Laboratoř aplikace nanomateriálů-1

Vedoucí laboratoře: prof. Dr. Ing. Jiří Maryška, CSc.

Laboratoř aplikace nanomateriálů (LAN) se skládá ze 7 samostatných, nicméně úzce spolupracujících laboratoří, jejichž výzkum je primárně zacílen do oblastí potenciálních aplikací a vlastní přípravy nanovrstev.

Pracoviště jsou zaměřena na výzkum zvukoabsorpčních struktur, materiály pro konstrukci bariérových systémů sloužících k ochraně životního prostředí resp. na výzkum a vývoj technologií přípravy filtračních materiálů v různém geometrickém uspořádání s možnou funkcionalizací nanovlákenných membrán jako nosičů biologicky nebo chemicky aktivních látek.

Hlavní cíle a aktivity laboratoře

Výzkum nových technologií přípravy nanovlákenných materiálů pro účely filtrace, jejich funkcionalizace, katalyzátory a konstrukce bariérových systémů.
Studium termo-hydro-mechanicko-chemických procesů během migrace kontaminantů tekutin přes bariérové systémy.
Vývoj měřicích a softwarových nástrojů pro posouzení tepelné, mechanické a chemické stability bariérových systémů.
Komplexní řešení specifických problémů užití bariérových systémů pro ochranu životního prostředí.

Odborné zaměření laboratoře
Laboratoř je zaměřena na výzkum materiálů a konstrukci bariérových systémů pro ochranu životního prostředí. Výzkum a vývoj technologií přípravy filtračních materiálů v různém geometrickém uspořádání (prostorové - sendvičové kompozitní vrstvy, plošné – membrány) s možnou funkcionalizací nanovlákenných membrán jako nosičů biologicky nebo chemicky aktivních látek.

Laboratoř je zařízena i na měření účinnosti nanovlákenných filtrů, filtračních charakteristik a poloprovozních testů v reálných filtračních zařízeních. Možností laboratoře je měření filtračních vlastností dle norem EU i norem světových pro jednotlivé podniky zabývající se kapalinovou i plynnou filtrací.

Druhý výzkumný směr řeší problematiku migrace nanočástic v životním prostředí. Tato oblast výzkumu zahrnuje uvolňování nanovlákenných prvků a částic katalyzátorů z filtračních elementů, proudění aerosolů přes strukturu filtrů, lokální hodnocení poruch filtračních elementů. Výzkum je zaměřen i na modelování migrace nanoželeza v horninovém prostředí při sanaci průmyslových kontaminací podzemních vod. Součástí řešení této problematiky je také počítačová simulace migrace železných nanočástic a koloidních částic horninovým a půdním prostředím a jejich chemických a geochemických interakcí.

Nové směry výzkumu

Výzkum technologií přípravy nové generace filtračních a bariérových materiálů, založených na příměsích a vrstvách nanovláken a mikrovláken různého chemického složení s příměsí katalytických látek, enzymů, antibakteriálních příměsí ve formě nanočástic.
Výzkum vlastností inženýrských a geologických bariér pro průmyslové aplikace a ochranu osob v kontaminovaných oblastech.
Výzkum vlastností připravených a přírodních materiálů za působení vnějších tepelných, mechanických a chemických podmínek.
Výzkum a vývoj technologií a funkčních vzorků pro laboratorní a poloprovozní přípravu a šetrné zpracování kompozitních materiálů.
Výzkum metodik pro posouzení migračních procesů přes inženýrské a geologické (přírodní) materiály.
Výzkum metodik a vývoj SW nástrojů pro výběr lokalit pro umístění úložiště radioaktivního odpadu a posouzení jejich dlouhodobé bezpečnosti.
Výzkum metodik a vývoj SW nástrojů pro plánování a řízení podzemních zásobníků plynu.
Studium termo-hydro-mechanicko-chemických procesů ve složitých heterogenních prostředích pomocí vývoje počítačových modelů.
Výzkum a vývoj metodik aplikované informatiky pro zpracování obrazových informací a informací měřených terénních dat, metodiky studia mechaniky tekutin založené na modelování a experimentech.

Výstupy

Prototypy a funkční vzorky sestav tepelně stabilních filtrů pro spaliny a exhalace.
Prototypy a funkční vzorky filtračních zařízení pro prašné a toxické provozy.
Prototypy a funkční vzorky speciálních filtrů pro ultračisté výrobní provozy a operační sály.
Funkční vzorky lícnicových filtrů a další prvky pro integrovaný záchranný systém a ochranu civilního obyvatelstva.
Spolupráce na vývoji prototypů strojních zařízení pro výrobu kompozitních sendvičových filtračních materiálů, vývoj technických částí pro strojní zařízení (elektroniky, metod řízení a kontroly).
Funkční vzorky a prototypy laboratorních zařízení pro měření tepelné a mechanické stability, chemické účinnosti jednotlivých typů filtračních a bariérových materiálů.
Metodiky pro posouzení migračních procesů přes inženýrské a geologické (přírodní) materiály.
Metodiky a vývoj SW nástrojů pro výběr lokalit pro umístění úložiště radioaktivního odpadu a posouzení jejich dlouhodobé bezpečnosti.
Metodiky a vývoj SW nástrojů pro plánování a řízení podzemních zásobníků plynu.
Publikace zahrnující variantní scénáře vývoje sdružených THMC procesů ve složitých heterogenních prostředích pomocí vývoje počítačových modelů.
Metodiky aplikované informatiky pro zpracování obrazových informací a informací měřených terénních dat.
Metodiky studia mechaniky tekutin založené na modelování a experimentech.