Výzkumné skupiny na ÚCHI

Zde uvádíme stručný přehled výzkumných skupin, kontakty na odpovědné osoby lze nalézt zde.

Laboratoř bioinženýrství a funkčních materiálů

(doc. Šóoš, Dr. Hassouna)

Laboratoř biotechnologie a funkčních materiálů se zabývá vývojem a výrobou materiálů s vysokou přidanou hodnotou, což často vyžaduje znalosti z různých oblastí poznání od interakcí na nano-úrovni až po makroskopické měřítko na úrovni výrobního aparátu. Pochopení těchto jevů umožňuje vývoj nových nebo optimalizaci existujících postupů pro výrobu materiálů budoucnosti. Celý proces lze rozdělit do následujících fází: 1) příprava a modifikace stavebních jednotek (nanočástic, krystalů a nanokapek), 2) tvorba hierarchických struktur z nanočástic, 3) charakterizace materiálů, 4) modelování řídících mechanismů, 5) aplikace funkčních materiálů pro doručování léčiv, tkáňové inženýrství, uchovávání potravin, automobilový průmysl atd. Více informací »

Laboratoř biomimetického inženýrství

(Dr. Tokárová, Dr. Kašpar)

Výzkumná skupina Laboratoře biomimetického inženýrství spadající pod Ústav chemického inženýrství byla založena roku 2017. Naším záměrem je studium, popis a zdokonalení ověřených přírodních konceptů, jež se evolucí zdokonalovaly po tisíce let, při řešení praktických problémů dneška – tzv. biomimetika. Mnoho vynálezů, aniž bychom o tom mnohdy věděli, bylo na počátku své existence inspirováno přírodou (tj. mikroorganizmy, rostlinami a živočichy). Jedním z nejznámějších příkladů je suchý zip podobný svou strukturou povrchu plodu bodláku, samočistící povrchy napodobující hierarchickou topologii lotosového květu či umělé neuronové sítě příbuzné struktuře mozku. Biomimetika v současné době nachází své uplatnění při vývoji pokročilých materiálů, snižování odporu při dopravě kapalin, cíleném doručování léčiv či vývoji přírodních antibiotik. Hlavními oblastmi výzkumu naší skupiny jsou kontrolovaná syntéza biomimetických nanočástic pomocí mikrofluidních technik, povrchové modifikace částic, studium interakce částice-buňka, design a optimalizace dvou-fázového toku pomocí CFD, simulace smáčení strukturovaných povrchů. Více informací »

Laboratoř flotace a povrchových jevů

(Dr. Basařová)

Převážně experimentální studium dějů ve vícefázových systémech (kapalina - plyn - pevná fáze). Výzkumná témata: studium interakcí bublin a částic, adheze bubliny na povrch částice, rychlost a dynamika bublin, vliv povrchově aktivních látek na výše zmíněné děje, studium specifických vlastností vodných roztoků alkoholů. Více informací »

Laboratoř heterogenních katalytických reaktorů

(prof. Marek, doc. Kočí)

Modelování a experimentální studium katalytických reaktorů se zaměřením na automobilový průmysl a ochranu ovzduší. Reakční mechanismy a kinetika heterogenních katalytických reakcí pro snížení obsahu škodlivin ve výfukových plynech (oxidace CO, uhlovodíků a pevných částic, redukce NOx). Příprava a optimalizace porézních katalytických vrstev s definovanou mikro- a nano-strukturou, jejich snímkování a 3D počítačová rekonstrukce. Víceúrovňové matematické modelování a počítačové simulace od nano-měřítka po celý reaktor. Průmyslové aplikace. Více informací »

Laboratoř chemické robotiky

(prof. Štěpánek, Dr. Grof, Dr. Zadražil, Dr. Čejková, Dr. Hanuš)

Návrh a syntéza chemických robotů („umělých buněk“): příprava a charakterizace těl a vnitřních kompartmentů chemických robotů – lipozomy, anorganické nano- a mikročástice (SiO2, Fe3O4), termoresponzivní polymery, enkapsulace aktivních látek a jejich řízené vylučování, povrchová modifikace syntetizovaných částic za účelem specifické adheze k   povrchům na principu interakce ligand-receptor, studium orientovaného pohybu částic („umělá chemotaxe“). Aplikace chemických robotů: např. v medicíně (řízené vylučování léčiv, distribuovaná diagnostika), inteligentní čištění (ničení toxických látek, dezinfekce těžko dostupných míst). Farmaceutické inženýrství, vývojem nových matematických modelů a simulačních nástrojů pro částicové procesy aj. Více informací »

Laboratoř mikrochemického a biochemického inženýrství

(prof. Hasal, prof. Šnita, prof. Přibyl, doc. Slouka, Dr. Lindner, Dr. Vobecká)

Bioinženýrský výzkum převážně experimentální, příklady témat: palivové články, biologické čištění odpadních vod, membránové reaktory. Experimentální studium mikrostrukturovaných systémů: segmentovaný tok (mikrofluidní reaktor se segmentovaným tokem), mikroelektrody, mikroelektrodové senzory, imunoaplikace (biosenzory), výroba a optimalizace mikrofluidních zařízení, použití 3D tiskárny, elektrodialýza (poloprovozní jednotka). Matematické modelování, teoretické studium: simulace dějů v mikroměřítku (segmentovaný tok, elektrochemické děje v okolí mikroelektrod, elektroosmotický tok aj.). Více informací »

Laboratoř nelineární dynamiky

(prof. Schreiber, Ing. Schreiberová, Dr. Kohout)

Experimentální studium: enzymové oscilační reakce v průtočném promíchávaném reaktoru (např. reakce    glukóza-ferrikyanid-glukózo-oxidáza, reakce urea-ureáza) a pH-oscilační reakce ve dvou propojených reaktorech, sledování přenosu excitací (např. reakce thiosíran-siřičitan-peroxid vodíku). Matematické modelování: simulace experimentů, nelineární chování v katalytických konvertorech výfukových plynů, v soustavách excitabilních buněk (srdeční a gliové buňky), dynamika metabolických procesů ve fotosyntetizujících jednobuněčných organismech, chemická dynamika v atmosféře, metodika a software pro analýzu stability složitých reakčních mechanismů. Více informací »

Laboratoř polymeračního inženýrství, ukládání energie a nanotechnologií

(prof. Kosek, Dr. Zubov, Dr. Pocedič, Dr. Mazúr)

Výzkumné aktivity skupiny pokrývají experimentálně i teoreticky široké pole aktuálních chemicko-inženýrských témat. V oblasti polymerů se věnujeme studiu morfologie v závislosti na podmínkách v průmyslových reaktorech, vývoji hi-tech izolačních materiálů a měření základních transportních veličin. V této problematice máme bohatou průmyslovou i akademickou spolupráci. Druhým nosným výzkumným tématem je ukládání energie ve stacionárních průtočných uložištích a superkapacitorech a její získávání v mobilních palivových článcích zejména na kovové palivo. Dále se zabýváme přípravou a aplikací nanočástic zejména oxidů přechodných kovů v solárních článcích 3. generace, bateriích, fotolýze vody a v dalším energetickém použití. Všechna zmíněná témata studujeme experimentálně i pomocí matematického modelování. Více informací »

Laboratoř požárního inženýrství

(doc. Jahoda)

Inženýrský pohled na procesy spojené se vznikem a šířením požárů. Experimentální studium: rychlost hoření kapalin, hmotnostní úbytek materiálů, charakteristiky plamene. Matematické modelování – teoretické studium: vznik,  rozvoj a šíření požáru, proudění vzduchu a spalin, tepelný rozklad pevných látek, rychlost odpařování kapalin, hašení, evakuace osob. Více informací »

Laboratoř sdílení hmoty

(doc. Linek, doc. Moucha, doc. Vaněk, Dr. Rejl, Dr. Valenz, Dr. Haidl)

Základní i aplikovaný převážně experimentální výzkum procesů sdílení hmoty ve vícefázových systémech. Aparatury poloprovozního měřítka (míchané nádoby, kolony), spolupráce s průmyslem. Procesní a systémové inženýrství - využití špičkového software (ASPEN, HySYS) pro návrh, výpočty, optimalizaci a řízení technologických procesů. Více informací »