Doktorský studijní program Chemie porézních materiálů
Garant studia: doc. RNDr. Václav Slovák, Ph.D.
Obecná charakteristika doktorského studia shodná pro všechny programy na PřF
Specifika doktorského studia v programu Chemie porézních materiálů
Doktorské studium na katedře chemie se zaměřuje na oblast porézních materiálů ze tří hlavních hledisek – syntézy a modifikace, charakterizace a aplikace.
V rámci syntézy a modifikace se dlouhodobě zaměřujeme na vývoj uhlíkatých materiálů, např. aerogelů, xerogelů a kryogelů. Zvláštní pozornost věnujeme uhlíkatým monolitům s hierarchicky strukturovanou porozitou, které mají díky svým unikátním vlastnostem výrazný aplikační potenciál. Porézní materiály připravujeme jak konvenčními postupy, tak i z přírodních (bio-based) zdrojů s cílem zhodnocení odpadní biomasy. Postupně jsme výzkum rozšířili také na porézní materiály na bázi oxidu titaničitého, siliky, a speciálně na organo-kovové sítě (MOFs). V posledních letech se intenzivně zaměřujeme na vývoj MOF-uhlíkatých kompozitů, které kombinují přednosti obou složek a potlačují jejich individuální nevýhody. Porézní materiály dále modifikujeme z hlediska porozity a povrchové chemie tak, abychom cíleně optimalizovali jejich vlastnosti pro různé aplikace.
V oblasti charakterizace rozvíjíme a uplatňujeme širokou škálu moderních technik. Zvláštní pozornost věnujeme vývoji termoporometrie – inovativní metodě pro určení porozity, kde patříme mezi průkopníky v oblasti metodologie včetně možnosti využití různých testovacích molekul. Dále se věnujeme NMR-relaxometrii jako alternativní metodě hodnocení porézní struktury a rozvíjíme také fyzisorpci plynů, u nichž se například zabýváme identifikací a eliminací artefaktů vznikajících při měření sorpčních izoterem a interpretaci výsledků, aby bylo možné získat spolehlivější údaje o porozitě materiálů.
Třetím pilířem výzkumu jsou aplikace porézních materiálů, především v environmentální oblasti. Zabýváme se zachycováním oxidu uhličitého a nebezpečných látek ze vzduchu, skladováním vodíku, ale také jejich využitím při akumulaci energie v bateriích a (super)kondenzátorech. Dále se zaměřujeme na čištění vod od nebezpečných iontů, barviv a farmaceutických polutantů, přičemž cílem je porozumět mechanismům imobilizace těchto látek na povrchu porézních struktur. Věnujeme se rovněž využití porézních materiálů v katalýze a fotokatalýze a v poslední době také bioaplikacím, například v oblasti cíleného transportu léčiv. Zabýváme se i vývojem analytických metod pro stanovení organických a anorganických látek v životním prostředí a v různých materiálech (kovy a jejich slitiny, stavební materiály, biologické materiály, zeminy apod).
V rámci výzkumu spolupracujeme s domácími, ale zejména zahraničními institucemi, a to jak v rámci dlouhodobých výzkumných partnerství, tak prostřednictvím projektové činnosti. Klademe důraz na propojení základního a aplikovaného výzkumu v souladu s aktuálními světovými trendy v oblasti porézních materiálů. Naše výzkumné aktivity vedly k publikaci řady odborných článků v prestižních vědeckých časopisech i k udělení patentů.
Odborné zaměření školitelů:
Oborová rada
Oborová rada je základním odborným, kontrolním a hodnotícím orgánem doktorského studia. Schází se nejméně jednou ročně, schvaluje individuální studijní plány doktorandů a provádí jejich pravidelné roční hodnocení. Rada schvaluje seznamy možných školitelů, školitele a konzultanty jednotlivých doktorandů a návrh podmínek přijímacího řízení.
