inštitúcií:

0



Získavali sa kinetické parametre radikálovej polymerizácie sulfobetaínových monomérov vo

vodnom prostredí. Zisťoval sa vplyv solí, teploty a koncentrácie a typu monoméru.

Pripravovali sa a charakterizovali tenké vrstvy a hydrogély s zwitteriónovým charakterom.

Tenké vrstvy a hydrogély boli pouţité ako materiály proti biozanášaniu.

12.) Elektricky a tepelne vodivé polymérne nanokompozity na báze nano-

štrukturovaného grafitu. (Electrically and thermally conductive nanocomposites on the base

of nanostructurised graphite.)




Organizácia je


áno



inštitúcií:

0



Pripravili sa nanokompozity na báze EVA kopolyméru a expandovaného grafitu s vysokou

elekrickou vodivosťou a nízkym perkolačným prahom, pričom sa zachovala pôvodná

elasticita EVA matrice.

13.) Nanočastice s komplexnou architektúrou na využitie v biosystémoch. (Nanoparticles

with complex architecture for exploitation in biosystems.)

Zodpovedný riešiteľ: Jozef Lustoň



Organizácia je


áno



inštitúcií:

0



Pripravili sa amfifilné funkčné kopolyméry na báze 2-oxazolínov ţivou katiónovou

polymerizáciou 2-oxazolínov. Koncentrácia funkčných skupín sa nastavila pomerom

hydrofilného 2-etyl-2-oxazolínu a funkčného 2-aryl-2-oxazolínu. Všetky typy kopolymérov

vykazujú do určitého obsahu hydrofóbnej jednotky termosenzitívne vlastnosti. Naším cieľom

bolo zistenie vplyvu zloţenia kopolymérov a prídavkov aditív na hodnotu teploty fázového

prechodu s cieľom nastavenia presnej hodnoty od konkrétnej aplikácie.

14.) Degradácia polyuretánov v muzeálnych artefaktch – hodnotenie pomocou

chemiluminiscencie a termoanalytických metód a predikcia zvyškovej životnosti (Degradation of polyurethanes in museums artefacts - evaluation of the progress by

chemiluminescence and thermoanalytical methods and prediction of long-term durability and

service life.)

Zodpovedný riešiteľ: Marta Malíková



Organizácia je


áno



inštitúcií:

0



Sledovali sme degradáciu polyesteruretánov metódami neizotermickej chemiluminiscencie a

termogravimetrie. Objektom výskumu bol vplyv rôznych rýchlostí ohrevu, vplyv

katalyzátora pri syntéze, reakčnej atmosféry a dlhodobé starnutie pri laboratórnych

podmienkach.

Na základe výsledkov meraní bol navrhnutý mechanizmus termickej oxidácie polyuretánov

na báze polyesterov – oxidácia začína na polyizokyanátových segmentoch, pravdepodobne

na metylénových skupinách naviazaných na NH. Toto bolo potvrdené CL experimentami v

kyslíkovej atmosfére na polyuretánoch, ako aj ich polyizokyanátovej a polyolovej zloţke.

Nárast svetelnej emisie z polyizokyanátu začal skôr ako v prípade polyolu. Podobný vzorec

správania sme pozorovali v prípade termogravimetrických meraní.

Aktivačná energia degradačných reakcií závisí od rýchlosti ohrevu vzorky – čím je rýchlosť

ohrevu vyššia, tým je vyššia aktivačná energia. Hodnoty rýchlostných konštánt vypočítaných

z izotermických meraní boli blízke hodnotám z neizotermických experimentov, ale len pri

niţších rýchlostiach ohrevu.

Dlhodobé starnutie 18 mesiacov v laboratórnych podmienkach viedlo k významným zmenám

závislosti CL od teploty. Vzorky boli v oxidačnej atmosfére menej termicky stabilné a

intenzita CL emisie bola podstatne niţšia. Publikácie 2010:

1. MALÍKOVÁ, Marta – RYCHLÝ, Jozef – MATISOVÁ-RYCHLÁ, Lyda – CSOMOROVÁ,

Katarína – JANIGOVÁ, Ivica – WILDE, H. W.

Assessing the progress of degradation in polyurethanes by chemiluminescence. I. Unstabilised

polyurethane films. Polymer Degradation and Stability. Vol. 95, (2010), p. 2367-2375. (2.154 -

IF2009)

15.) Fotosenzitívne degradovateľné polymérne materiály. (Photosensitive biodegradable

polymer materials.)

Zodpovedný riešiteľ: Jaroslav Mosnáček



Organizácia je


áno



inštitúcií:

0



Z aplikačného hľadiska, či uţ biomedicínskeho alebo environmentálneho, má veľký význam

štúdium zamerané na kontrolu rýchlosti degradácie biodegradovateľných polymérnych

materiálov. Cieľom práce bolo preštudovať fotochemické účinky nízkomolekulového benzilu

(1,2-difenyletándión) na biodegradovateľný polyester poly(?-kaprolaktón) (PCL) pomocou

IČ spektroskopie a gélovej permeačnej chromatografie (GPC). Vzorky filmov sa pripravili

odlievaním roztoku benzilu a PCL v chloroforme (10 hm%). Oţarovanie vzoriek sa

uskutočnilo na vzduchu, vo vákuu a v kyslíkovej atmosfére svetlom pri ? > 400 nm.

Produktom fotooxidácie benzilu v beţných polymérnych matriciach pri oţarovaní s vlnovou

dĺţkou ? > 400 nm v prítomnosti kyslíku je benzoylperoxid. Z nameraných výsledkov

vzoriek oţarovaných na vzduchu a v kyslíkovej atmosfére svetlom pri ? > 400 nm bolo

zrejmé, ţe zvyšovaním koncentrácie kyslíka sa zvyšuje mnoţstvo vznikajúceho

benzoylperoxidu a rozsah degradácie PCL sa zvyšuje s koncentráciou kyslíka. Vo vzorkách

oţarovaných vo vákuu benzoylperoxid vôbec nevzniká a pozorovalo sa zvýšenie mólovej

hmotnosti v dôsledku rekombinácie polymérnych radikálov. Na základe týchto pozorovaní

bol navrhnutý mechanizmus degradácie PCL dopovaného benzilom vo vákuu a v prítomnosti

kyslíka.

16.) Elektricky vodivé polymérne nanokompozity s modifikovanými plnivami. (Electrically conductive polymeric nanocomposites with modified fillers.)




Organizácia je


áno



inštitúcií:

0



Cieľom projektu je štúdium prípravy a vlastností nových elektricky vodivých polymérnych

nanokompozitov zaloţených na rôznych typoch polymérnych matríc plnených

modifikovanými uhlíkovými nanotrubičkami (CNT) alebo vodivými polymérmi. Podmienky

miešania plniva v tavenine polymérnej matrice majú výrazný vplyv na dosiahnutie

perkolačnej koncentrácie vodivého nanoplniva. Študovali sme vplyv troch parametrov:

rýchlosti miešania, teploty miešania a doby miešania na elektrickú vodivosť pri príprave

nanokompozitu s polypropylénovou matricou obsahujúceho 5 hm. % nemodifikovaných

CNT. Väčšie rýchlosti otáčok, vyššia teplota a predĺţený čas miešania majú pozitívny vplyv

na výslednú vodivosť a teda dispergáciu plniva. Najlepšia elektrická vodivosť, 1,2×10-4

S/cm sa dosiahla pri 140 rpm, 15 min a 210 °C. Bola to o tri rády vyššia hodnota ako

elektrická vodivosť kompozitu pripraveného pri 70 rpm, 15 min a 190 °C. Študovala sa

dispergácia CNT a to nepriamo meraním dc vodivosti a hodnôt teploty kryštalizácie

nanokompozitov. Porovnanie získaných výsledkov s údajmi dosiahnutými skenovaciou

elektrónovou mikroskopiou a optickou mikroskopiou ukazuje, ţe táto nepriama cesta je

jednoduchšia, rýchlejšia a niekedy aj presnejšia pre optimalizáciu podmienok prípravy, v

porovnaní s beţne pouţívanou mikroskopickou technikou.

Publikácie 2010:

1. LOGAKIS, E. – PANDIS, Ch. – KYRITSIS, A. – PISSIS, P. – MIČUŠÍK, Matej – OMASTOVÁ,

Mária – PIONTECK, J.

Indirect methods for the determination of optimal processing conditions in conductive polypropylene-

carbon nanotubes composites. In Chemical Physics Letters. Vol. 498, (2010), p. 125-128. (2.291 -

IF2009) 2. OMASTOVÁ, Mária – MIČUŠÍK, Matej – FEDORKO, P. – CHEHIMI, M.M. – PIONTECK, J.

Effect of surface modification of multiwall carbon nanotubes on their electrical and surface properties.

In Materials Science Forum. Vol. 636 – 637, (2010), p. 676-681

Programy: APVV

17.) Nekonvenčné postupy separácie a molekulovaj charakterizácie zložiek komplexnych

polymérových systémov. (Unconventional procedures for separation and molecular

characterization of constituents of complex polymer systems.)

Zodpovedný riešiteľ: Dušan Berek


Evidenčné číslo projektu: APVV-0592-07

Organizácia je


áno



inštitúcií:

0

Čerpané financie: APVV: 35384 €


Vypracovanie, testovanie a aplikácia nekonvenčných metód separácie zloţiek komplexných,

multikomponentových polymérových systémov s dôrazom na minoritné (<1%) komponenty.

Základom sú nami skôr navrhnuté metódy kvapalinovej chromatografie pri limitných

podmienkach entalpických interakcii (LC LC) a metódy úplnej retencie/vymytia (FRE). LC

LC a FRE postupy sa budú optimalizovať a vzájomne kombinovať. Podľa potreby sa pridá aj

on-line gélová permeačná chromatografia frakcií s cieľom podrobnej dvojdimenzionálnej

separácie a molekulovej charakterizácie zloţiek systémov v termínoch ich mólových

hmotností a chemickej štruktúry, prípadne fyzikálnej architektúry - tak priemerných hodnôt

ako aj distribúcií. Medzi ťaţiskové zámery patrí separácia a následná charakterizácia

materských homopolymérov v blokových a očakávaných kopolyméroch, frakcionácia

štatistických kopolymérov a diskriminácia minoritných zloţiek v zmesiach polymérov.

Vykonanie takýchto analýz súčasne známymi metódami je moţné len v ojedinelých

prípadoch.

18.) Pohyblivosť proteínov a katalýza. (Protein motions and catalysis.)

Zodpovedný riešiteľ: Tomáš Bleha



Organizácia je


nie

Koordinátor: Chemický ústav SAV, Bratislava


inštitúcií:

0



Pri sledovaní usporiadania polyalanínového (PA) reťazca pomocou atomistických MD

simulácií sme našli silnú tendenciu PA makromolekúl na vytváranie skladaných štruktúr v

nepolárnom prostredí. Popísali sme prechod od tyčinkovitej helikálnej štruktúry pri krátkych

reťazcoch PA ku skladaným (sponkovitým) štruktúram pre dlhšie raťazce. Stabilita

skladaných štruktúr PA bola vysvetlená ako dôsledok dominancie príťaţlivých vdW

interakcií medzi antiparalelnými závitnicami nad entropickým príspevkom z

neusporiadaných slučiek. Zaoberali sme sa aj zmenami v štruktúre PA v dôsledku jeho

priestorového obmedzenia v štrbine, kanáli a kocke. V prípade kocky sa ukázalo, ţe

confinement zosilňuje tendenciu na lámanie závitníc a skladané štruktúry sú menej

pravidelné. Poznatky o štruktúrnej organizácii helikálneho PA umoţňujú hlbšie porozumieť

skladaniu (folding) integrálnych membránových bielkovín a dajú sa vyuţiť aj na popis

veľkosti a tvaru helikálnych polymérov všeobecne.

Publikácie 2010:

1. PALENČÁR, Peter - BLEHA, Tomáš

Folding of polyalanine into helical hairpins. In Macromolecular Theory and Simulation. Vol. 19,

2010), p. 488-495. (1.912- IF2009)

19.) Hybridné spintronické nanoštruktúry riadené spinovo-polarizačným prúdom. (Hybrid spintronic nanostructures controlled by spin-polarized current.)



Evidenčné číslo projektu: APVV–0173-06

Organizácia je


nie

Koordinátor: Fyzikálny ústav SAV


inštitúcií:

0

Čerpané financie:


Kryštalické Fe2O3 boli pripravené vysokoteplotnou syntézou v prítomnosti kyseliny

olejovej, čo tvorí účinnú koagulačnú bariéru. Pomocou SAXS bola stanovená veľkosť častíc

v roztoku okolo 6.2 ± 0.7 nm. Bolo zistené, ţe priemerný odstup nanočastíc rastie lineárne s

rastúcim napätím a korelačná dĺţka je konštantná a dosahuje 50 nm v smere aplikovanej sily.

V kolmom smere priemerný odstup nanočastíc sa nezmení. Tento poznatok znamená, ţe

aplikovaná vrstva nanočastíc na membráne nebude tvoriť nanočasticové ostrovy na povrchu

membrány a dá sľubný smer k ďalším výskumom v smere oblasti samousporiadajúcich sa

nanočastíc.

Publikácie 2010: 1. SIFFALOVIC, P. - CHITU, L. - VEGSO, K. - MÁJKOVÁ, E. - JERGEL, M. – WEIS, M. -

LUBY, Š. - CAPEK, Ignác - KECKES, J. - MAIER, J. – SATKA, A. – PERLICH, J. - ROTH, S.V.

Towards strain gauges based on a self-assembled nanoparticle monolayer - SAXS study. In

Nanotechnology. Vol. 21, (2010), p. 385702–385707. (3.446 - IF2009)

20.) Nanoštruktúry pre vývoj biosenzorov. (Nanostructures for development of

biosensors.))




Organizácia je


nie

Koordinátor: Fakulta matematiky, fyziky a informatiky UK, Bratislava


inštitúcií:

0



Jeden z dôleţitých aspektov pri syntéze izotropických kompozitných nanočastíc je tvorba

nanočastíc typu jadro-obal s vysokou monodisperzitou a kontrolovateľnými povrchovými

vlastnosťami. Pri tvorbe jaro-obal nanoštruktúr rôznych kovov a ich oxidov, polymérov,

anorganických zlúčenín a biomolekúl bola vyuţitá jednoduchá mikroemulzia.

Vznik Pt a Ag nanočastíc je potvrdený výskytom nového absorpčného pásu. Napr. v

mikroemulziách H2PtCl6 sú dva rôzne píky pri 220 nm a 260 nm. Keď je pridaná

mikroemulzia s redukčným činidlom tieto píky vymiznú a vznikne nový pík po niekoľkých

minútach pri 236 nm, tento jav pomáha vysvetliť tvorbu a stabilizáciu častíc.

V spektrách mikroemulzií obsahujúcich soli Pt alebo Ag po vystavení dennému svetlu alebo

UV ţiareniu boli pozorovateľné zmeny. V prípade obsahu Pt kombinácia denného svetla a

teploty okolo 50°C spôsobila, ţe emulzia dostala výrazné hnedé sfarbenie pôsobené

chemickou reakciu katalyzovanou svetlom a teplotou. Do reakcie vstúpila voľná OH skupina

surfaktantu a nastala redukcia kovových iónov.

Publikácie 2010:

1. CAPEK, Ignác

Novel inorganic and metal nanoparticles prepared by inverse microemulsion. In STAROV V. V. Ed.

Nanoscience: Colloidal and interfacial aspects, CRC Press, 2010, ISBN 978-1-4200-6500-8, P. 779–

861.

21.) Využitie rastlinných polysacharidov v liečbe kašlu. (Utilization of plant

polysaccharides in the cure of cough.)




Organizácia je


nie

Koordinátor: Ústav experimentálnej farmakológie SAV, Bratislava


inštitúcií:

0



Inverzná miniemulzná polymerizácia vodorozpustného a olejovorozpustného monoméru

môţe byť iniciovaná vodo- a olejovorozpustným ale aj povrchovo aktívnym iniciátorom a

okrem toho UV alebo ? – ţiarením. Pri ? – ţiarení vznikajú prechodné radikály H• a OH•

radiolýzou vody, ktoré sú veľmi reaktívne a majú schopnosť reagovať nielen s monomérom

ale aj emulgátorom alebo ko-stabilizátorom prítomným na povrchu častíc. Tento jav je

vyuţitý pri tvorbe nanočastíc (Fe3O4 / PSt) typu jadro-obal.

Pre disperzie vodorozpustných monomérov v nepolárnom prostredí sú vyţadované

surfaktanty s nízkou HLB hodnotou. Ako finálny produkt vzniká koloidná disperzia

hydrofilických polymérnych častíc v olejovej kontiuálnej fáze. S rastom mnoţstva

stabilizátora (Span 80, Tween 85, neionové amfilické blokové kopolyméry) klesá veľkosť

polymérnych častíc a kompozitných nanočastíc. Veľkosť polymérnych častíc takisto klesá s

dobou ultrazvukovania alebo prídavkom aditíva (Fe kvapalina) do reakčného prostredia.

Publikácie 2010:

1. CAPEK, Ignác

Inverse miniemulsion polymerization of unsaturated monomers. In MITTAL V. Ed. Miniemulsion

polymerizationtechnology, John Wiley & Sons, Inc., 2010, ISBN 978-0-470-62596-5, P. 211–249.

22.) Kvantifikácia priestorového obmedzenia makromolekúl v polymérnych

materiáloch a procesoch. (Assesment of role of confinement of macromolecules in polymer

materials and processes.)




Organizácia je


áno



inštitúcií:

0



Rozšírili sme spoločné kritérium pre prechod v tvare („shape transition“) geometricky

obmedzených tuhých makromolekúl v kanáloch a kavitách aj pre cyklické makromolekuly,

ktoré sú obmedzené pre zmenu nie geometricky, ale svojou dĺţkou alebo vysokou tuhosťou.

Pravidlo pozorované pre lineárne tuhé makromolekuly pre prechod v tvare makromolekúl

medzi slabým a silným geometrickým obmedzením (ku prechodu dochádza keď polomer

kavity alebo kanálu kde je makromolekula uväznená klesne na úroveň prirodzenej lokálnej

krivosti makromolekúl danej ich perzistenčnou dĺţkou) sme preniesli a aplikovali pre

cyklické makromolekuly. Tu podobne ako v predošlom prípade pri zvyšovaní tuhosti

reťazcov v cykloch dochádza pri priblíţení vlastného polomeru krivosti reťazca ku polomeru

ideálneho kruhového cyklu ku prechodu v tvare reťazca od trojrozmerného klbka ku

dvojrozmernému vypriamenému cyklu. Cykly s rôznou dĺţkou pritom sledujú pri takomto

prechode univerzálnu krivku závislosti veľkosti reťazca od jeho tuhosti. Ku prechodu k

vypriamenému cyklu dochádza z našej analýzy a simulácií v oblasti počtu asi piatich

perzistenčných dĺţok v jednom polymérnom cykle, čo je v zhode s experimentálnym

pozorovaním. Zistili sme, ţe v dôsledku topologického obmedzenia vyplývajúceho z

uzatvorenia kruhu, cyklické reťazce podliehajú vypriamovaniu uţ pri podstatne niţšej tuhosti

v porovnaní s ich lineárnymi analógmi.

Znalosti vlastností týchto štruktúr s obmedzeným počtom perzistenčných dĺţok v cykle

pomôţu pri pochopení dôleţitých procesov v biologických systémoch, pri génovej terapii

(plasmidy), či pri tvorbe slučiek pri transkripcii genómu a sú aj doplnkom v teórii polymérov,

ktorá dáva predpovede hlavne pre dlhé reťazce.

Publikácie 2010:

1. CIFRA, Peter – BENKOVÁ, Zuzana – BLEHA, Tomáš

Persistence lenght of DNA molecules confined in nanochannels. In Physical Chemistry Chemical

Physics. Vol. 12, (2010), p. 8934–8942. (4.116 - IF2009)

2. CIFRA, Peter – BLEHA, Tomáš

Shape transition of semi-flexible macromolecules confined in channel and cavity. In European

Physical Journal E: Soft Matter and Biological Physics. Vol. 32, (2010), p. 273–279. (2.019 - IF2009)

23.) Vývoj nových prostriedkov pre kontrolu početnosti populácií lykožrúta

smrekového. (Developement of agent for limiting the population of pine bark beetle).)

Zodpovedný riešiteľ: Štěpán Florián


Evidenčné číslo projektu: VMSP-P-0159-09

Organizácia je


nie

Koordinátor: Divax, s.r.o., Bratislava


inštitúcií:

0



Vyvinuli sa nové typy feromónových lapačov pre odchyt Lykoţrúta smrekového (Ips

typographus) a tieto boli testované v prostredí Vysokých Tatier. K likvidácii Lykoţrúta

smrekového bola vyvinutá ďalšia účinná metóda, vyuţívajúca entomopatogénnu hubu

Beauveria bassiana.

24.) Funkcionalizované nanoštrukturálne polyméry. (Functionalised nanostructural

polymers.)

Zodpovedný riešiteľ: Štefan Chmela



Organizácia je


áno



inštitúcií:

0



Za účelom monitorovania priebehu kontrolovanej radikálovej polymerizácie sme pripravili

sériu derivátov, obsahujúcich štruktúrnu jednotku TIPNO v kombinácii s jedným, resp.

dvoma rôznymi aromatickými chromofórmi. Výber primeraných chromofórov, ktoré

absorbujú a emitujú ţiarenie pri rozličných vlnových dĺţkach je dôleţitý, pretoţe na základe

kvantifikácie absorpcie, resp. emisie a následne porovnania údajov z GPC sme schopní určiť

mnoţstvo aktívnych reťazcov polyméru ako aj podiel terminačných reakcií. Ako chromofóry

boli pouţité naftalén, pyrén a benzotioxantén. Bol zosyntetizovaný a spektrálne

charakterizovaný derivát TIPNO obsahujúci dva chromofóry – pyrén a benzotioxantén - a bol

pouţitý ako regulátor pri polymerizácii styrénu. Lineárny nárast konverzie od času svedčil o

regulovanej „ţivej“ polymerizácii. Mnoţstvo značených začiatkov a koncov polymérnych

reťazcov rôznymi chromofórmi sa menilo s konverziou. Rozsah značených koncov reťazcov

ukazuje na zmeny „ţivosti“ procesu, ktorý klesá s konverziou. Paradoxne prakticky rovnako

klesá aj podiel reťazcov obsahujúcich chromofór v iniciačnom kroku. To svedčí o

mimoriadnom rozsahu termickej iniciácie. Napriek tomu polydisperzita je konštantná pre

celú škálu konverzií. Vysvetlenie spočíva najpravdepodobnejšie v extrémnom náraste

viskozity prostredia a tým k zamedzeniu terminačných reakcií najmä pri vyšších konverziách.

Spektrálne vlastnosti bichromoforických značiek na báze pyrénu s rôznym typom spojenia

medzi pyrénovými štruktúrnymi jednotkami sa porovnali v chloroforme, cyklohexáne,

metanole a v polymérnych matriciach ako polystyrén(PS), poly(metyl metakrylát) (PMMA)

a poly(vinylchlorid) (PVC). Študovali sa tieto deriváty pyrén, di(1-pyrenylmetyl)éter

(DiPyM), 4-(1-pyrénemetoxymetyl)phenyletén (PyS) a 2,3-di(4-(1-pyrenemetoxymethyl)

phenyl)bután (DiPyS). Absorpčné spektrá značiek vykazovali dobre rozlíšené vibračné pásy

typické pre pyrén, ktoré boli len málo ovplyvnené substitúciou a prostredím. Východiskový

pyrén a PyS vykazovali dobre rozlíšenú monomérnu fluorescenciu vo všetkých prostrediach,

čo indikuje slabý vplyv rozpúšťadiel. DiPyM a DiPyS vykazujú intenzívnu excimérnu

fluorescenciu v rozpúšťadlách nízkej viskozity. Vplyv viskozity na pomer excimérnej a

monomérnej fluorescencie pre DiPyS a DiPyM v dietylénglykole sa vyšetroval v závislosti

na teplote a rástol so zvyšujúcou sa teplotou. V polymérnej matrici sa pozorovala len

monomérna fluorescencia pre DiPyM a DiPyS. Avšak doba ţivota monomérnej emisie bola

ovplyvnená prostredím.

Na základe kvantovochemických výpočtov sa analyzoval pôvod vibračnej štruktúry pyrénu

vo fluorescencenčných spektrách pomocou Franck–Condon analýzy. Model DiPyM, spojený

krátkym spojovníkom nemôţe dosiahnuť paralelné usporiadanie pyrénových chromofórov.

Predĺţenie centrálnej časti v DiPyS-e zvyšuje vzdialenosť medzi chromofórmi o 5 A a preto

paralelné usporiadanie pyrénov z hľadiska štruktúry je moţné. Analýza vybraných

hraničných orbitálov a ich energie s ohľadom na izolovaný pyrén indikuje, ţe

intramolekulové interakcie v DPyS-e sú dôleţité pre priestorové usporiadanie pyrénových

jednotiek, ktoré sú zodpovedné za tvorbu excimérov.

Publikácie a prezentácie 2010:

1. HUSÁR, Branislav – LUKÁČ, Ivan – CHMELA, Štefan – CANET, J. L. – TROIN, Y.

Synthesis of 1-phenylbut-3-ene-1,2-dione and its attempted radical polymerization. In Chemical

Papers. Vol. 64, no. 4, (2010), p. 499–503. (0.791 - IF2009)

2. HUSÁR, Branislav – COMMEREUC, S. – CHMELA, Štefan – VERNEY, V.

Characterization of networks from photoreactive copolymers: an attempt to correlate chemical

composition to network structure. In Polymer International. Vol. 59, (2010), p. 1563–1570. (2.137 -

IF2009)


Spectral properties of bichromophoric pyrene derivatives: Monomer vs. excimer fluorescence. In

Journal of Photochemistry and Photobiology A-Chemistry. Vol. 214, (2010), p. 33–39. (2.553 -

IF2009)

4. PILICHOWSKI, J. F. – MOREL, M. – TAMBOURA, F. – CHMELA, Štefan – BABA, M. -

LACOSTE, J.

Crosslinking and ageing of 13C labelled polyisoprene part 1: Synthesis and polymerisation of 4 -13C-

isoprene. In Polymer Degradation and Stability. Vol. 95, (2010), p. 1575–1580. (2.154 - IF2009)

5. CHMELA, Štefan – KOLLÁR, Jozef - HRČKOVÁ, Ľudmila

“Livingness” at nitroxide mediated free radical polymerization. In Programme Booklet of 74th Prague

Meeting on Macromolecules: Contemporary Ways to Tailor-Made Polymers; Modern Methods of

Polymer Synthesis, July 18-22, 2010, Prague, Czech Republic. ISBN 978-80-85009-63-7. P. 39.

Prednáška SL 04

6. CHMELA, Štefan – HRČKOVÁ, Ľudmila – KOLLÁR, Jozef – HRDLOVIČ, Pavol

Fluorescencia ako nástroj určenia “ţivosti” nitroxidmi regulovanej radikálovej polymerizácie. In


Česká republika. ISBN 978-80-85009-64-4. P. 100-101. Výveska P-10



comparison of the efficiency of bi-radical and mono-radical based on substituted 1,8-naphtylimides.

In Programová broţura VI. Česko-slovenské konference POLYMERY 2010, 4.-7. október 2010,

Liblice, Česká republika. ISBN 978-80-85009-64-4. P. 17-19. Prednáška L-02



comparison of the efficiency of bi-radical and mono-radical based on substituted 1,8-naphtylimides.

In Programme and Book of Abstracts of the International Workshop: Recent Advances on the Use of

Chemiluminiscence for Conservation Science, October12-15, 2010, Congress Centre Smolenice,

Slovak Republic. ISBN 978-80-968433-8-1. P. 32-34. Prednáška

25.) Výskum technológií spracovania dolomitu a magnezitu na hydroxid horečnatý, oxid

horečnatý a uhličitan vápenatý. (Investigaton of technologies of dolomite and megnezite

processing to magnesium hydroxide, megnesium oxide and calcium carbonate.))




Organizácia je


nie

Koordinátor: Ústav anorganickej chémie, technológie a materiálov FCHPT STU,

Bratislava


inštitúcií:

0



V rámci projektu sa syntetizovali rôzne typy hydroxidu horečnatého, ktorý sme testovali v

rozličných matriciach ako plnivo zabezpečujúce nehorľavosť materiálu. Ako matrice sa

pouţili polypropylén, prírodný kaučuk a zmes polyetylénu a polyvinylacetátu. Kompozity sa

charakterizovali meraním mechanických vlastností a pre vybrané materiály sa stanovila

horľavosť (kyslíkové číslo), filtrovateľnosť a niektoré ďalšie fyzikálne parametre. Samotné

plnivá sa charakterizovali aj elektrónovou mikroskopiou a stanovením merného povrchu.

26.) Výskum, príprava a zavedenie výroby nanosólov na nanoštrukturálnu modifikáciu

textilných materiálov. (Research, preparation, and pilot production of nanosols applied for

nanostructural modification of textiles.)



Evidenčné číslo projektu: VMSP-P-0023-09

Organizácia je


nie

Koordinátor: VÚTCH-Chemitex, s. r.o., Ţilina


inštitúcií:

0



V rámci projektu sa robili podrobné modifikácie povrchu vlákien metódou sol – gel. Cieľom

bolo dosiahnuť maximálnu hydrofóbnosť povrchu, ktorá by zabezpečovala samočistiacu

schopnosť vlákien. Nami vyvinutý postup viedol k zvýšeniu uhla zmáčania z cca 80 – 90o na

hodnoty 130o a v niektorých prípadoch aţ na 140o, čo je rovnaká hodnota resp. blízka

hodnota k referenčným konkurenčným materiálom. Súčasne sa venovala pozornosť

zabezpečeniu stálosti modifikácie pri praní, čo sa dosiahlo opracovním povrchu vlákna

plazmou a následnou reakciou s vinylsilánom pred aplikáciou sol – gel procedúry

27.) Nízkoteplotné výmenníky tepla na báze tepelne vodivých polymérnych

nanokompozitov. (Low temperature heat exchangers based on thermally conducting

polymers nanocomposites.)




Organizácia je


nie

Koordinátor: Politecnico di Torino


inštitúcií:

7 - Belgicko: 1, Nemecko: 3, Francúzsko: 1, Taliansko: 1,

Rumunsko: 1



Rozsiahly výskum polymérnych kompozitov na báze polypropylénu a polyvinylidén-

chloridu s vysokou tepelnou vodivosťou spočíval v príprave tepelnovodivých častíc

povrchovo pokovených striebrom, alebo meďou, ktoré sa pouţili ako plnivo do kompozitov.

Sledoval sa vplyv viacerých parametrov samotného plniva ako aj štruktúry kompozitu na

tepelnú vodivosť. Najdôleţitejšie parametre boli obsah vodivého plniva a tepelná vodivosť

plniva. Zistilo sa, ţe významnú úlohu hrá anizotropia plniva a najmä usporiadanie

anizotropných častíc v smere tepelného toku. Orientáciou moţno dosiahnuť aţ štvronásobne

vyššiu tepelnú vodivosť pri optimálnom usporiadaní častíc v porovnaní s usporiadaním

kolmo na smer tepelného toku. Ďalšie zvýšenie tepelnej vodivosti moţno dosiahnuť pouţitím

matrice s vysokým kryštalickým podielom. S matricou HDPE namiesto polypropylénu sa

zvýšila tepelná vodivosť cca o 0,1 Wm/K. Vyuţitím všetkých moţností a optimalizáciou

zloţenia materiálu sme dosiahli zvýšenie tepelnej vodivosti z cca 0,25 Wm/K pre samotnú PP

matricu na 1,6 – 1,8 Wm/K.

28.) Cielená fotodynamická terapia rakoviny: od transportu liečiv cez bunkové signálne

cesty po in vivo model. (Targeted photodynamic therapy of cancer: from delivery system

through cellular signaling to in vivo model.)




Organizácia je


nie

Koordinátor: UPJŠ Košice


inštitúcií:

0



Pripravovali sa nové nanočasticové transportné systémy na báze lipoproteínov s nízkou

hustotou (LDL) modifikované dextránmi a polymérmi. Študovala sa aj kinetika redistribúcie

fotodynamicky aktívnej látky hypericínu (Hyp) z lipoproteínov s nízkou hustotou (LDL) do

ďalších sérových lipoproteínov. Dosiahlo sa zníţenie redistribúcie.

29.) Aktívny cielený transport liečiv vo fotodynamickej terapii zvyšuje efektivitu liečby

nádorových ochorení. (Active targeting transport of drugs in photodynamic theraphy

increases effectivity of treatment of tumor deseases.)



Evidenčné číslo projektu: APVV LPP-0072-07

Organizácia je


nie

Koordinátor: UPJŠ, Košice


inštitúcií:

0

Čerpané financie:


Charakterizoval sa vplyv dextránov a polymérov na kinetiku inkorporácie hypericínu do

konštruktu LDL-polymér pomocou fluorescenčných meraní. Uskutočnilo sa niekoľko

pobytov doktorandky na Ústave polymérov za účelom merania fluorescenčných spektier a

dynamického rozpylu svetla.

30.) Uhlíkové nanokompozity pre chemické senzory. (Carbon nanocomposites for

chemical sensoring.)




Organizácia je


nie

Koordinátor: Elektrotechnický ústav SAV, Bratislava


inštitúcií:

0



Pripravili sa filmy polypyrolu alebo polyanilínu na SiO2 a kompozitov expandovaného

grafitu s polyamidovou matricou. Pripravené kompozity nevykazovali ţiadne senzorické

vlastnosti na čpavok a etanol. Samotné polymérne filmy vykazovali rýchlu a vysokú odozvu

na amoniak.

31.) Nano-optický mechanický systém. (Nano-optical mechanical systems.)




Organizácia je


nie

Koordinátor: Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Científicas


inštitúcií:

6 - Nemecko: 1, Španielsko: 1, Veľká Británia: 3, Holandsko: 1

Čerpané financie: UPo: 54987 €


Vypracovalo sa viacero metód na povrchovú modifikáciu uhlíkových nanorúrok kovalentým

aj nekovalentným spôsobom. Preskúmala sa moţnosť dispergácie aj orientácie týchto

nanorúrok v elastomérnych matriciach. Previedli sa prvé úspešné experimenty s orientáciou

nanorúriek v elektrickom poli.

32.) Stratégia zachovania umeleckých artefaktov v muzeálnych zbierkach (Strategy for

the preservation of plastics artefacts in museums collections)

Zodpovedný riešiteľ: Jozef Rychlý



Organizácia je


nie

Koordinátor: Centre de Recherche sur la Conservation des Collections


inštitúcií:

10 - Dánsko: 1, Francúzsko: 2, Veľká Británia: 2, Taliansko: 1,

Holandsko: 2, Slovinsko: 1, USA: 1



V spolupráci s Getty Conservation Institute, LA, zameranej na posudzovanie degradácie

rozličných polymérov sa zistilo, ţe aktivačná energia určená z neizotermických

termogravimetrických a chemiluminiscenčných experimentov pre polyolefíny a polyuretány

je závislá od rýchlosti ohrevu vzorky, pričom odpovedajúce rýchlostné konštanty s

rýchlosťou ohrevu narastajú. Zodpovedá to predpokladu, ţe u neizotermických procesov sa

tepelná energia vo vzorke pri lineárnom ohreve akumuluje a uvoľňuje sa aţ po prechode

systému do izotermického reţimu. Pri dostatočne vysokej teplote tak väčšinou dochádza ku

vznieteniu vzorky. DSC krivky uvoľňovania tepla pozorované po roztopení vzorky

semikryštalického polyméru sa zhodujú s druhou odmocninou chemiluminiscenčného

priebehu. Maximum DSC píku sa pritom nachádza v inflexnom bode neizotermickej

termogravimetrickej krivky.

Na sérii polymérov (polyuretány, polyolefíny, polyamidy) bola objasnená vzájomná relácia

výstupov z neizotermických metodík chemiluminiscencie, termogravimetrie a diferenciálnej

skenovacej kalorimetrie, ktoré zo starnutých vzoriek monitorujú svetelný signál, úbytok

hmotnosti a tepelné efekty, ku ktorým dochádza počas ich degradácie vplyvom svetla, tepla a

vzdušnej vlhkosti. Postup starnutia sa sleduje kaţdých 9 mesiacov na umelom artefakte –

bábike – skonštruovanej zo 14 základných polymérov, ktorá je vystavená pôsobeniu beţných

klimatických podmienok na vzduchu a na svetle.

Programy: Štrukturálne fondy EÚ Regionálny operačný program

33.) Centrum pre Materiály, vrstvy a systémy pre Aplikácie a ChemIcké procesy v

extrémNych podmienkAch (MACHINA) – Etapa II

Zodpovedný riešiteľ: Miroslav Boča


Evidenčné číslo projektu: ITMS kód 26240120021

Organizácia je


nie

Koordinátor: Ústav anorganickej chémie SAV, Bratislava


inštitúcií:

0



V rámci Centra MACHINA sa na Ústave polymérov SAV riešia aktivity špecifického cieľa

2.2

Nárast potenciálu sekcie pre polyméry a pilotná prevádzka novej infraštruktúry, aktivita

zahŕňa

nasledovné kľúčové problematiky:

a) Charakterizácia viacfázových systémov s polymérovou matricou

b) Charakterizácia moţností energetického zhodnocovania materiálov na báze komunálnych

a iných odpadov

c) Fotochémia pre charakterizáciu polymérov a pre štúdium moţností zlepšovania ich

vlastností

d) Opis kinetiky polymerizácie pre prípravu polymérov v liečbe civilizačných chorôb

Náplňou aktivity je verejné obstaranie nasledovných prístrojov: röntgenový fotoelektrónový

spektrometer (XPS), kónický kalorimeter, pulzný laser a modulárny spektrofluorimeter. Prvé

tri prístroje sú verejne obstarané a postupne sa začínajú inštalovať.

34.) Centrum pre Materiály, vrstvy a systémy pre Aplikácie a ChemIcké procesy v

extrémNych podmienkAch (MACHINA)




Organizácia je


nie

Koordinátor: Ústav anorganickej chémie SAV


inštitúcií:

0



V rámci Centra MACHINA sa riešia na Ústave polymérov SAV nasledovné kľúčové

problematiky v rámci Špecifického cieľa 2.2 „Laboratórium pre vývoj materiálov na báze

polymérov pre progresívne aplikácie“:

a) Viacfázové systémy s polymérovou matricou;

b) Nové trendy v charakterizácii a modelovaní špeciálnych polymérnych materiálov;

c) Štúdium degradácie a následnej stabilizácie syntetických ako aj prírodných polymérov;

d) Polyméry v liečbe civilizačných chorôb.

V roku 2010 sa pomocou mechanizmu verejného obstarávania zakúpili na pracovisko tieto

prístroje: počítačový klaster, FTIR spektrometer, nanoitendor a mikro-miešač DSM. Uvedené

prístroje boli inštalovené na pracovisku a intenzívne sa vyuţívajú na splnenie cieľov

projektu, prípravu nových polymérnych materiálov a ich charakterizáciu.

35.) Centrum aplikovaného výskumu nanočastíc. (Centre of applied investigation of

nanoparticles.)

Zodpovedný riešiteľ: Eva Majková


Evidenčné číslo projektu: NFP26240220017

Organizácia je


nie



inštitúcií:

0



Zo zdrojov štrukturálneho fondu sme rekonštruovali laboratórium č. 306. Do vynoveného

prostredia sme získali prístroj Zetasizer Nano – Malvern na meranie veľkosti častíc,

polydisperzity a zeta – potenciálu.

Boli pripravené rôzne typy nanočastíc pomocou w/o mikroemulziami ako podklad pre

moţnosť uplatnenia sa mikroheterogénneho systému pri syntéze nanočastíc. W/o

mikroemulzie umoţňujú pri príprave nanočastíc všestranný spôsob vyuţitia častíc s rôznym

zloţením ako oxidy ţeleza, Co, Ag, Fe2O3?Ag nanokompozity.

Kontrolovaná nukleácia a separácia nukleačného rastu sú kľúčovým momentom pre syntézy

skoro monodisperzných kovových nanočastíc s rozmermi 1–15 nm.

To je dosiahnuteľné dvomi moţnosťami - kontrolou počtu preformovaných nanočastíc ako

nukleačných centier s rastúcim priemerom, kde nedôjde k sekundárnej nukleácii - the seeding

growth method, alebo variáciou pomeru silného a slabého redukčného činiteľa.

Hlavným cieľom syntézy kovových (Fe, Co,..) nanočastíc je získanie nanoštruktúr so

špecifickými rozmermi, distribúciou a reprodukovateľnosť syntéz. Jednoduchším spôsobom

prípravy izotropických a anizotropických nanočastíc je metóda na báze rôznych povrchovo

aktívnych látok.

Fe3O4 nanočastice s rozmerom (~ 4 nm) boli pripravené v mikroemulzii so zloţením voda/n-

heptane/AOT s pouţitím FeCl3•6H2O a FeCl2•4H2O a NH4OH. Boli tieţ pripravené ďalšie

preparačné návrhy pre rôzne druhy oxidov ţeleza (čiastočne ?? a ??Fe2O3).

Nanočastice so štruktúrou jadro-obal sú zaujímavé aj z hľadiska poskytovania nových

vlastností a funkcií, ktoré sú dané príbuznými vlastnosťami dvoch odlišných komponentov.

Takéto štruktúry nie sú ideálne iba pre štúdium príbuzného efektu, ale sú pouţiteľné aj pre

stabilizáciu štruktúr ako ochranného obalu pre jadro pred oxidáciou a koróziou.

Obalová vrstva poskytuje miesto pre modifikáciu povrchu a funkcionalizáciu, ako aj spojenie

magnetického jadra cez obal k ďalším povrchom, na základe magnetických vlastností.

Postup, ktorý sme pouţili k príprave kovových častíc ţeleza v organickom prostredí je

zaloţený na pouţití dvoch inverzných micelárnych roztokov (mikroemulzie) s

mikročasticami vodného roztoku kovovej soli a vodného roztoku redukčného činidla s

organickou kontinuálnou fázou. Mikroemulzia pozostáva z troch, resp. štyroch zloţiek - dve

nemiešateľné fázy voda a heptán, povrchovo aktívna zloţka stabilizátor (AOT - Bis(etyl

hexyl)sulfosukcinát sodný, Dowfax, Slovapol) a ko-stabilizátor (kyselina olejová, kyselina

laurová). Kovová soľ a redukčné činidlo sa rozpustia v dvoch rozdielnych vodných roztokoch

a ich homogenizáciou s roztokom emulgátora v heptáne sa pripravia dve mikroemulzie.

Stabilita mikroemulzie s dispergovanou vodnou fázou sa reguluje koncentráciou stabilizátora,

t.j. vzrastá so vzrastom koncentrácie stabilizátora a kostabilizátora. V oblasti veľmi vysokých

koncentrácií stabilizátora sa tvorí termodynamicky stabilný micelárny roztok (mikroemulzia).

Inverzné (w/o) mikroemulzné roztoky sú zväčša transparentné, dispergované vodné kvapky

majú rozmery jednotky, resp. desiatky nm a sú stabilizované adsorbovanými molekulami

emulgátora. Tieto emulgátorom pokryté vodné kvapky poskytujú jedinečné mikroprostredie

pre redukciu kovovej soli a tvorbu kovových nanočastíc. V procese prípravy častíc

emulgované kvapky vzájomne interagujú, tvoria prechodné agregáty a opäť sa rozpadávajú

na izolované kvapky. Za takýchto podmienok molekuly reaktantov môţu difundovať z jednej

kvapky do druhej a do celého objemu dispergovanej fázy aj keď difúzia cez kontinuálnu fázu

je nízka alebo úplne potlačená. Pri nízkej frakcii dispergovanej fázy vzniká jemná disperzia s

malými a sférickými časticami. Pri vyšších frakciách dispergovanej fázy sa tvoria väčšie

častice s niţšou stabilitou.

Programy: Štrukturálne fondy EÚ Výskum a vývoj

36.) Reinžiniering produktového portfólia VIPO, a.s. (Adjusting the product portfolio of

VIPO.)




Organizácia je


nie

Koordinátor: VIPO a.s., Partizánske


inštitúcií:

0

Čerpané financie: 0 €


Vypracovali sa metódy pre hodntotenie lesku a hladkosti PVC fólií. Pomerne významná časť

kapacity sa venovala na dopracovanie administratívnych náleţitostí projektu, spojených s

miestom výkonu práce.

Programy: Mechanizmus EHP

37.) Súbory magnetických nanočastíc a nanočasticové membrány pre aplikácie v

senzoroch (NP). (The collection of magnetic nanoparticles and membrans of nanoparticles

for application in sensors.)



Evidenčné číslo projektu: SAV-FM-EHP-2008-01-01

Organizácia je


nie



inštitúcií:

0



Sledovala sa podrobná kinetika samousporiadania sa monovrstvy nanočastíc počas fotolýzy

pri 4.9 eV. SEM a GISAXS merania jasne ukázali tvorbu nanočasticových aglomerátov.

Potvrdená bola reakcia prvého poriadku fotolýzy surfaktantového obalu. Vyššia energia

fotónu (6.7 eV) a ozónu môţe urýchliť usporiadačný proces nanočastíc aţ 20 násobne.

GISAXS dal časovo – kontinuálnu redukciu medzičasticovej vzdialenosti čo je vyjadrené

exponenciálnou funkciou.

Publikácie 2010:

1. SIFFALOVIC, P. - CHITU, L. - MÁJKOVÁ, E. - VEGSO, K. - JERGEL, M. - LUBY, Š. -

CAPEK, Ignác - SATKA, A. - GUENTHER, A. - MAIER, J. - KECKES, J. - TIMMANN, A. -

ROTH, S.V.

Kinetics of nanoparticle reassembly mediated by UV-photolysis of surfactant. In Langmuir. Vol. 26,

(2010), p. 5451–5455. (4.097 - IF2009)

Programy: Centrá excelentnosti SAV

38.) Centrum pokročilej výpočtovej chémie. (Centre for advanced computational

chemistry.)




Organizácia je


nie

Koordinátor: Ústav anorganickej chémie SAV


inštitúcií:

0



Molekulovými simuláciami sme prispeli ku pochopeniu organizácie tuhých makromolekúl

priestorovo obmedzovaných v kanáloch alebo kavitách, alebo pri ich samotnom skladaní vo

voľnom priestore. Hrubozrnné simulácie viedli ku stanoveniu kritéria pre prechod v tvare

makromolekúl v kanáloch a kavitách na základe súhry veľkosti obmedzovania a tuhosti

reťazcov. Bolo ukázané, ţe podobné kritérium platí pri prechode tvaru cyklických tuhých

makromolekúl pri ich stuţovaní alebo obmedzenom počte perzistenčných dĺţok v cykle.

Atomistické simulácie skladania polyalanínu do závitnice a celkovo do klbka z polámanej

závitnice pomohli špecifikovať podmienky tvorby takýchto štruktúr. Tieto výsledky sú

zahrnuté v nasledujúcich publikáciach. Publikácie 2010:

1. CIFRA, Peter – BENKOVÁ, Zuzana – BLEHA, Tomáš

Persistence lenght of DNA molecules confined in nanochannels. In Physical Chemistry Chemical

Physics. Vol. 12, (2010), p. 8934–8942. (4.116 - IF2009)


Shape transition of semi-flexible macromolecules confined in channel and cavity. In European

Physical Journal E: Soft Matter and Biological Physics. Vol. 32, (2010), p. 273–279. (2.019 - IF2009)


Simulation of chain organization in encapsulated polymers. In Macromolecular Symposia. Vol. 296,

(2010), p. 336-341

4. PALENČÁR, Peter - BLEHA, Tomáš

Folding of polyalanine into helical hairpins. In Macromolecular Theory and Simulation, Vol. 19,

2010), p. 488-495. (1.912- IF2009)

39.) Výskum medicínsky významných sacharidových derivátov. (Research on medicinally

significant saccharide derivatives.)




Organizácia je


nie

Koordinátor: Chemický ústav SAV - koordinátor


inštitúcií:

0



Jedným z cieľov centra je vývoj nových polymérnych matríc s vyuţitím pri imobilizácii

biaktívnych látok a biomakromolekúl. V uplynulom období sa kompletizovala štúdia

cytotoxicity rôznych polymérov na báze 2-oxazolínov, ktorá je potrebná pri posúdení

vhodnosti navrhovaného polyméru pre bioaplikácie. Sledoval sa vplyv substituentov,

mólovej hmotnosti, koncentrácie polyméru a času expozície. Zistilo sa, ţe katiónové

polyméry pripravené z rôznych alifatických 2-oxazolínov sa prakticky nelíšia v porovnaní

cytotoxicity a fagocytárnej aktivity, a dokonca sa nepozoroval vplyv aromatickej skupiny v

kopolyméri s 10 mol % 2-(4-aminofenyl)-2-oxazolínu. Pri sledovaní závislosti cytotoxicity

od mólovej hmotnosti sa zistil pokles cytotoxicity s rastúcou mólovou hmotnosťou.

Programy: Podpora MVTS z prostriedkov SAV

40.) Využitie metód merania elektrickej a termickej vodivosti na charakterizáciu

polymérnych materiálov. (Characterization of polymer-based materials by thermal and

electrical conductivity.)


Trvanie projektu: 1.1.2010 / 12.2011

Evidenčné číslo projektu: Sk-SRB-00107

Organizácia je


áno



inštitúcií:

1 - Srbsko

Čerpané financie: UPo 2 325 €


Urobili sa počiatočné experimenty týkajúce sa meraní elektrickej vodivosti pri on line

mechnickej deformácii. Výsledky zatiaľ nie sú spracované. V roku 2010 sa plánované

prostriedky nevyuţili, pretoţe sa neuskutočnila ani jedno stretnutie partnerov.

41.) Polymérne kompozity s fázovou premenou ako nová technológia pre uskladňovanie

tepelnej energie. (Polymeric phase change composites for advanced thermal energy storage

applications.)



Evidenčné číslo projektu: SK-ZA-0015-07

Organizácia je


áno



inštitúcií:

1 - JAR: 1



Z porovnania rôznych typov matríc na báze polyetylénu sa zistilo, ţe najlepšou matricou je

lineárny nízkohustotný polyetylén (LLDPE), nakoľko len v tomto prípade dochádza k efektu

takzvanej kokryštalizácie komponentov (LLDPE/parafín), čo má za následok zvýšenú

mechanickú stabilitu zmesí.

Preukázal sa pozitívny vplyv častíc medi na zlepšenie prestupu tepla v PCM materiáloch,

pričom čiastočne bol tento efekt výraznejší u nanočastíc medi, v porovnaní s mikročasticami.

Preukázal sa taktieţ pozitívny efekt drevenej múčky na stabilitu a mechanické vlastnosti

PCM.

42.) P. Cezanne: Integrovanie nanobiológie a ICT pre zabezpečenie implantovateľného

monitorovacieho systému pre kontinuálnu starostlivosť o diabetického pacienta. (P.

Cezanne: Integration of nano-biology and ICT to provide a continuous care and implantable

monitoring system for diabetic patients.)




Organizácia je


áno



inštitúcií:

7 - Nemecko: 1, Španielsko: 1, Veľká Británia: 1, Grécko: 1, Izrael:

1, Taliansko: 1, Rumunsko: 1



Hlavným výsledkom je úspešná integrácia prototypu a úspešné in vitro testy. Citlivosť

senzora na glukózu je zabezpečená proteínom imobilizovanom v cylindrickom vlnovode

pripravenom z zwiteriónového hydrogélu, analytický rozsah citlivosti na glukózu je v rozsahu

vyţadujúcom terapeutické vyuţitie (2 – 30 mM), pričom sa dosiahla funkčná integrácia

biológie, chémie, fyziky, počítačových technológií pre prenos signálu „glukóza-počítač“.

43.) Orientácia uhlíkových nanorúrok v polymérnych kompozitoch. (Orientation of

carbon nanotubes in polymer composites.)

Zodpovedný riešiteľ: Zdenko Špitálsky



Organizácia je


áno



inštitúcií:

0

Čerpané financie: UPo: 2 637 €


Pripravili sa polymérne kompozity s uhlíkovými nanorúrkami a expandovaným grafénom

s polyamidom za účelom prípravy materiálov s vysokými elektrickými a

mechanickými

vlastnosťami.

2010 - sav › documents › projects2010.pdf · zodpovedný riešiteľ: martin danko trvanie...

Documents