Nanotechnologie na ČVUT v Praze
O propojení akademické a průmyslové sféry usiluje kromě jiných také pražská ČVUT, Katedra mechaniky Stavební fakulty. Představíme vám některé iniciativy, které mají za úkol prezentovat tento rozvíjející se obor zasahující širokou škálu odvětví, stavebnictví nevyjímaje.
Centrum s názvem Nanotechnologie ve stavebnictví zahrnuje nové a nově definované materiály, vytvářené pomocí fyzikálních metod modifikace či transformace polymerních nanotextilií, s cílem získat nové materiály o specifických vlastnostech (pevnost, pružnost hydrofobicita, bakteriocidita, elektrická vodivost, optické a tepelné vlastnosti atd.). Zabývá se rovněž inkorporací nanočástic do struktur stávajících materiálů za účelem modifikování jejich vlastností či vytváření vlastností nových.
"Jako reálný se jeví vývoj zcela nových materiálů založených na fyzikálním přetvoření polymerních nanovláken s využitím dalších prvků či sloučenin na bázi uhlíku, wolframu a podobně - například grafeny - 2D mikrovsrtvy na bázi uhlíku, které mohou vykazovat pevnost až 1TPa při pružnosti srovnatelné s ocelí, vývoj nanovláken vykazujících silné bakteriocidní vlastnosti, například nukleací atomů stříbra na vybrané typy polymerních nanovláken a podobně," vysvětluje doc. Ing. Jiří Němeček, Ph.D a dodává, že neexistuje v evropském kontextu pracoviště, které by se uvedenou problematikou systematicky zabývalo.
Nutno zmínit, že velký potenciál vzbuzují rovněž ochranné vrstvy, založené na myšlence využití molekulárních sítí, včetně inkluzí do vláken či struktury nanotextilií, vytváření ochranných clon mechanickým nastřelováním vhodných nanočástic do vybraných materiálů (například dřevo) nebo využití polymerních nanovláken, aktivovaných či přetvořených fyzikálními metodami (nukleace, deposice, naprašování) k vytvoření ochranných vrstev specializovaných vlastností.
Výzkum stavebních materiálů v rámci Evropy
V evropském kontextu má velký význam výzkum základních vlastností stavebních materiálů na nanoúrovni, především cementu, cementových kompozitů, pojiv na bázi alkalicky-aktivovaných hmot, biomateriálů atd.
Za tímto účelem bylo vytvořeno evropské sdružení universit a průmyslových podniků v oblasti cementových hmot Nanocem. Bylo založeno na základě iniciativy jak akademických, tak i průmyslových partnerů v roce 2002 a to z potřeby integrovat evropský výzkum a jeho aplikace v oblasti cementových hmot a aktivně se podílet na zkoumání, vylepšování a zefektivnění těchto hmot především na mikroúrovni. Cílem bylo také podle slov docenta Němečka propojit akademickou a průmyslovou sféru a podílet se na vzdělávacím procesu nových odborníků. Od roku 2003 je členem též ČVUT v Praze (Katedra mechaniky, Stavební fakulta).
"V současnosti má sdružení 37 členů - 14 z průmyslu a 23 z akademické sféry. Mezi význačné průmyslové partnery patří velké cementářské firmy například Lafarge, Holcim, Italcementi, Heidelberg, Cemex a další, firmy z oblasti chemie a aditiv (například BASF, Sika). Akademická pracoviště zahrnují význačné evropské university (například EPFL Lausanne, ESPCI Paris, BAM Germany, DTU Denmark, LIT Lund a další)," dodává doc. Němeček.
Výzkum je podle informací katedry rozdělen do několika dlouhodobých, tzv. core projects. Na každém z nich spolupracuje několik pracovišť s potřebnou kompetencí, PhD studenti a výzkumníci PostDoc. Tyto projekty jsou financovány konsorciem, výsledky jsou obsaženy v půlročních zprávách a prezentují se na otevřených mítincích. V současnosti existují čtyři základní projekty: Hydrate Assemblages containing C-S-H, Pore Structure by NMR, Organo-Aluminate Interactions, Hydration of blended cement.
"Kromě toho je v běhu 21 partnerských projektů, které jsou financovány ze zdrojů konkrétního akademického pracoviště. Hlavní výsledky jsou sdíleny s ostatními členy konsorcia. Jako příklad můžeme uvést náš projekt Thermo-chemo-mechanical multiscale computer simulation of early-age development in concrete nebo projekt University of Aarhus: Structural investigations of the C-S-H phase in hydrated Portland cements by solid-state NMR spectroscopy či projekt institutu BAM: Early-Age Shrinkage and Autogenous Deformation of High-Performance Concrete," vysvětluje dále doc. Němeček.
V rámci projektů pracuje asi šedesát studentů, kteří jsou podporování evropskými fondy (Marie Curie Research Training Network), pravidelně se konají tématické workshopy. Konsorcium se tak významně podílí na výchově nové generace výzkumníků s širokým záběrem kompetencí. Témata nejsou čistě akademická a jsou často iniciována přímo těmito členy, kteří na druhou stranu také očekávají a vyžadují jejich zpětné uplatnění v praxi. Další zajímavou iniciativou byla konference s názvem NICOM3, pořádaná v roce 2009 v České republice.
