Oddělení chemie materiálů

Studium v oboru anorganických materiálů na ÚCHP probíhá ve Výzkumné skupině laserové chemie, která se věnuje přípravě tenkých vrstev a nanostrukturovaných materiálů řadou technik. Mezi ně patří především laserová ablace, radiofrekvenční depozice a techniky chemické depozice z plynné fáze. Laboratoře jsou dobře vybaveny vakuovými aparaturami pro depozici nových materiálů a také analytickou technikou pro charakterizaci jak připravených materiálů, tak i reakčních produktů.

Výzkum se zaměřuje na depozici materiálů na bázi křemíku a germania pro fotovoltaické aplikace, depozici oxidů, suboxidů, oxykarbidů a oxynitridů pro fotokatalytické a fotoelektrochemické aplikace a depozici nanostrukturovaných silicidů a germanidů ve formě nanodestiček a nanodrátů pro fotokatalytické aplikace.

Charakterizace materiálů se provádí řadou technik spektroskopických (infračervená, UV-Vis, Ramanova, fotoelektronová a EDX spektroskopie), mikroskopických (skenovací elektronová mikroskopie) a difrakčních (prášková difraktografie). Plynné a kapalné vzorky se analyzují navíc pomocí plynové chromatografie a hmotnostní spektrometrie. Skupina poskytuje analytický servis i ostatním oddělením ÚCHP.

Studium v oblasti organické chemie a nových organických materiálů probíhá na ÚCHP ve dvou vědeckých skupinách.

Výzkumná skupina pokročilých materiálů a organické syntézy se zabývá fotochemickou syntézou, transformací a studiem polycyklických aromatických uhlovodíků, především derivátů [n]helicenu a [n]fenacenu, a jejich následnou aplikací v různých odvětvích výzkumu. V kooperaci s výzkumnými partnery (VŠCHT, UPOL, MU aj.) zkoumá aplikaci tenkých vrstev těchto materiálů v oblasti sensingu biomolekul, enantiodiskriminační detekce malých chirálních molekul či v oblasti vývoje chirálních polymerních materiálů. Výsledky, které mají aplikační potenciál, se snaží komercializovat ve spolupráci s firmami (Immunotech, Watrex, Lach-ner a další). Výzkumná skupina se účastní řady grantových projektů, průmyslových a mezinárodních spoluprací a umožňuje Bc., Ing. a Ph.D. vzdělání studentům v uvedených oblastech.

Výzkumná skupina bioorganické chemie a biomateriálů se zabývá syntézou a biologickou aktivitou nových bioaktivních molekul, zejména mono a multivalentních sacharidů a jejich syntetických analog. Přitom využívá metody organické syntézy, molekulární biologie, spektroskopie a fyzikální a výpočetní chemie. Sacharidy nacházející se na povrchu buněk se účastní molekulárního rozpoznávání a hrají důležitou roli při rozvoji mnoha onemocnění. Glykomimetika jsou synteticky modifikovaná analoga sacharidů připravovaná s cílem zlepšit nebo modulovat jejich interakce s makromolekulami, které váží sacharidy, a současně zlepšit jejich farmakologické vlastnosti. Glykomimetika se používají rovněž s cílem manipulovat metabolismus sacharidů, aby se vyvolaly definované a kontrolovatelné změny ve složení a funkcích buněčného glykomu. Vývoj a studium bioaktivity monovalentních a multivalentních glykomimetik ve skupině jsou neoddělitelně spjaty se syntézou multivalentních struktur založených na nových typech dendrimerů, dendritických molekul a molekulárních klínů o přesné molekulové hmotnosti a supramolekulárních struktur vznikajících samoskladbou nebo tvorbou micel a liposomů. Hlavní oblasti výzkumu v současné době představují fluorované sacharidy, organokovové glykokonjugáty a vývoj a aplikace multivalentních dendritických platforem.