Prebiehajúce projekty a granty

Prebiehajúce granty a projekty

Nekovalentné interakcie v systémoch s rastúcou zložitosťou (NCICS).
Agentúra na podporu výskumu a vývoja APVV-15-0105
Hlavný riešiteľ: doc. Mgr. Michal Pitoňák, PhD.
Spoluriešitelia: doc. Dr. Pavel Neogrády, DrSc.; doc. Ing. Tomáš Bučko, PhD.; prof. RNDr. Ivan Černušák, DrSc.; prof. RNDr. Vladimír Kellö, DrSc.; prof. RNDr. Miroslav Urban, DrSc.; RNDr. Lukáš Felix Paštéka, PhD.; Mgr. Michal Novotný; Mgr. Denisa Suchá; Mgr. Martin Blaško; Fakulta prírodných vied UMB BB: doc. RNDr. Miroslav Medveď, PhD.; Doc. RNDr. Miroslav Iliáš, PhD.; RNDr. Miroslav Melicherčík, PhD.; RNDr. Šimon Budzák, PhD.; Materiálovotechnologická fakulta STU: RNDr. Andrej Antušek, PhD.; Mgr. Filip Holka, PhD.; RNDr. Martin Šulka, PhD.; RNDr. Katarína Šulková, PhD.

Hlavnou témou projektu je použitie presných výpočtov na báze vlnovej funkcie, najlepšie CCSD(T), ako podkladu k DFT predpovediam systémov s rastúcou zložitosťou. V centre záujmu sú nekovalentné interakcie. Ako prototyp sú študované klastre berýlia až po tuhú fázu. Z biologicky zaujímavých systémov sú to nekovalentné komplexy aminokyselín, kde je analyzovaný vplyv viacčasticových interakcií na stabilitu a štruktúru. Projekt skúma aj komplexy (ťažkých) kovov s ligandami, ako aj presný popis chémie jódu v chladiacom systéme jadrového reaktora či v interakcii s antityroidnými liečivami. Súčasťou projektu je aj vývoj (relativistických) metód, ako aj ďalšie vylepšenia zahrnutia disperzných síl v DFT. Vývoj bude implementovaný do programových balíkov MOLCAS, DIRAC a VASP.

Computational Modelling of Cs-Mo interactions in Neutral Beam Injection (NBI) sources.
EuroFusion project (part of Horizon 2020), Task Specification Ref. Nr.: HCD-3.2.1--T00x.
Hlavný riešiteľ: prof. RNDr. Ivan Černušák, DrSc.
Spoluriešitelia: doc. Dr. Pavel Neogrády, DrSc.; doc. Mgr. Michal Pitoňák, PhD., Mgr. Michal Novotný; prof. RNDr. Vladimír Kellö, DrSc.; prof. RNDr. Miroslav Urban, DrSc.

This task specification aims to contribute to the nuclear fusion research related to the performance of neutral beam injector systems utilizing evaporated Cs and being developed for ITER/DEMO fusion reactor. The main goal is to reduce the Cs consumption in NBI source via modification of Mo surface converter. The proposed study should provide molecular and solid-state-like properties of caesium, which is implanted on various models of metal Mo surface with varying occupancy of the implanted atoms.

Presný a výpočtovo efektívny kvantovochemický popis nekovalentných interakcií.
Vedecká grantová agentúra MŠVVaŠ SR a SAV, VEGA 1/0092/14
Hlavný riešiteľ: doc. Mgr. Michal Pitoňák, PhD.
Spoluriešitelia: doc. Dr. Pavel Neogrády, DrSc.; prof. RNDr. Ivan Černušák, DrSc.; prof. RNDr. Vladimír Kellö, DrSc.; prof. RNDr. Miroslav Urban, DrSc.; Mgr. Tomáš Rajský; Mgr. Denisa Suchá; Fakulta Prírodných Vied, UMB BB: Mgr. Miroslav Melicherčík, PhD.; Výpočtové stredisko SAV: Mgr. Lukáš Demovič, PhD.; Mgr. Jozef Federič, PhD.

Cieľom projektu je rozvoj efektívnych výpočtových ab initio metód pre presný popis nekovalentných interakcií "veľkých" molekulárnych systémov. To vyžaduje najpokročilejšie kvantovo chemické metódy, napr. metódu spriahnutých klastrov (so zahrnutím spojených triexcitácií) čo najbližšie k limite úplnej bázy atómových orbitálov (CBS). Zvýšiť efektivitu výpočtov môžme navrhnutím výpočtovo menej náročných metód so zachovaním presnosti a zlepšením konvergencie k CBS s veľkosťou bázy. Vhodnými kandidátmi sú škálovaná poruchová metóda do tretieho poriadku (sMP3) a metóda optimalizovaných virtuálnych orbitálov (OVOS).

Detekcia a charakterizácia vrstevnatých nanomateriálov pomocou organických farbív ako molekulových senzorov.
Vedecká grantová agentúra MŠVVaŠ SR a SAV, VEGA 1/0278/16
Hlavný riešiteľ: doc. RNDr. Juraj Bujdák, DrSc.
Spoluriešitelia: doc. RNDr. Ivan Valent, CSc.; doc. Ing. Marián Janek, PhD.; Mgr. Tímea Baranyaiová; Mgr. Silvia Belušáková; Mgr. Marek Pribus; Mgr. Táňa Sebechlebská; Anna Béderová; Katedra mikrobiológie a virológie: doc. RNDr. Helena Bujdáková , CSc.; Ing. Miroslava Smolinská PhD.; Mgr. Barbora Gaálová, PhD.

Projekt predstavuje komplexný prístup podrobnej charakterizácie javu molekulovej agregácie a fotofyzikálnych javov organických farbív v sústavách častíc nanomateriálov s permanentných záporným nábojom, hlavne silikátov. Cieľom projektu bude podrobná spektrálna charakterizácia agregátov farbív v koloidoch nanomateriálov, charakterizácia štruktúry molekulových agregátov, vplyvu reakčných podmienok, kinetika vzniku molekulových agregátov a porovnanie javu v podobných sústavách vybraných polyelektrolytov a biomateiálov. Výsledky projektu bude možné využiť pri vývoji hybridných materiálov a ternárnych systémov zložených z nanočastíc, organických farbív a polyelektrolytov so želanými fotofyzikálnymi vlastnosťami.

Prevencia a eradikácia mikrobiálnych biofilmov vo vzťahu k nanomateriálom.
Agentúra na podporu výskumu a vývoja APVV-15-0347
Hlavný riešiteľ: doc. RNDr. Helena Bujdáková, CSc. (Katedra mikrobiológie a virológie)
Spoluriešitelia: Katedra mikrobiológie a virológie: Ing. Miroslava Smolinská, PhD., RNDr. Barbora Gaálová, PhD., RNDr. Kornélia Legéňová, RNDr. Stanislava Dižová, Mgr. Jaroslava Chupáčová; Katedra fyzikálnej a teoretickej chémie: doc. RNDr. Juraj Bujdák, DrSc., doc. RNDr. Ivan Valent, PhD., Mgr. Silvia Belušáková, Mgr. Tímea Baranyaiová, Mgr. Samuel Furka; Ústav anorganickej chémie SAV: RNDr. Jana Madejová, DrSc., Ing. Eva Scholtzová, CSc., Mgr. Ľuboš Jankovič, PhD., Ing. Helena Pálková, PhD., Mgr. Valéria Bizovská, PhD., Mgr. Peter Boháč, PhD., Mgr. Lukáš Petra.

Interdisciplinárny projekt na rozhraní mikrobiológie a materiálovej chémie je orientovaný na komplexné riešenie problematiky mikrobiálnych biofilmov a možnosti využitia nových materiálov v prevencii ich formovania. Projekt vyvíja postupy pre prípravu a charakterizáciu materiálov a testuje ich z hľadiska antimikrobiálnych vlastností. Ide najmä o filmy, polyméry a ich nanokompozity, v ktorých sú nanočastice vrstevnatých kremičitanov s ukotvenými látkami s potenciálnym antimikrobiálnym účinkom. K aktívnym molekulám patria biocídne látky kvartérnych amóniových solí, fotosenzibilizátory a antibiotiká. Výsledky projektu môžu významným spôsobom obohatiť súčasné vedomosti v oblasti mikrobiológie a nanomateriálov a priniesť nové typy materiálov s antimikrobiálnymi vlastnosťami.

Fotovoltaické vrstvy: chemická kompozícia, povrchová morfológia a fluorescenčno-absorpčná dynamika.
Vedecká grantová agentúra MŠVVaŠ SR a SAV, VEGA 1/0400/16
Hlavný riešiteľ: doc. Ing. Dušan Velič, PhD.
Spoluriešitelia: RNDr. Monika Jerigová, PhD., Mgr. Eva Noskovičová, Mgr. Lenka Slušná, RNDr. Marianna Gregová Trenčanová; Medzinárodné laserové centrum: RNDr. Dušan Lorenc, PhD., RNDr. Eduard Jáné, PhD., RNDr. Daniel Repovský, PhD., RNDr. Vojtech Szocs, CSc.

Projekt študuje organické fotovoltaické materiály na báze polytiofénov a fullerénových derivátov kombináciou experimentálnych techník s cieľom komplexnej priestorovo-časovej charakterizácie. Prenos elektrónov medzi polytiofénovým donorom a akceptorom na báze fullerénu skúma časovo-rozlíšená fluorescenčná spektroskopia so sub-pikosekundovým rozlíšením spolu s dvojfotónovou absorpčnou spektroskopiou. Hmotnostná spektrometria sekundárnych iónov poskytuje chemické zloženie a molekulovú distribúciu so sub-nanometrovým vertikálnym rozlíšením. Na vizualizáciu morfológie povrchu slúži atómová silová mikroskopia s výškovým a fázovým módom. Metódy termálnej efúzie a laserovej ablácie sú využité na vytvorenie kovových kontaktov na modelový fotovoltaický článok. Experimentálne výsledky sú simulované modelmi Stokesovo posunutých harmonických oscilátorov, Förstera a Landau-Zenera.

Vývoj nanopipiet a štúdium transportu iónov v nanokanáloch.
Vedecká grantová agentúra MŠVVaŠ SR a SAV, VEGA 1/0633/15
Hlavný riešiteľ: doc. RNDr. Ivan Valent, CSc.
Spoluriešitelia: doc. RNDr. Anna Olexová, CSc.; Mgr. Silvia Belušáková, Mgr. Táňa Sebechlebská

Nanopipety sú nanofluidné zariadenia, ktoré sa rutinne pripravujú kontrolovanou tepelnou a mechanickou úpravou sklenených kapilár. Takto možno pripraviť kónický nanokanál s priemerom <100 nm. Nanopipety naplnené roztokom elektrolytu predstavujú nanoskopické iónové vodiče,ktoré majú mnoho pozoruhodných vlastností. Napr. nanočastice a makromolekuly (DNA) pri transporte cez pór nanopipety spôsobujú blokácie elektrického prúdu iónov nosného elektrolytu. To umožňuje využiť nanopipety ako senzory biomolekúl a tiež ako modely pre experimentálne i teoretické štúdium transportu iónov. Cieľom projektu je zvládnuť technológiu prípravy nanopipiet s požadovanými fyzikálno-chemickými vlastnosťami avyvinúť metodiku ich funkcionalizácie pre detekciu neznačenej DNA.