Univerzita Pardubice

Tým vědců Fakulty chemicko-technologické se podílel na vzniku nového patentu

04.01.2017
Výzkumný tým vědců, kteří stojí za novým patentem, vedl Dr.-Ing. Jan Macák
Výzkumný tým vědců, kteří stojí za novým patentem, vedl Dr.-Ing. Jan Macák
Foto: Fotoarchiv Univerzity Pardubice
Chemik Dr.-Ing. Jan Macák působí v Centru materiálů a nanotechnologií (CEMNAT) Fakulty chemicko-technologické Univerzity Pardubice. Za svou vědeckou kariéru si připsal již nejeden úspěch a znovu stojí za dalším. Právě jemu a jeho kolegům z Fakulty chemicko-technologické Univerzity Pardubice se nedávno podařilo ve spolupráci se společností PARDAM s.r.o. vyvinout unikátní sorpční materiál na bázi vláken oxidu křemičitého.

Mladý vědec vedl výzkumný tým složený ze tří dalších pracovníků Fakulty chemicko-technologické – prof. Ing. Romana Bulánka, Ph.D., Ing. Evy Koudelkové, Ph.D., a Ing. Luďka Hromádky. Společně pracovali na vývoji nového postupu pro průmyslovou výrobu SiO₂ vláken, jenž se stal základem patentu. Tato vlákna totiž mají velkou chemickou a tepelnou odolnost, obrovský měrný povrch (800 m²/ 1 gram) a vykazují mesoporézní charakter. Všechny tyto parametry z vláken dělají excelentní sorbenty. 

Vlákna oxidu křemičitého z elektronového mikroskopu
Vlákna oxidu křemičitého z elektronového mikroskopu
Foto: J. Macák

Zachytnou vzdušnou vlhkost

Využít se tak mohou např. pro zachytávání nežádoucí vzdušné vlhkosti, což je důležitý proces v mnoha odvětvích, jako je elektrotechnika, potravinářství nebo chemický průmysl. Zároveň je lze snadno a efektivně desorbovat a opakovaně využít, což je jejich další výhodou.

„Nový patent pomůže společnosti PARDAM  s.r.o. v reálné výrobní praxi vyrábět takové množství předmětného materiálu, které pokryje jejich rostoucí potřeby směrem k zákazníkům. Zároveň byl výrobní postup optimalizován do takové podoby, že vyrobená vlákna mají reprodukovatelné parametry a vlastnosti, nezávisle na tom, jestli se vyrobí jeden kilogram nebo jedna tuna,“ popisuje novinku Dr.-Ing. Jan Macák z Centra materiálů a nanotechnologií Fakulty chemicko-technologické Univerzity Pardubice, který spolu s týmem ze společnosti PARDAM s.r.o. stál za jejím vytvořením a přibližuje jeho podstatu.

Uplatní se v archivech, muzeích i jinde

„Úkolem tohoto materiálu je pokrýt poptávku po sorpčních materiálech s vysokým měrným povrchem, přičemž oproti standardním sorbentům na trhu se vlákenný sorbent vyznačuje nejen vyšší sorpční schopností (pohltí více vody), ale také snadnou a energeticky méně náročnou regenerací. Všechny tyto parametry z něj dělají materiál s vysokou přidanou hodnotou. V praxi to znamená to, že např. v prostředích, kde je nutné zbavovat vzduch vlhkosti, jako jsou archivy, muzea, speciální výrobní prostory pro elektroniku a další místa, nebude nutné měnit sorbenty tak často a navíc jej bude možné zpětně využít po relativně snadné regeneraci.“

Materiál má velkou naději pro uplatnění v různých katalytických aplikacích (jako nosič částic drahých kovů), jako vysoce odolný bateriový separátor, či speciální chemicky a tepelně odolný filtrační materiál. Nyní je vyráběn v průmyslovém měřítku v moderních výrobních prostorách společnosti PARDAM s.r.o. v Roudnici nad Labem technologií odstředivého zvlákňování, přičemž výrobní postup je předmětem uděleného patentu.

Vývoj trval tři roky

Cesta k patentu však nebyla jednoduchá a pomohla jí především vzájemná spolupráce mezi oběma subjekty. Ta byla navíc podpořena projektem Alfa Technologické agentury České republiky (č.TA04011557).  „Na vývoji tohoto materiálu jsme pracovali tři roky. Spolupráce probíhala formou jak pravidelných výrobních testů, a to v prostorách společnosti PARDAM s.r.o., které jsme postupně rozšiřovali z laboratorní, přes poloprovozní až do provozní podoby, a zároveň také nezbytnou charakterizací, která byla realizována zde v Pardubicích. Obě tyto části spolu logicky značně souvisí a mým úkolem bylo oba typy činností propojit a poznatky nabyté charakterizací vláken odrazit ve výrobní části,“ doplnil Dr.-Ing. Jan Macák.

V dalším období se projektový tým soustředí nejen na uspokojení potřeb a otázek zákazníků, které se v průběhu komercializace vláken zcela jistě objeví, ale také na co nejširší uplatnění vláken i v jiných oborech.

Dr.-Ing. Jan Macák je vedoucí vědecký pracovník Centra materiálů a nanotechnologií na Fakultě chemicko-technologické Univerzity Pardubice. Je autorem a spoluautorem více než 80 prací, které byly citované již 10 000krát a z nichž většina je zaměřena na samoorganizované nanotrubice oxidů kovů, např. oxidu titaničitého. V roce 2008 obhájil doktorát v materiálových vědách na FAU Erlangen v Bavorsku. Poté pracoval několik let v nanotechnologickém průmyslu. V roce 2014 jako jediný z České republiky získal finanční podporu Evropské výzkumné rady (ERC), když uspěl se svým projektem v oblasti fyzikálních a materiálových věd. Jeho multidisciplinární projekt přináší nový koncept solárních článků, který kombinuje právě nanotrubice oxidu titaničitého s vhodnými anorganickými a organickými chromofory, přičemž toto spojení má vést k účinné konverzi solární energie na energii elektrickou. Za vynikající vědecké výsledky a jako ocenění za dosavadní vědecko-výzkumnou práci získal v roce 2015 prestižní Cenu Neuron pro vědce do čtyřiceti let, kterou uděluje Nadační fond Neuron.

Čtěte také:

Jan Macák: Musíte mít výborný a neotřelý nápad, abyste prorazili

Cenu Neuron pro mladé vědce v oboru chemie získal Jan Macák

Chemik Jan Macák získal finanční podporu Evropské výzkumné rady pro řešení projektu CHROMTISOL

Autor: Mgr. Zuzana Paulusová
Oddělení propagace a vnějších vztahů UPa


Zaujal Vás tento článek? Sdílejte ho a šiřte dál:

komentáře provozovány na Disqus