České univerzity představily projekt o atomárním inženýrství

Nové materiály pro získávání a ukládání energie, nanoroboty, které budou v lidském těle odhalovat či likvidovat zárodky nemocí, nebo látky, jež urychlí a zefektivní řadu chemických reakcí v průmyslové výrobě, mají s využitím revoluční metody atomárního inženýrství vyvinout vědci zapojení do projektu Techscale.

Pětiletý výzkum získal podporu téměř půl miliardy korun.

„Naším cílem je vyvinout nanomateriály a technologie, které přispějí k řešení dvou současných společenských výzev, tedy získávání a ukládání obnovitelné energie a zlepšení kvality života. Vedle odborníků na materiálový výzkum jsou v projektu zapojeni i zástupci společenských věd, kteří posoudí přijetí nových technologií ve společnosti. Současně navrhnou i strategie pro boj s tzv. fake news, které by vnímání nových technologií mohly negativně ovlivnit,“ popsal hlavní řešitel projektu Michal Otyepka z Českého institutu výzkumu a pokročilých technologií – CATRIN Univerzity Palackého (UP), jenž má ve svém týmu i zástupce pěti fakult UP.

Výzkumníci se rozhodli využít potenciálu metody atomárního inženýrství, které umožňuje řídit vlastnosti látek až na úrovni atomů. Vědci jsou schopni vnést jednotlivé atomy kovů do struktury různých materiálů, čímž dokážou zlepšit jejich vlastnosti, či přímo dokonce objevit zcela nové možnosti uplatnění.

„Ukazuje se, že nanotechnologie začínají být překonány a ustupují právě atomárnímu inženýrství. Např. katalyzátory připravené touto cestou přinášejí až o řády vyšší výtěžnost reakcí a současně nahrazují potřebu drahých či nedostupných surovin, jako je zlato či platina. V energetice zase umíme mnohonásobně zvýšit účinnost získávání zeleného vodíku pomocí solárního rozkladu vody nebo amoniaku,“ doplnil průkopník této metody Radek Zbořil z CATRIN.

Podle něj navíc materiály vyvinuté na bázi atomárního inženýrství umějí zabíjet bakterie účinněji než mnohá antibiotika, přičemž bakterie si na tyto materiály neumějí vyvíjet rezistenci.

Podle dalšího z členů týmů Jiřího Čejky z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy (UK) v Praze je katalýza zásadní pro udržitelnost při zpracování ropy, zemního plynu či biomasy, výrobě paliv, polymerů, léčiv nebo při ochraně životního prostředí.

„V rámci projektu Techscale je naším hlavním cílem příprava nových typů katalyzátorů na bázi jednotlivých atomů kovů, které umístíme na různých nosičích, jako je třeba grafen nebo zeolity. Tyto katalyzátory budeme zkoumat v různých průmyslově důležitých reakcích, abychom dosáhli zvýšení efektivity procesu, hlubšího pochopení funkce katalyzátoru a porozumění mechanismu reakce,“ vysvětlil Čejka.

Výzkumníci chtějí rovněž přispět k včasnému odhalení a léčbě nemocí. „Budeme vyvíjet atom za atomem, unikátní nanoroboty na bázi nanoarchitektury, které budou mít specifický design a budou schopné detekovat velice nízké koncentrace biomarkerů, což může výrazně zlepšit diagnostiku řady nemocí. Tito nanoroboti se budou navíc autonomně pohybovat v lidském těle a likvidovat zárodky chorob,“ upřesnil aplikace v medicíně Martin Pumera z CEITEC-VUT.

Už během návrhu materiálů mají výzkumníci v plánu brát v úvahu jejich bezpečnost a možné společenské dopady.

„Věřím, že významně přispějeme k boji s antibiotickou rezistencí, připravíme vysoce účinné senzory a vyvineme nové udržitelné energetické technologie. Postupy atomárního inženýrství přinesou ekologické benefity i ekonomické úspory v řadě průmyslových oblastí. V neposlední řadě podpoříme přijetí nových technologií odbornou i laickou veřejností,“ uzavřel Otyepka.