Výzkumná oddělení

Struktura Centra ve formě sedmi výzkumných oddělení je v souladu se sedmi výzkumnými programy Centra. V čele každého výzkumného oddělení stojí Vedoucí oddělení, kterého jmenuje Generální ředitel Centra a jemuž je zodpovědný. V otázkách plánování výzkumných aktivit úzce spolupracuje s Vědeckým ředitelem Centra.

Magnetické nanostruktury

Vedoucí: Doc. Jiří Tuček, PhD

Skupina se dlouhodobě věnuje studiu magnetických vlastností různých nanostrukturních materiálů na bázi železa, nehydratovaných forem oxidů železa a uhlíku a jejich hybridů, zahrnující rovněž molekulární komplexy. Významná pozornost je přitom věnována pochopení mechanismů řídících magnetické vlastnosti (nano)materiálů, popisu magnetického chování v nanosvětě a identifikování parametrů kterými lze příhodně ladit magnetické vlastnosti s ohledem na aplikovatelnost (nano)materiálu. Aplikovatelnost takovýchto (nano)materiálů přitom postihuje různé odvětví v oblastech technologických, medicínských a environmentálních. Pro magnetickou charakterizaci (nano)materiálů skupina využívá široké spektrum experimentálních technik, mezi něž patří Mössbauerova spektroskopie v různých experimentálních podmínkách (měření při pokojové, nízké a vysoké teplotě, měření ve vnějších magnetických polích, in-situ měření, apod.), magnetometry (indukční magnetometr typu SQUID, PPMS) a elektronová paramagnetická rezonance. Skupina rovněž disponuje přístroji pro TG a DSC analýzy. Aktivity skupiny rovněž zahrnují simulační a teoretické studie, jejichž cílem je konstrukce modelů popisujících magnetické chování převážně uhlíkových nanostruktur. Mimo výzkum se skupina aktivně podílí na vývoji a konstrukci mössbauerovských spektrometrů, které jsou prodávány po celém světě.

Více o skupině


Uhlíkové nanostruktury, biomolekuly a simulace

Vedoucí: Prof. RNDr. Michal Otyepka, Ph.D.

Skupina se dlouhodobě věnuje výzkumu grafenu a jeho derivátů (fluorografenu, grafen oxidu). Výzkum zahrnuje vývoj nových metod funkcionalizace a chemické modifikace grafenu nebo teoretický i experimentální popis interakce grafenu s kovy a rozpouštědly. Dalšími významnými směry je výzkum fluorescenčních uhlíkových kvantových teček a jejich aplikace pro značení buněk nebo studium porézních uhlíkových nanostruktur pro environmentální a katalytické aplikace. Skupina vyvíjí také teoretické metody a nástroje pro studium biomakromolekul. Věnuje se zejména struktuře a dynamice biomakromolekul a jejich funkčních komponent a interakcím biomolekul s membránovými dvojvrstvami, enzymy a nanomateriály.

Více o skupině


Biologicky aktivní komplexy a molekulární magnety

Vedoucí: Prof. RNDr. Zdeněk Trávníček, Ph.D.

Skupina se zaměřujeme na nové komplexní sloučeniny přechodných prvků, zejména na vývoj nových typů biologicky aktivních sloučenin s medicínským aplikačním potenciálem (např. látky s protinádorovými, protizánětlivými nebo antidiabetickými účinky), přípravu a studium molekulových magnetů a molekulových přepínačů s využitím např. v oblasti senzorů, paměťových či záznamových médií s vysokou hustotou záznamu, výzkum hybridních molekulárně-krystalických nanostruktur s funkcionalizovaným nanokrystalickým nosičem na bázi oxidů železa a navázanou koordinační sloučeninou.

Více o skupině


Optické a fotonické technologie

Vedoucí: Prof. RNDr. Miroslav Hrabovský, DrSc.

Skupina se dlouhodobě věnuje výzkumu optických kvantových a nelineárních jevů a kvantové informatice, výzkumu nestandardních detekčních systémů na bázi optiky s citlivostí na jednotlivé fotony, speciálních mikro/nano optických povrchů a tomu odpovídajících optických technologií a měřicích metod. Další směry zahrnují vývoj metod pro depozici a charakterizaci tenkých vrstev metodami depozice z plazmatu a vakuového napařování. Skupina vyvíjí optické bezkontaktní měřicí metody založené na interferometrii v polích koherenční zrnitosti a v bílém světle a moiré topografii. Skupina se svými aktivitami také podílí na řešení prestižních mezinárodních projektů, jako je ATLAS–CERN (výzkum podstaty hmoty na urychlovači LHC v CERNu u Ženevy) nebo Pierre Auger Observatory (výzkum vysokoenergetického kosmického záření).

Více o skupině


Nanomateriály v biomedicíně

Vedoucí: RNDr. Václav Ranc, Ph.D.

Výzkum skupiny Bio-med lze rozdělit do dvou základních oblastí: syntéza nových nanomateriálů a jejich následná aplikace v biologickém nebo medicinálním odvětví. Syntetická část výzkumné skupiny má dlouhou historii v návrhu designu i vlastní syntéze nanomateriálů založených na kovech včetně železa, zlata, stříbra, platiny nebo potažmo oxidech těchto kovů (magnetit, manghemit). Výsledná forma syntetizovaného nanomateriálu může mít podobu nanokompozitu, nanoslitiny nebo též i tzv. „coreshell“ strukturu.  Naše infrastruktura umožňuje provádět charakterizaci nanomateriálů jak z pohledu mikroskopického, tak na základě interakcí vybraných nanomateriálů s živými systémy na buněčné úrovni nebo na úrovni testů na zvířecích modelech.  Aplikační část skupiny se specializuje na vývoj analytických procedur, jež jsou následně aplikovatelné v lékařské diagnostice nebo toxikologii, nebo například na vývoj nových kontrastních látek účinných při magnetické rezonanci.

Více o skupině


Nanotechnologie v analytické chemii

Vedoucí: Prof. RNDr. Karel Lemr, Ph.D.

Skupina se zaměřuje na popis a modelování analytických procesů při přechodu do nanoměřítka (ionizace látek, nanoseparační lože, vliv nanočástic na interakci záření s analytem, elektrochemické přeměny) a charakterizaci nanomateriálů pomocí metod analytické chemie (např. kapilární elektroforéza). Dále pracuje na vývoji nových analytických zařízení (iontové zdroje, separační systémy, citlivé detekční systémy) a pokročilých analytických metod (nižší meze detekce, zrychlení analýz). Mezi další preferenční směry patří vývoj metod ke sledování přeměn toxických i farmakologicky zajímavých látek a popis interakce těchto látek s živými organismy. Skupina se zabývá také základním výzkumem ionizace a fragmentace v hmotnostní spektrometrii, prekoncentrace, chromatografické a elektroforetické separace. Ze získaných poznatků se vychází například při analýze potravin nebo v klinické a forenzní analýze.

Více o skupině


IMG_09_12_2014_00997Environmental Nanotechnologies

Vedoucí: Mgr. Jan Filip, Ph.D.

The main emphasis of the “Environmental Nanogroups” at RCPTM has been the design and development of advanced nanomaterials and technologies for the applications in environmental chemistry including sustainable applications in catalysis. Presently, our group is working on three major areas: 1) Earth-abundant materials for environmental applications, 2) benign catalytic applications and 3) photo- and electrochemical applications. The first area encompasses the development of iron-based species (namely zero-valent iron, ferrates etc.), for the environmental applications including water purification by removal of toxic materials, investigation of ecotoxicity of metal-based nanoparticles etc. The second area focusses on the catalytic applications of metal, metal-oxide, carbon-based nanomaterials for important organic transformations. In this category, our progress in the field of iron-oxide supported catalytic systems offers unique advantages of high recyclability and magnetic separations, thereby making such processes more environmentally friendly as well as economical. In addition, our recently installed state-of-the-art microwave and “Flow reactor” also contributes significantly in enhancing the productivity of the group. Finally, the recent upsurge in the field of photo- and electro-chemistry particularly for their energy-related applications including solar cells, electrocatalysis etc. have also prompted us to be a part of this endeavor and we have been engaged in developing novel materials to be applied in photo- and electrochemical applications.

More about the group