Vědci budou díky prestižnímu projektu EXPRO ladit vlastnosti molekul pomocí 2D materiálů

Nové cesty, jimiž lze pomocí 2D materiálů ovlivnit vlastnosti organokovových molekul, hledají od letošního roku díky projektu Grantové agentury – EXPRO spolu se svým týmem fyzikální chemici Pavel Hobza a Radek Zbořil z Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ČR a Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů. Získané poznatky hodlají následně otestovat v reálných aplikacích. Pro příštích pět let získali na excelentní výzkum dotaci 53,3 milionu korun. 

Projekt nazvaný Ovlivnění elektronických vlastností organometalických molekul pomocí jejich nekovalentní interakce s rozpouštědly, ligandy a 2D systémy navazuje na dlouholetý výzkum obou vědců a jejich domovských pracovišť. Cílem je prokázat, že je možné vlastnosti molekul ovlivnit pomocí 2D materiálů.

„Smyslem projektu je poprvé využít 2D chemii grafenu k ovlivnění elektronických stavů a vlastností molekul. Vycházíme z myšlenky, že grafen případně jeho deriváty mohou být vhodným substrátem, který může skrze kovalentní i nekovalentní interakce ovlivnit elektronické, magnetické či optické vlastnosti molekuly, “ objasnil princip jeden z řešitelů a ředitel RCPTM Radek Zbořil.

Vědci musí vytvořit komunikační cestu mezi molekulou a 2D povrchem. Využijí k tomu chemické vazby, které mezi oběma složkami systému vzniknou. „Vydáme se převážně cestou kovalentní chemie, protože se ukazuje, že u těchto pevnějších vazeb je interakce mezi molekulou a substrátem silnější, což by mohlo umocnit i vzájemnou synergii. Vyzkoušíme ale i nekovalentní vazby. Zvolený přístup bude záviset na tom, jaký 2D materiál použijeme,“ objasnil nejcitovanější český vědec a objevitel tzv. nepravé vodíkové vazby Pavel Hobza. Pro výzkum si vědci vybrali planární molekuly na bázi tzv. ftalocyaninů s centrálním atomem železa. Právě tyto molekuly strukturně příbuzné hemoglobinu se budou vědci snažit ovlivnit.

Ačkoliv zásadním přínosem projektu má být potvrzení hypotézy o možnosti ovlivňovat vlastnosti molekul pomocí dvoudimenzionální chemie, ve druhém kroku chtějí badatelé poznatky vyzkoušet v reálných aplikacích. Takové hybridní systémy 2D materiálů s navázanou molekulou nabízejí uplatnění v  molekulární elektronice, biomedicíně, elektrokatalýze či v nových technologiích ukládání energie.

Cílem nové skupiny grantových projektů EXPRO je podporovat výzkumné týmy vedené špičkovou mezinárodně uznávanou vědeckou osobností nebo mladým vědeckým pracovníkem s přesvědčivým potenciálem pro excelenci a směřovat podporu tam, kde excelence už existuje nebo má naději vzniknout. To má přispět ke zvýšení kvality české vědy. Jednou z podmínek je, že klíčový vědecký pracovník v průběhu řešení projektu podá žádost o grant Evropské výzkumné rady (ERC).  V první grantové soutěži projektů excelence uspělo celkem 36 projektů.

 

13. 3. 2019