Katedra fyzikální chemie je rozdělena na pět vědeckých skupin, které se zaměřují na výzkum v několika oblastech aplikace fyzikálně-chemických metod.

 

Aplikovaná fyzikální chemie v nanomateriálové chemii

Vědecko-výzkumné zaměření skupiny navazuje na Mgr. studijní program „Nanomateriálová chemie“ a na doktorské studijní programy „Fyzikální chemie“ a “Nanomateriálová chemie“ garantovaných mateřským pracovištěm „Katedry fyzikální chemie PřF UP“.

Odborné zaměření propojuje vnitřní strukturu materiálových soustav na široké bázi vstupních materiálů jak z hlediska fázového složení (gelové soustavy, koloidní disperze, micelární systémy, nanokompozity, mezifázové povrchy apod.), z hlediska chemického složení (biopolymerní systémy, syntetické polymery, minerální anorganické soustavy, API látky, kompozitní materiály apod.) a finální tvarové formy (např. pěnové pórovité systémy, pevné látky, laminované vrstvy apod.) s výslednými fyzikálně-chemickými, biologickými a materiálovými užitnými vlastnostmi jako např. pevnost, ohebnost, tvrdost, tekutost, křehkost, houževnatost, lepivost, biokompatibilita, smáčivost, povrchová topologie, distribuce povrchové energie apod.

Aktivity členů skupiny mají také široký mezinárodní dosah ve spolupráci s výzkumnými skupinami v zahraničí (U Birmingham, U New Orleans, PAN Krakow, STU Bratislava, U Ghent a jiné. Značná část aktivity je napojena také na praktický průmyslový výzkum, kde v současné době se realizuje aplikace EP 3 034 693 B1 (2018) ve výrobním procesu. V oblasti badatelské, skupina byla zapojena do řady projektů jak aplikovaného tak základního výzkumu.

 

Členové skupiny:

Prof. Ing. Lubomír Lapčík, Ph.D. – vedoucí skupiny

Doc. Mgr. Barbora Lapčíková, Ph.D.

Mgr. Jakub Vlček, Ph.D.

RNDr. Eva Otyepková, Ph.D.

MSc. Yousef Murtaja (Ph.D.student)

Mgr. David Řepka (Ph.D. student)

Nanomateriály pro biologické a lékařské aplikace

Vědecko-výzkumné zaměření skupiny reflektuje Mgr. studijní program „Nanomateriálová chemie“ a doktorské studijní programy „Fyzikální chemie“ a “Nanomateriálová chemie“ garantované mateřským pracovištěm „Katedry fyzikální chemie PřF UP“.

Odborné zaměření skupiny cílí na syntézu, charakterizaci a studium fyzikálně chemických a biologických vlastností nanostrukturních materiálů. Výzkum je zaměřen zejména na řízenou syntézu biologicky aktivních nanomateriálů s cílenou morfologií využitelných především v lékařské diagnostice a terapii. Mezi takové nanomateriály patří mimo jiné nanočástice ušlechtilých kovů jako je stříbro a zlato, které lze díky jejich unikátním chemickým, fyzikálním, optickým a biologickým vlastnostem využít např. k diagnostice či terapii celé řady chronických onemocnění jako jsou nádorová či infekční onemocnění. Mezi konkrétní směry výzkumu patří syntéza plasmonických nanočástic stříbra a zlata a jejich využití jako nano-biosenzory k detekci specifických látek (markerů) závažných onemocnění a současně jako nano-terapeutika pro eliminaci nádorových buněk či patogenních bakterií prostřednictvím světlem asistované fotodynamické či fototermální terapie. Výzkumné zaměření skupiny je úzce spjato a navázáno na spolupráci s odbornými pracovišti Lékařské fakulty Univerzity Palackého (Ústav mikrobiologie, Ústav lékařské biofyziky, Ústav farmakologie a další), Farmaceutické fakulty UK v Hradci Králové a rovněž se zahraničními pracovišti jako je Paris Lodron Universität Salzburg (Rakousko) a University of Pisa (Itálie). Členové výzkumné skupiny jsou v rámci vědeckého výzkumu aktivně zapojeni do řešení grantových projektů (Grantová Agentuta ČR, Ministerstvo zdravotnictví) zaměřených na výzkum přípravy a aplikace nanočástic stříbra v in vitro a in vivo terapii infekčních onemocnění způsobených rezistentními patogeny.

 

Členové skupiny:

doc. RNDr. Aleš Panáček, Ph.D.

Mgr. Lucie Hochvaldová (Ph.D. student)

Mgr. Antónia Kurillová (Ph.D. student)

Nanomateriály pro katalytické a spektroskopické aplikace

Vědecko-výzkumné zaměření skupiny reflektuje Mgr. studijní program „Nanomateriálová chemie“ a doktorské studijní programy „Fyzikální chemie“ a “Nanomateriálová chemie“ garantované mateřským pracovištěm „Katedry fyzikální chemie PřF UP“.

Odborné zaměření skupiny je jednak zacíleno na syntézu nanočástic kovů, jejich oxidů a nanokompozitů pro účely jejich využití pro katalytické a fotokatalytické aplikace v plynné a kapalné fázi. Například k se zaměřením na hydrogenaci CO2 a jeho přeměnu na vyšší uhlovodíky. K čemu je využívány například katalyzátory na bázi oxidů železa a jejich kompozitů s nanočásticemi kovů (například Cu, Ag, Au).

Další výzkumná činnost je směřována na aplikaci nanomateriálů na uhlíkové bázi (grafen oxid, nitrid uhlíku), pro aplikaci v heterogenní fotokatalýze. Základem je uhlíkový materiál, modifikovaný katalyzátor kovovými či nekovovými nanočásticemi. Aplikační potenciál je zaměřen do enviromentální oblasti, například pro studium fotodegradační katalýzy polutantů, či produkce vodíku nebo fixace dusíku z životního prostředí. Vedle tohoto zaměření je také studována heterogenní katalýze v oblasti syntézy organických látek.  Dále je také výzkum zaměřen na testování účinnosti adsorpce těžkých kovů z vodného prostředí, případně degradace polutantů vyskytujících se ve vodném prostředí.

Další směry výzkumu jsou směřovány na možnosti degradace mikroplastů za využití fotokatalytických reakcí s použitím připravených či komerčních fotokatalyzátorů (např. ZnO, TiO2) nebo za využití pokročilých oxidačních procesů.

Výzkum skupiny se také zabývá přípravou nanočástic selenu a jejich studia pro jejich antibakteriální použití.

Dalším výzkumným zaměřením je příprava plasmonických nanočástic kovů (jak ve formě disperzí, tak i imobilizovaných na nosných substrátech), nanostrukturovaných povrchů kovů a kompozitů obsahující kovové nanočástice pro spektroskopické aplikace, zejména pro přípravu senzorů určených k detekci nízkých koncentrací biologicky významných látek (např.: biomarkery neurologických či jiných onemocnění) pomocí povrchem zesílené Ramanovy spektroskopie.

 

Členové skupiny:

doc. RNDr. Robert Prucek, Ph.D.

Mgr. Aneta Bužková (Ph.D. student)

Mgr. Barbora Štefková (Ph.D. student)

Mgr. Martina Kajábová (Ph.D. student)

Mgr. Ing. Radka Pocklanová (Ph.D. student)

Mgr. Tomáš Stryšovský (Ph.D. student)