CZ | EN | DE

Inovační centrum Ústeckého kraje


« zpět

Pavla Čapková: Nanotechnologie jako budoucnost pro Ústecký kraj

Pavla Čapková: Nanotechnologie jako budoucnost pro Ústecký kraj

07.12.2017 - Prof. RNDr. Pavla Čapková, DrSc., je významnou odbornicí v oblasti fyziky a chemie nanomateriálů. Dlouhodobě se zabývá problematikou rentgenové strukturní analýzy. Od roku 2011 působí jako proděkanka pro vědu a zahraniční vztahy na Přírodovědecké fakultě UJEP, kde vybudovala laboratoř rentgenové strukturní analýzy a nové výukové laboratoře pro studenty nanotechnologií. Vede transdisciplinární tým projektu MATEQ (Materiály a technologie pro životní prostředí a kvalitu života) při UJEP.


Projektový tým MATEQ se zabývá vývojem a testováním nanomateriálů pro využití v ochraně životního prostředí, v medicíně i v optoelektronice. Co považujte za největší úspěchy projektu?

K největším úspěchům projektu MATEQ patří nanomateriály, které již byly vyvinuty a testovány v praktických aplikacích. Patří sem určitě biosenzory pro analýzu tělních tekutin a detekci nádorových buněk i některých typů proteinů způsobujících např. Alzheimerovu chorobu. Zde je třeba zdůraznit, že se jedná a komplexní řešení problému od vývoje molekulárních nanostruktur až k mikročipům a fungujícímu zařízení. Dále bych určitě chtěla vyzdvihnout nanočástice oxidu ceričitého, které rozkládají toxické, obtížně odbouratelné látky v životním prostředí, včetně např. pesticidů, cytostatik a nervových plynů, a to s vysokou účinnosti. K rozkladu škodlivin dochází z 90 % už během 10 minut. Nesmím zapomenout na antimikrobiální filtrační media nové generace na bázi nanovlákenných textilií, které nejen účinně filtrují vzduch a odpadní plyny, ale současně ničí mikroorganismy zachycené na filtrech. Patent byl přijat úřadem průmyslového vlastnictví v červnu 2017. Další úspěšné dotažení vývoje nanovlákenných textilií pro krytí ran s léčivou látkou ukotvenou na nanovláknech bylo završeno přijatým patentem v listopadu 2017.


Vaše úctyhodná vědecká a výzkumná činnost je spojena především s nanomateriály, čím vás tento obor zaujal?
Je to přece dobrodružství, alespoň mně to tak připadá.


Jste držitelkou několika patentů, průkopnicí metody molekulového modelování pro počítačový design nanomateriálů, založila jste několik výzkumných laboratoří... co považujete za svůj největší přínos české vědě a výzkumu?

Já sama nejsem držitelkou žádných patentů, všechny výsledky výzkumu v oblasti nanomateriálů jsou výsledkem týmové práce, v tomto oboru to ani jinak není možné. Jsem spoluautorkou dvou užitných vzorů. Ten první byl fotoaktivní nanokompozit pro samočisticí nátěrové hmoty a ten druhý byl nanokompozit na bázi vodivého polyanilínu, jehož vodivost se několikanásobně zvýšila právě v kompozitu s vrstevnatým silikátem. Navíc měl tu výhodu, že kromě elektrické vodivosti byl i opticky transparentní. Poslední aplikační výsledek je patent přijatý v tomto roce a jedná se o antimikrobiální filtrační medium pro vzdušné filtrace na bázi nanovlákenných textilií modifikovaných antimikrobiální látkou.


Pokud jde o průkopnictví molekulárního modelování, měla jsem štěstí být v pravý čas na pravém místě. Byla jsem na počátku devadesátých let na stáži na University of Amsterdam, kde tuto metodu právě rozjížděli v laboratoři výpočetní chemie. Já jsem sice měla jiný pracovní úkol, ale zaujalo mne to tak, že jsem se mimo plán, ve volném čase, věnovala i molekulárnímu modelování a pak jsem tuto metodu zavedla po návratu na Matematicko-fyzikální fakultě UK v Praze a pak ještě v Centru nanotechnologií na VŠB TU Ostrava. Obě výpočetní laboratoře tam dodnes úspěšně fungují. Když jsem přišla v r. 2011 na UJEP, výpočetní laboratoř molekulárního modelování už zde byla. Co považuji za svůj největší přínos? Vlastní přínos nemám ve zvyku přeceňovat a vyzvedávat. Jednak je to v materiálovém výzkumu vždycky týmová práce a pak i štěstí na spolupracovníky a osobnosti, které potkáte a které vás silně ovlivní a inspirují. Z těch inspirativních osobností bych jmenovala prof. Schenka z University of Amsterdam a prof. Uri Shmueli z Tel Aviv University.


V oboru nanotechnologií/materiálů má (i mezinárodně) dobré jméno Technická univerzita v Liberci, jak byste vaše pracoviště srovnala, v čem se výzkumy překrývají, jsou rozdílné? 
Profesor Jirsák na Technické Univerzitě v Liberci (TUL) vynalezl technologii Nanospider, která umožnila zavést do průmyslové výroby elektrospinning  - tj. výrobu polymerních nanovlákených textilií v elekrickém poli. To bylo v roce 2004. TUL je tím pádem lídrem v nanovlákenných materiálech. V našem regionu v Litvínově vznikla firma Nanovia produkující nanovlákenné textilie, která nás oslovila s nabídkou spolupráce z čistě praktických důvodů vzhledem ke vzdálenosti Litvínov – Ústí.  Za krátkou dobu naší spolupráce  cca 4 roky máme společné dva přijaté patenty a jeden užitný vzor. Ale zpět k TULce: My si nekonkurujeme, ale doplňujeme se a také spolupracujeme a plánujeme společné projekty. 


Jaký vidíte aplikační potenciál nanovýzkumu na UJEP právě v našem regionu, který má dlouhou průmyslovou tradici v chemii, strojírenství či těžbě a je i významně touto tradicí zatížen - není právě ve výzkumu nanomateriálů a jejich uplatnění ona moderní budoucnost našeho kraje?
Přesně jste svojí otázkou trefil hřebík na hlavičku. Ano, je v tom budoucnost a netýká se to jenom Nanovie a Preciosy, se kterými dlouhodobě spolupracujeme. Svoji divizi nanotechnologií má i Spolchemie (v Pardubicích), kde jsme též nabídli spolupráci. Nanotechnologie už dávno nejsou jen výlučnou záležitostí akademických výzkumných laboratoří, ale pronikly do průmyslové praxe, připomeňme samočisticí nátěrové hmoty, kde samočisticí efekt je zásluhou nanočástic oxidu titaničitého, nebo nanovlákenné textilie pro čističky vzduchu a vody. Ještě bych připomněla sorbenty a fotokatalyzátory pro sanační technologie v kontaminovaném území, a řada medicínských aplikací od diagnostiky, destrukce nádorových tkání pomocí nanočástic až po nové lékové formy s postupným uvolňováním léčivé látky atd. V této oblasti jsou aktivní a dynamické zejména malé firmy a jejich počet každým rokem roste.


V Ústí jste stála u zrodu laboratoře rentgenové strukturní analýzy - mohou ji využít i inovativní podniky v Ústeckém kraji - a jak a pro co?
Bez rentgenové strukturní analýzy materiálový výzkum není možný.  Rentgenová difrakční analýza odhalí strukturu materiálů na atomární a molekulární úrovni. Jedná se v tomto případě o zobrazení struktury tzv. nepřímé, není to zkrátka prosté prosvícení Rentgenovými paprsky jako při lékařském vyšetření.  Obraz, který vytvoří Rentgenovo záření rozptýlené na atomech, je třeba matematicky zpracovat, abychom dostali obraz struktury. Nicméně je to potřeba, protože struktura určuje vlastnosti materiálů a bez rentgenové analýzy si materiálový výzkum nelze představit. To, že struktura materiálů určuje jeho vlastnosti, se dobře demonstruje na školním příkladu uhlíku, který zná každý ve třech nejběžnějších modifikacích: saze, grafit, diamant. Ty se liší strukturou uspořádání uhlíkových atomů a všichni známe i rozdílné vlastnosti těchto tří forem uhlíku. Koho struktura v praxi musí zajímat, jsou zejména výrobci léčiv, protože farmakologická aktivita a struktura molekul spolu úzce souvisí. Popis všech aplikací rentgenové strukturní analýzy v průmyslu by zabral několik článků.
 
Jak vidíte budoucnost oboru nanotechnologií na UJEP?
Vidím ji pozitivně a jinou možnost nepřipouštím. Dělám všechno proto, aby to tak bylo. To znamená, že vychovávám studenty, píši projekty a spolupracuji s průmyslem, aby to všechno, co vyzkoumáme, bylo užitečné.


Děkuji za rozhovor.





 


        

Tento web používá soubory cookie k analytickým účelům (viz Ochrana osobních údajů). S vaším souhlasem je můžeme využít také pro individuálně cílenou online nabídku na naše akce a služby. se zobrazováním reklamy na služby a akce ICUK.

Aktuality

© 2018 Insion

 

 

 


News: