Operační program Výzkum a vývoj pro inovace prioritní osa 2 Regionální VaV centra
Hlavní cíle projektu Trvalá ekonomická udržitelnost Centra s významným podílem financování z neveřejných zdrojů Transfer výsledků aplikovaného výzkumu do průmyslové a technologické praxe Vybudování Centra s unikátní přístrojovou infrastrukturou Výchova studentů s možností uplatnění ve vědeckých skupinách Centra stejně jako v aplikační sféře Zvýšení konkurenceschopnosti Centra (UP) na mezinárodním vědeckém trhu a zvýšení konkurenceschopnosti regionu (ČR)
Dotace: 545 mil. Kč Start up 111 mil. Kč dotace na vybudování realizační týmu Centra a podporu nových VaV pracovníků zejména na pozicích Junior researcher Vybudování infrastruktury Centra 434 mil. Kč nová budova RCPTM + nové přístrojové vybavení PPMS Cryo HRTEM Areál UP Holice Nová budova RCPTM
Organizační struktura Klíčové osoby Centra Doc. R. Zbořil - ředitel Doc. O. Haderka - VŘ Doc. L. Machala Doc. M. Otyepka Prof. Z. Trávníček Prof. M. Hrabovský Doc. L. Kvítek Prof. K. Lemr
Operační program Výzkum a vývoj pro inovace prioritní osa 2 Regionální VaV centra
VP Oxidy kovů, vedoucí: Doc. RNDr. Libor Machala, Ph.D. Nanokrystalické oxidy přechodných kovů v environmentálních, medicínských, katalytických a optických aplikacích Klíčové výzkumné aktivity: magnetické nanočástice pro biomedicínské aplikace (kontrastní látky pro MRI, nosiče pro cílený transport léčiv) železany alkalických kovů v technologiích čištění vod nanomateriály v heterogenní katalýze a fotokatalýze magnetické značení a separace buněk v medicíně University of Tokyo, University of Padova, NCSR Demokritos Athens, Bar-Ilan University University of Ioannina, Florida Institute of Technology, NASA, EPFL Lausanne
VP Oxidy kovů, vedoucí: Doc. RNDr. Libor Machala, Ph.D. Nanočástice -Fe 2 O 3 v heterogenní katalýze a fotokatalýze Teplotní dekompozice prekurzor FeC 2 O 4 spin coating FeCl 3 prekurzor Nanočástice hematitu jako doposud nejúčinnější katalyzátor rozkladu peroxidu vodíku M. Heřmánek, R. Zbořil et al. J. Am. Chem. Soc. 129, 10936, 2007. Nanokrystalické filmy hematitu dopované Sn jako vysoce účinné fotoelektrody pro přímé solární štěpení vody K. Sivula, R. Zbořil et al. J. Am. Chem. Soc. 132, 7436, 2010.
VP Oxidy kovů, vedoucí: Doc. RNDr. Libor Machala, Ph.D. Nové perorální kontrastní činidlo na bázi bentonit/ -Fe 2 O 3 pro MRI diagnostiku dutiny břišní (FN Olomouc, FN Banská Bystrica, Medihope, s.r.o.) -Fe 2 O 3 Úspěšné klinické testy - 100 pacientů s onemocněními tenkého střeva, pankreatu a žlučových cest M. Mašláň et al: Patent č. 300445, 2009. K. Kluchová et al. Biomaterials 30, 2855, 2009.
VP Oxidy kovů, vedoucí: Doc. RNDr. Libor Machala, Ph.D. biogenní magnetické nanočástice z magnetotaktických bakterií pro imobilizaci, detekci a separaci biosubstancí (proteomika, kapilární elektroforéza) železany alkalických kovů pro odbourání bojových chemických látek (NATO grant s partnery z Florida Institute of Technology, CBP.EAP.CLG983119) magneticky asistovaná hemodialýza (GML Health Care, s.r.o.) nanočástice magnetitu z MTB bakterií funkcionalizované chitosanem - vysoce účinné pro imobilizaci a zvýšení termostability trypsinu aplikace v proteomice
VP Uhlík a biomakromolekuly, ved.: Doc. RNDr. Michal Otyepka, Ph.D. Uhlíkové nanostruktury, biomakromolekuly a hybridní systémy syntéza, modelování interakcí a aplikace Klíčové výzkumné aktivity: Uhlíkové nanotrubičky a jejich aplikace Kvantové tečky na bázi uhlíku Grafen a jeho deriváty Funkcionalizace uhlíkových nanostruktur Biomolekulární katalýza Vývoj metod pro studium biomakromolekul a jejich interakcí s nanostrukturami NCSR Demokritos Athens, POSTECH Korea, University of Michigan, CNRS Toulouse University of Ioannina, University of Barcelona, Imperial College of London
VP Uhlík a biomakromolekuly, ved.: Doc. RNDr. Michal Otyepka, Ph.D. Superhydrofobní uhlíkové nanotrubičky pro aplikace v textilním průmyslu (Textilní zkušební ústav Brno) perfluoroalkylsilan Nové metody přípravy grafenu chemickou exfoliací grafitu, funkcionalizace grafenu 0.6 nm 6 m V. Georgakilas, A. Bourlinos, R. Zbořil et al. Chem. Mater. 20, 2884, 2008. V. Georgakilas, A.B. Bourlinos, R. Zbořil, Chem. Commun., 46, 1766, 2010.
VP Uhlík a biomakromolekuly, ved.: Doc. RNDr. Michal Otyepka, Ph.D. Studium struktury a dynamiky biomolekul, biomolekulární katalýza inhibice zhoubného bujení, drug design, metabolismus léčiv, funkční fragmenty nanostrojů Riley, Pitonak, Jurečka, Hobza, Chem. Rev. 110, 5023, 2010. Ditzler, Otyepka et al. Acc. Chem. Res. 43, 40, 2010. Pavlova (Otyepka) et al. Nature Chem. Biol. 5, 727, 2009.
VP Uhlík a biomakromolekuly, ved.: Doc. RNDr. Michal Otyepka, Ph.D. návrh a syntéza nových uhlíkových nanostruktur nanodiamanty a jejich funkcionalizace uhlíkové nanolisty s obrovskou sorpční kapacitou a jejich modifikace nanokovy sorbenty, čištění vod interakce grafenu s biomakromolekulami grafen fluorid (CF) TEM SEM DNA SEM AFM grafen
VP Komplexy, vedoucí: Prof. RNDr. Zdeněk Trávníček, Ph.D. Biologicky aktivní sloučeniny a molekulární magnety na bázi komplexů přechodných kovů v interakci s nanokrystalickými magnetickými nosiči Klíčové výzkumné aktivity: biologicky aktivní komplexní sloučeniny přechodných kovů aplikovatelné při léčbě např. nádorových onemocnění či diabetes molekulové magnety na bázi komplexů přechodných kovů aplikovatelné jako záznamová média s vysokou hustotou záznamu hybridních molekulárně-krystalické nanostruktury pro magnetické aplikace (sensory) a cílený transport léčiv in vitro a in vivo testování širokého spektra biologických aktivit připravených komplexů a jejich hybridních fází
VP Komplexy, vedoucí: Prof. RNDr. Zdeněk Trávníček, Ph.D. Komplexy přechodných kovů vykazující výrazně vyšší protinádorovou aktivitu ve srovnání s komerčními preparáty [Pt(ox)(L) 2 ] komplex vykazující vyšší in vitro protinádorovou aktivitu než klinicky užívaná cisplatina. A2780 karcinom vaječníku A2780cis karcinom vaječníku rezistentnímu vůči cisplatině G361 maligní melanom MCF-7 prsní adenokarcinom HOS osteosarkom HeLa karcinom děložního čípku P. Štarha, Z. Trávníček, I. Popa, patentová přihláška vynálezu PCT/CZ 2009/000135 L. Dvořák, Z. Trávníček, I. Popa, patentová přihláška vynálezu PCT/CZ 2010/000098
VP Komplexy, vedoucí: Prof. RNDr. Zdeněk Trávníček, Ph.D. Komplexy železa vykazující křížení spinových stavů spin crossover indukované změnou teploty 2K 300K Ukázka termochromismu spojeného s křížením spinových stavů magneto-optické senzory I. Nemec et al., Monats. Chem, 140, 815, 2009. R. Herchel et al., Dalton Trans, 9870, 2009.
VP Komplexy, vedoucí: Prof. RNDr. Zdeněk Trávníček, Ph.D. komplexy přechodných kovů se širokým spektrem biologických aktivit metamagnety a komplexy s nestandardními magnetickými vlastnostmi (řízení magnetického režimu změnou vnějšího magnetického pole) přípravu hybridních systémů nanočásticekomplex - magnetické přepínače, cílený transport komplexních léčiv - Np - + + + + + + komplex + + + + + + B - Np - - Np - - Np - - Np - - Np - - Np - - Np - -Fe 2 O 3 nová generace magnetických nosičů léčiv
VP Kovy, vedoucí: Doc. RNDr. Libor Kvítek, Ph.D. Pokročilé materiály na bázi nanočástic kovů a hydridů kovů s mimořádnými redukčními, antibakteriálními, sorpčními a katalytickými vlastnostmi Klíčové výzkumné aktivity: Nanočástice železa v technologiích čištění vod Vývoj metod stabilizace nanočástic Fe Nanočástice stříbra pro antibakteriální aplikace Imobilizace nanočástic Ag na pevných substrátech Nanočástice kovů v katalytických a magnetických aplikacích NCSR Demokritos Athens, ÚFM AV ČR Brno, Florida Institute of Technology University of Ioannina, University of Patras, Cornell University, TU Liberec
VP Kovy, vedoucí: Doc. RNDr. Libor Kvítek, Ph.D. Zavedení technologie velkokapacitní výroby nanočástic nulmocného Fe a jejich reálná aplikace v sanacích podzemních, odpadních i pitných vod vod (Nano Iron, s.r.o., LAC, s.r.o., Aquatest, a.s., Geotest, a.s., H+A Eco CZ, s.r.o) -Fe FeO 20 nm Úspěšná aplikace při sanaci podzemních vod na sedmi lokalitách v ČR. Pilotní instalace reaktoru na odstranění As a těžkých kovů - 2010 (Maďarsko). J. Filip, R. Zbořil et al. EST 41, 4367 (2007). R. Zbořil et al.: Patent No: WO 2008/125068 A2. Vysoká účinnost odstranění As, Se, těžkých kovů, U, chlorovaných uhlovodíků, herbicidů, PO 4
VP Kovy, vedoucí: Doc. RNDr. Libor Kvítek, Ph.D. Řízená příprava a stabilizace nanočástic stříbra a jejich imobilizace na pevných substrátech pro antibakteriální a antifungální aplikace nano Ag na polymerním substrátu pevná antibakteriální činidla náhrada antibiotik? Výrazně vyšší aktivita nanočástic Ag ve srovnání s komerčními antifungálními preparáty L. Kvítek et al. J. Phys. Chem. C 112 (2008) 5825. A. Panáček et al. J. Phys. Chem. B 110 (2006) 16248. P. Dallas, R. Zbořil et al., Macromol. Mater. Eng., 295, 108, 2010
VP Kovy, vedoucí: Doc. RNDr. Libor Kvítek, Ph.D. nanočástice Fe multifunkční zbraň v boji se sinicemi antibakteriální úprava textilií, filtrů, chirurgických nití Původní buňky sinic v přirozeném prostředí Destrukce buněk sinic po aplikaci nanofe vlákno filtrační textilie modifikované nanoag R. Zbořil, M. Mašláň, B. Maršálek, patentová přihláška vynálezu PV-2010/612
Nanometrické systémy a nanotechnologie v nových analytických přístupech Klíčové výzkumné aktivity: vývoj nových analytických zařízení a nanoinstrumentace metody pro rozpoznání optických izomerů analýza buněk, zkoumání povrchů biologických tkání identifikace a stanovení léčiv, metabolitů, antioxidantů analýza potravin VP Analytika, vedoucí: prof. RNDr. Karel Lemr, Ph.D. stanovení toxických kovů v biologických materiálech The University of Texas at Arlington, USA Politecnico di Milano, Itálie University of Vienna, Rakousko Univerzita Komenského, Slovensko
VP Analytika, vedoucí: prof. RNDr. Karel Lemr, Ph.D. Vývoj desorpčního nanoelektrospreje pro hmotnostní spektrometrii rychlá analýza léčiv v krvi a moči, rychlá analýza potravin 1 µm 100 µm extrakt bezinek cyanidin- 3-sambubioside cyanidin- 3-sambubioside- -5-glucoside Desorpční nanoelektrosprej Analýza kvality vína modrý portugal přibarvené víno V. Ranc et al. European J. Mass Spectrom. 14, 411, 2008. L. Hartmanová et al. J. Chromatogr. A 1217, 4223, 2010.
VP Analytika, vedoucí: prof. RNDr. Karel Lemr, Ph.D. Vývoj nových elektromigračních metod on-line prekoncentrace stanovení látek s nízkou koncentrací pro aplikace např. v potravinářství ( safety food ) Při dlouhých dobách prekoncentrace není ztracena separační účinnost. Stanovení kyseliny benzoové ve slunečnicovém oleji k. benzoová V. Maier et al. Electrophoresis 28, 1815, 2007. J. Horáková et al. Electrophoresis 28, 1540, 2007.
VP Analytika, vedoucí: prof. RNDr. Karel Lemr, Ph.D. využití nanočástic a nanomateriálů v analytických technikách (nanoseparační lože, vliv nanočástic na interakci záření s analytem) vyšší efektivita, rychlejší aplikace vývoj nových analytických zařízení (iontové zdroje, separační systémy, citlivé detekční systémy, Mössbauerovy spektrometry) Mössbauerovský spektrometr konverzních elektronů Transmisní mössbauerovský spektrometr Instalace např. na univerzitách Derby, Lund, Johannesburg, Tokio
VP Optika, vedoucí: Prof. RNDr. Miroslav Hrabovský, DrSc. Pokročilé optické a fotonické technologie Klíčové výzkumné aktivity: optické technologie pro zobrazovací i nezobrazovací aplikace ve vědě i v průmyslu kontrolní a měřící metody pro nové optické technologie technologie výroby a metody charakterizace optických a mechanických vlastností mikro/nano vrstev a povrchů konstrukce a charakterizace nových zdrojů a detektorů fotonů Pierre Auger Observatory, CERN, Meopta Optika, s.r.o., Laser-Tech s.r.o., Indel s.r.o. Institut de Ciències Fotòniques (Barcelona), Università degli Studi dell'insubria (Como)
Komponenty pro Observatoř Pierra Augera (Malargue, Argentina) Observatoř navržena pro detekci primárních částic s energiemi nad 10 17 ev VP Optika, vedoucí: Prof. RNDr. Miroslav Hrabovský, DrSc. 24 fluorescenčních teleskopů 1600 pozemních detektorů (cca 3000 km 2 ) segmentová zrcadla pro fluorescenční teleskopy analýza vlastností dalších optických komponent The Pierre Auger Collaboration, Science 318 (2007) 938-943. The Pierre Auger Collaboration, Phys. Rev. Lett. 101 (2008) 061101.
VP Optika, vedoucí: Prof. RNDr. Miroslav Hrabovský, DrSc. Detekce fotopulzní statistiky a prostorových korelací v optických polích Design nových materiálů pro generaci korelovaných párů fotonů Vlastnosti fotonových párů (včetně kvantové provázanosti) lze ladit na míru změnami geometrie struktury. 70 80 90 n I 100 110 S 60 n 50 50 60 70 80 90 100 110 120 120 Přímá detekce neklasických vlastností optických polí. M. Hamar, J. Peřina Jr., O. Haderka, V. Michálek, Phys. Rev. A 81 (2010), 043827. Návrh perspektivních zdrojů fotonů. Předpověď nového jevu. J. Peřina Jr.; A. Lukš; O. Haderka; M. Scalora: Phys. Rev. Lett. 103 (2009) 063902.
VP Optika, vedoucí: Prof. RNDr. Miroslav Hrabovský, DrSc. optické komponenty pro další velké mezinárodní spolupráce (Pierre Auger Observatory North, CERN) unikátní optické komponenty nezobrazovacích optických soustav s extrémně nízkým rozptylem v UV-VIS oblasti pro detektory slabých fotonových polí vývoj sférických i asférických nestandardních optických komponent a tenkých vrstev extrémních parametrů (rozměry, drsnost povrchu v nm) vývoj nových zdrojů a detektorů jednotlivých fotonů analýza optických vlastností nanomateriálů
Přístrojové vybavení RCPTM Mikroskopické techniky Transmisní elektronová m. (TEM) Skenující elektronová m. (SEM) M. skenující sondou (AFM, MFM, STM) CryoHRTEM Konfokální laserový skenující m. (CLSM) Optická mikroskopie Studium materiálů v magnetických polích SQUID magnetometr Möss. spektroskopie v mag. poli NMR PPMS Spektroskopické techniky Hmotnostní spektrometrie Mössbauerova spektrometrie CEMS Atomová absorpční s. (AAS) IČ a Ramanova s. Standardní absorpce & emise Časově-rozlišená s. Časově-korelované čítání fotonů Fotonová statistika
Přístrojové vybavení RCPTM Metody studia povrchů, vrstev a velikosti částic Dynamický rozptyl světla (DLS) Měření plochy povrchu (BET) Analýza povrchů metodou kontaktního úhlu Nanoindentace Profilometrie Broušení a leštění optických povrchů Sférointerferometrie Speklová inteferometrie Interferometrie v bílém světle Rozptylometrie Vakuové napařování Depozice z plazmatu Rentgenové techniky Monokrystalová rtg-difrakce Prášková rtg-difrakce Rtg - fluorescence Analytická chemie Kapilární elektroforéza Plynová chromatografie Kapalinová chromatografie Metody termické analýzy TG/DSC/EGA Elektronová mikrosonda Výpočetní techniky 144-procesorový klastr 256-procesorový klastr 2048+512-jádrový klastr
Neveřejné zdroje, formy spolupráce s aplikační sférou Společné projekty (MPO, TAČR) Kontrahovaný výzkum Zdroje spojené s činností spin-off firem Příjmy z prodeje licencí Servisní práce pro klienty z průmyslové a podnikatelské sféry
Monitorovací indikátory V roce 2015: cca 40 nových pracovních míst finální stav >100 VaV v Centru 2786 m 2 nových kapacit publikace: > 426 publikací patenty: 8 spin-off firmy: 2 objem smluvního výzkumu: > 51 mil. Kč cca 70 Mgr. absolventů cca 20 Ph.D. absolventů
Co Centrum přinese RCPTM je třetím centrem na UP v rámci OP VaVpI UP se tak stává výzkumně orientovanou univerzitou s velkým potenciálem realizace transferu technologií Centrum přispěje ke snížení nezaměstnanosti Zvýšení konkurenceschopnosti regionu Zvýšení motivace pro uchazeče o studium i partnery z aplikační sféry
Operační program Výzkum a vývoj pro inovace prioritní osa 2 Regionální VaV centra