Praha 22. augusta 2019 (HSP/Sputnik/Foto:Pixabay)
Hybridné materiály sú trendom modernej vedy a sú na vrchole popularity už nejeden rok. Nehľadiac na to, že “smart” materiály zatiaľ nezaviedli do výroby. Vedci už teraz našli veľa variantov ich možného využitia. Na ich vývoji pracujú aj českí vedci, spolu so svojimi kolegami v Rusku
Zlučuj a panuj
Hybridné materiály v sebe spájajú hneď niekoľko rôznych vlastností. Ide napríklad o zlúčenie neorganických a organických látok.
O hybridných materiáloch sa začalo hovoriť po prvýkrát na začiatku nášho storočia a zvlášť populárne sa stali okolo roku 2010.
Vedci z rôznych krajín začali tento problém skúmať a vedecké štúdie sú na túto tému medzi najviac citovanými a najviac čítanými na webe. Široké použitie “smart” materiálov sa však plánuje až o 10 rokov.
Hybridné materiály sú plodom spolupráce vedcov rôznych odborov: chemikov, fyzikov a znalcov materiálov. To preto, že v jednej vedeckej organizácii spravidla nepotrebujú všetko na získanie a výskum týchto materiálov.
“Sú na to potrebné drahé analytické zariadenia vysokej triedy a vysoko kvalifikovaní operátori. Sami vedci musia mať široký vedecký rozhľad a znalosti v najrôznejších oblastiach, aby ovládali celú túto problematiku, musia dobre poznať chémiu a základné veci z fyziky, medicíny a molekulárnej biológie,” povedal docent Výskumnej školy chemických a biomedicínskych technológií Tomskej polytechnickej univerzity Pavel Postnikov.
V Rusku sa zaoberajú výskumom hybridných materiálov mnohé vysoké školy vrátane Tomskej polytechnickej univerzity (TPU). Vedci z Tomska spolupracujú so zahraničnými kolegami z Česka, Francúzska, USA, Veľkej Británie, Španielska a Nemecka, niektorí z nich sa zúčastňujú vedeckého procesu na TPU a venujú sa príprave budúcich vedcov.
Čo všetko sa dá vyrobiť z hybridných materiálov
Na výskumnej škole chemických a biomedicínskych technológií TPU pod vedením profesora Mechmana Jusubova sa realizuje cez desať rôznych smerov v získaní hybridných materiálov. Pavel Postnikov informoval o niektorých z nich.
Prvým smerom je vytvorenie vysokocitlivých senzorových systémov. Senzory sú totiž viacvrstvové. Ich základom je tenká vlnitá zlatá fólia o rozmere 1 x 0,5 cm, modifikovaná zvláštnymi organickými zlúčeninami – diazoniovými soľami. Vďaka práci vedcov z TPU sa dajú pomocou senzora zistiť toxické látky, ťažké kovy, a tiež niektoré choroby a poruchy v štruktúre DNA. Prednosťou hybridných senzorov je veľmi vysoká citlivosť, rýchlosť analyzovania a možnosť vykonania analýzy hneď na mieste, kde vzorky odobrali.
Druhým smerom je vytvorenie materiálov, ktoré na vonkajšie stimuly reagujú zmenou svojich vlastností. Napríklad, materiály s kontrolovateľnou zavlhčenosťou, ktoré potrebujú v najrôznejších oblastiach, počínajúc strojárstvom a končiac kozmickými prístrojmi a medicínou.
Tretím smerom je vývoj novej metodológie organických chemických reakcií pod vplyvom slnečného svetla v podmienkach plazmonovej katalýzy. Vedcom z TPU sa podarilo uskutočniť proces polymerizácie – syntézy polymérov – pri laboratórnej teplote, pod vplyvom svetla, aj keď obyčajne tento proces prebieha pri vysokej teplote. Výsledky tohto výskumu zverejnili v časopise Journal of Materials Chemistry A.
Predpokladá sa, že táto metodika napomôže vzniku chemickej výroby nového typu – efektívnej, ale pritom ekologicky oveľa čistejšej. V budúcnosti bude možné stavať chemické závody na slnečných miestach a využívať ako zdroj energie slnečné svetlo.