TN02000010 - Národní centrum kompetence mechatroniky a chytrých technologií pro strojírenství (NCK MESTEC2) (2023 - 2028; Technologická agentura ČR (TAČR))
Zaměření NCK je navrženo na základě kombinace víceoborových výzkumných specializací (konstruování, mechanika, elektrotechnika, chemie, biologie, senzorika, materiálové inženýrství, virtuální navrhování apod.), které směřují ke třem vzájemně provázaným technologickým oblastem, jejichž uplatnění je zacíleno prioritně na strojírenskou výrobu pro 21. století.
V širším kontextu jsou klíčovým aspektem realizace NCK MESTEC 2 čisté technologie pro nulové emise a obnovitelné zdroje energie a technologie pro zmírnění emisí CO2 prostřednictvím vývoje nových materiálů, tribologických nebo konstrukčních řešení. Výzkumné programy NCK MESTEC přispívají k udržitelnosti, klimatické neutralitě, účinnějšímu využívání zdrojů a oběhovému hospodářství.
ÚKMKI VŠCHT Praha se v rámci NCK MESTREC 2 podílí na dvou dílčích projektech zaměřených na problematiku 3D tisku:
1. Aditivní výroba kovů a plastů pro medicínské aplikace.
2. Úsporné technologie a materiály pro udržitelný rozvoj.
Více informací o projektu a zapojení ÚKMKI naleznete zde.
EH22_008/0004634 - Strojní inženýrství biologických a bioinspirovaných systémů (2023-2028, Operační program Jan Amos Komenský (OP JAK))
Řešitel: prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch
Cílem projektu je posílení mezinárodní spolupráce, rozvoj týmu a realizace špičkového výzkumu za účelem vývoje nové generace ground-breaking strojírenských produktů, které jsou výsledkem konvergence biologické a technologické evoluce. Projekt sestává ze dvou výzkumných záměrů: Prvním cílem je vyvinout bionické chytré metamateriálové struktury, které budou schopny reagovat na vnější
podněty a přizpůsobí se tvarově či úpravou mechanických vlastností. Druhým je vyvinout revoluční implantáty biomimeticky simulujícící strukturu kostní tkáně a podporujících
osseointegraci, antibakteriální účinky nebo transport tělních tekutin. Další informace o výzkumných záměrech projektu můžete nalézt v odkazech na infografiku nebo prezentaci.
GF23-04227L - ODS oceli pro extrémní prostředí připravené využitím metod ultrazvukové disperze nanooxidů, SLM a PPS (2023 – 2025; Grantová agentura České republiky)
řešitel: doc. Ing. Jiří Kubásek, Ph.D.
Projekt se zaměřuje na zlepšení vlastností ocelí zpevněných disperzními oxidy (ODS), které jsou ceněny pro svou vynikající mechanickou odolnost při vysokých teplotách a zvýšenou odolnost vůči křehnutí způsobenému neutronovým zářením, což je činí ideálními pro aplikace v jaderných a fúzních reaktorech. Cílem je zjistit, zda lze dosáhnout ještě lepších vlastností ODS ocelí v extrémních podmínkách vysokých teplot prostřednictvím pokročilých metod přípravy prášků (např. atomizace v plynu s ultrazvukovou asistencí, cílená oxidace) a inovativních technik konsolidace, jako je selektivní laserové tavení (SLM) a pulzní plazmové slinování (PPS). V rámci projektu budou studovány vlivy těchto moderních technologií na vlastnosti prášků i finálních materiálů s využitím standardizovaných vstupních materiálů (korozivzdorná ocel 316, nanočástice Y₂O₃ nebo TiB₂).
GA24-10767S - Pokročilé slitiny s vysokou entropií vyztužené pomocí in-situ připravených karbidů z různých typů nanostrukturovaných uhlíkových prekurzorů (2024 – 2026; Grantová agentura České republiky)
řešitel: doc. Ing. Filip Průša, Ph.D.
Cílem projektu je příprava a studium zpevňujících částic použitím rozdílných nanostrukturovaných prekurzorů na bázi uhlíku včetně levného odpadního produktu pyrolýzy metanu. Za tímto účelem budou 2D a 3D prekurzory (a jejich oxidované formy) mechanicky legovány s karbidotvornými prvky (Mn, Cr, Nb, Ti, V, W, Mo) vedoucí k in-situ reakcím. Připravené zpevňující částice budou detailně charakterizovány na úrovni prášků, kompaktů a dále budou použity ke zpevnění perspektivních slitin s vysokou entropií. S ohledem na požadované vlastnosti bude optimalizována metoda přípravy vedoucí k maximalizaci výsledných vlastností. Dle předběžných výsledků je tímto způsobem možné dosáhnout významného zvýšení tvrdosti a pravděpodobně i dalších vlastností, které je nejvyšší v případě použití odpadního produktu pyrolýzy metanu. Výsledky tohoto výzkumu povedou ke vzniku nového výzkumného směru zaměřeného na přípravu a studium materiálů s výrazně zlepšenými vlastnostmi s ohledem na využití odpadních materiálů v duchu cirkulárního hospodaření.
TK04020056 - Vysokoteplotní odolné materiály pro komponenty tepelných okruhů (2022 - 2025; Technologická agentura ČR)
řešitel: doc. Ing. Filip Průša, Ph.D.
Hlavním cílem projektu je vývoj a certifikované testování materiálů a inovativních výrobních postupů a jejich implementace v designu konkrétních komponent tepelných oběhů, které svými vlastnostmi vysoce převýší průmyslově standardně používané, a umožní tak zvýšit účinnost a spolehlivost výroby tepla a elektřiny. V rámci projektu budou zvoleny kandidátní materiály a výrobní postupy, jejichž kombinace umožní dosáhnout jednoznačně lepší mechanické a korozní odolnosti daných komponent, které tak na konci projektu budou připraveny na úrovni umožňující jejich testovací provoz v podmínkách reálného provozu. Hlavními výsledky projektu budou funkční vzorky a užitné vzory komponent vyrobených z nekonvenčních materiálů a radikálně novými metodami jako je 3D tisk a plazmové slinování kovů a keramik.
LUC23160 - Vliv mikrobiální aktivity na životnost kontejneru pro hlubinné úložiště radioaktivního odpadu (2023 – 2025; MSM - Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy)
řešitel: doc. Ing. Jan Stoulil, Ph.D.
Záměrem tohoto projektu je prozkoumat interakce mezi mikrobiálními komunitami a kovovými materiály v bentonitovém prostředí, se zaměřením na lokalizovanou mikrobiální korozi. Projekt se skládá ze tří hlavních částí: (1) Identifikace mikroorganismů pocházejících z bentonitu, které mohou využívat kov jako přímý donor elektronů; (2) Vývoj nové elektroluminiscenční metody umožňující přímé sledování přenosu elektronů mezi kovem a biofilmem; a (3) Studium vlivu kompaktizace bentonitu na kinetiku mikrobiální koroze vnějšího obalu kontejneru. Výsledky přispějí k pochopení korozních mechanismů, což je klíčové pro dlouhodobou stabilitu materiálů v podzemních uložištích.
GA23-05126S - Slinuté silicidy jako budoucí nástrojové materiály (2023 – 2025; GA0 - Grantová agentura České republiky)
řešitel: prof. Ing. Pavel Novák, Ph.D.
Silicidy a alumindy přechodných kovů byly dosud uvažovány především jako vysokoteplotní materiály. Tento projekt cílí na možné použití silicidu železa s aluminidovým pojivem jako nástrojového materiálu, nahrazujícího slinuté karbidy nebo rychlořezné oceli legované W a Co, za účelem minimalizace používání kritických surovin. Poměr mezi tvrdým silicidem a aluminidovým pojivem bude nastaven pro dosažení nejlepší kombinace mechanických a tribologických vlastností. Podmínky slinování budou definovány na základě termodynamických výpočtů a experimentů tak, aby byl zamezen nebo minimalizován vznik nežádoucích ternárních fází.
GA22-05801S - Příčiny a mechanismus degradace slitin cínu s nízkým obsahem legujících prvků (2022 – 2024; GA0 - Grantová agentura České republiky)
řešitel: doc. Ing. Alena Michalcová, Ph.D.
Cín byl historicky hojně používaný materiál a dodnes nachází uplatnění např. při pájení díky své nízké teplotě tání. Se snížením obsahu Pb v pájkách nabyl znovu na důležitosti problém fázové transformace beta-Sn na alfa-Sn, známé také jako cínový mor (rozpad kovového Sn na nesoudržný prášek). Publikovaná data týkající se tohoto fázového přechodu si bohužel protiřečí ohledně mechanismu transformace, vlivu legujících prvků i aspektů tzv. očkování (vtlačení alfa-Sn do podchlazené beta-Sn). V navrženém projektu bude využito experimentů ve spojení s kvantově-mechanickými výpočty na atomární úrovni k detailnímu prozkoumání mechanismu transformace beta-Sn na alfa-Sn, změn vyvolaných nejběžnějšími legurami (Cu, Ag a Pb) a vlivu síly při očkování. Zkoumány budou jak modelové slitiny Sn s vybranými legurami vystavené různému tepelnému zpracování (umělému stárnutí), tak historické slitiny (např. píšťaly varhan) po přirozeném stárnutí. Získané výsledky pomohou popsat vliv legur na transformaci Sn a také precipitaci minoritních fází, která je dosud přehlíženým mechanismem degradace Sn slitin.
GF21-11439K - Vývoj pokročilých bioabsorbovatelných materiálů na bázi zinku postupy práškové metalurgie (2021 - 2024; Grantová agentura České republiky)
řešitel: doc. Ing. Jiří Kubásek, Ph.D.
Projekt se zaměřuje na vývoj nových bioabsorbovatelných slitin zinku pro ortopedické a kardiovaskulární implantáty, které kombinují vysoce biokompatibilní hořčík a antibakteriální stříbro. Tyto materiály musí mít optimální mechanické, korozní a biologické vlastnosti, které úzce souvisejí s jejich mikrostrukturou. Tradiční metody zpracování, jako lití, extruze či válcování, však limitují zlepšení těchto vlastností. Cílem projektu je využití inovativních postupů práškové metalurgie, jako je mechanické legování, plazmové slinování a selektivní laserové sintrování/tavení, k přípravě pokročilých slitin. V rámci výzkumu bude podrobně analyzována mikrostruktura a její vliv na vlastnosti materiálů, včetně tečení, únavových vlastností a opotřebení, což umožní vývoj slitin s optimálními charakteristikami pro lékařské aplikace.
GA22-22248S - Hořčíkové slitiny pro letecké aplikace s optimalizovaným složením, mikrostrukturou a odolností proti vznícení (2022 – 2024; Grantová agentura České republiky)
řešitel: prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch
Změna standardů pro materiály využívané ke konstrukci letadel před 5 lety vyvolala rozsáhlý vývoj nových hořčíkových slitin s vysokou odolností proti vznícení a potlačenou hořlavostí. I přes některé úspěšné pokusy stále zásadně chybí materiál kombinující klíčové vlastnosti - vysokou pevnost a tažnost, dostatečnou odolnost proti vznícení, únavovou životnost a nízkou cenu. V rámci tohoto projektu budou na základě optimalizace chemického složení a výsledné mikrostruktury materiálu vyvinuty nové slitiny Mg-Y-Ca-Al-Zn splňující požadované parametry. K nalezení optimálního složení z tohoto relativně širokého oboru koncentrací daného systému bude použita efektivní metoda přípravy vzorků pomocí technik práškové metalurgie. Perspektivní slitiny budou následně odlity a zpracovány konvenčními technikami (extruze, ECAP) za účelem přípravy materiálu splňujícího požadavky na využití v leteckém průmyslu. K pochopení korelace mezi složením, mikrostrukturou a vlastnostmi analyzovaného materiálu budou využity špičkové experimentální techniky.
Naše spolupráce
TS01030167 - Slitiny s vysokou entropií pro uchovávání vodíku (2024-2030; Technologická agentura ČR (TA ČR))
Spoluřešitel: prof. Ing. Pavel Novák, Ph.D., Doc. Ing. Filip Průša, Ph.D.
Cílem projektu je navrhnout a vyrobit modulární „vodíkový zdroj energie“ s nulovou uhlíkovou stopou umožňující výrobu vodíku elektrolýzou vody pomocí OZE, skladování vodíku ve formě kovových hydridů a následnou přeměnu vodíku na elektrický proud pomocí palivového článku. Klíčovou inovací je využití kovových hydridů slitin s vysokou entropií pro skladování vodíku. Jejich využití již bylo experimentálně ověřeno (TRL 3), avšak nebylo nalezeno optimální složení a navržen nejvhodnější postup výroby. Budou vyrobeny dva typy těchto zdrojů - pro stacionární skladování (max. volumetrické hustoty energie) a díky využití lehkých slitin také pro mobilní skladování (max. gravimetrické hustoty) (TRL5-6). Výrobky budou registrovány jako užitné vzory a postup výroby bude patentován.
EH22_008/0004634 - Strojní inženýrství biologických a bioinspirovaných systémů (2023-2028; EH - Operační program Jan Amos Komenský)
Spoluřešitel: prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch
Cílem projektu je posílení mezinárodní spolupráce, rozvoj týmu a realizace špičkového výzkumu za účelem vývoje nové generace ground-breaking strojírenských produktů, které jsou výsledkem konvergence biologické a technologické evoluce. Součástí projektu je rozvoj internacionalizace ve spolupráci se zahraničními pracovišti včetně mobilit, modernizace technického vybavení a hlubší integrace zapojených institucí. Výsledkem budou publikační i technicky realizované výsledky, včetně několika patentů.
DH23P03OVV003 - Artefakt jako zdroj poznání: záchrana a zachování výzkumných dat archeologických nálezů (2023-2027; MK0 - Ministerstvo kultury (MK))
Spoluřešitelka: Ing. Šárka Msallamová, Ph.D.
Projekt se zaměřuje na ochranu výzkumných dat spojených s památkově chráněnými objekty, zejména archeologickými nálezy, a na prevenci jejich plošného ničení. Prvním cílem je zavedení postupů pro zacházení s artefakty jako citlivými daty, které je nutné chránit před dalším zásahem. Druhým cílem je osvěta, založená na srovnávacích analýzách konzervovaných a nekonzervovaných vzorků z různých typů archeologických památek. Třetím cílem je vytvoření laboratoře zaměřené na záchranu výzkumných dat, která zajistí stabilizaci artefaktů a jejich další vědecké zkoumání.
EI22_002/0000934 - Antibakteriální bariéra u náhrad lidských kloubů (2023-2026; EI - Operační program Technologie a aplikace pro konkurenceschopnost)
Spoluřešitel: prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch
Cílem projektu je tedy vytvoření vícestupňové antibakteriální bariéry, která v prvním případě zamezí přenosu infekce v průběhu operace, dále v nejrizikovějším období prvních dní po operaci, kdy je organismus pacienta výrazně oslabený, bude podporovat postupným uvolňováním léčiv (např. antibiotik) z aplikované vrstvy rezistenci proti napadení infekcí a to až po dobu 5 týdnů a dále po dobu životnosti implantátu bude sloužit jako podpora léčby v případě následné infekce. A to při včasné detekci infektu před vytvořením biofilmu na implantátu a urychlenou aktivací ochranné antibakteriální vrstvy , vytvořenou nanostrukturovaným TiO, která je schopna rozrušit bakteriální vrstvu "zevnitř" a umožnit antibiotikům likvidovat počínající infekci.
GA23-05592S - vliv povrchových modifikací na funkční vlastnosti biodegradabilních materiálů na bázi zinku pro aplikace v oblasti kostních rekonstrukcí (2023-2025; Grantová agentura České republiky)
Spoluřešitel: doc. Ing. Jaroslav Fojt, Ph.D.
Zinkové slitiny vykazují vlastnosti vhodné pro vstřebatelné, biodegradabilní, implantáty. Ačkoliv již byly navrženy slitiny dosahující mechanických vlastností vhodných pro kostní implantáty, nenachází tyto materiály uplatnění v klinické praxi. K tomu vede několik důvodů. Na základě vlastností zinkových slitin lze očekávat, že odolnost zinkových slitin vůči dynamickému namáhání bude spíše nízká. Zinkové slitiny také často vykazují nerovnoměrné korozní napadení a špatnou osseointegraci. Výše zmíněné nedostatky lze, v principu, odstranit, či limitovat, vhodnou povrchovou modifikací. Vliv povrchového zpracování zinkových materiálů na jejich vlastnosti je jen velmi málo prostudován. V rámci projektu se zaměříme na studium vlivu povrchového zpracování slitiny ZnMg0,8Sr0,2 elektrochemickými metodami a metodami laserového vyklepávání a mikroobrábění, které na zinkové materiály nebyly doposud aplikovány. Získané poznatky následně využijeme pro návrh postupu povrchového zpracování Zn slitin, který povede ke zlepšení jejich funkčnosti pro aplikace v oblasti kostních implantátů.
GA23-04971S - Predikce mechanického chování struktur tvořených 3d tiskem slitiny titanu s betastrukturou (2023-2025; Grantová agentura České republiky)
Spoluřešitel: doc. Ing. Jan Stoulil, Ph.D.
Současné kloubní a zubní náhrady jsou tvořeny převážně ze slitiny Ti6Al4V, jejíž hlavní nevýhodou je vysoký modul pružnosti základního materiálu a možné uvolňování toxických látek do organismu. Cílem navrhovaného projektu je využití kombinace vysoce biokompatibilních materiálů na základě slitiny titanu s beta-strukturou a porézní gyroidní struktury. Slitiny titanu s beta-strukturou neobsahují toxické prvky a mají nižší modul pružnosti, který se blíží modulu pružnosti okolní kostní tkáně. Tuhost implantátu je možné snížit využitím 3D tištěné porézní struktury, která slouží jako scaffold pro vrůstání kostních buněk, snižuje napěťové stínění a přispívá k osseointegraci implantátu. Při 3D tisku slitin s beta-strukturou se vytváří řada defektů, které negativně ovlivňují mechanické vlastnosti. V navrhovaném projektu bude provedena podrobná experimetální a numerická analýza mechanických vlastností vytištěných vzorků a vzniklých defektů při tisku.
TK04020056 - Vysokoteplotní odolné materiály pro komponenty tepelných okruhů (2022-2025; Technologická agentura ČR)
Spoluřešitel: doc. Ing. Filip Průša, PhD.
Hlavním cílem projektu je vývoj a certifikované testování materiálů a inovativních výrobních postupů a jejich implementace v designu konkrétních komponent tepelných oběhů, které svými vlastnostmi vysoce převýší průmyslově standardně používané. Umožní tak zvýšit účinnost a spolehlivost výroby tepla a elektřiny. V rámci projektu budou zvoleny kandidátní materiály a výrobní postupy, jejichž kombinace umožní dosáhnout jednoznačně lepší mechanické a korozní odolnosti daných komponent, které tak na konci projektu budou připraveny na úrovni umožňující jejich testovací provoz v podmínkách reálného provozu. Hlavními výsledky projektu budou funkční vzorky a užitné vzory komponent vyrobených z nekonvenčních materiálů a radikálně novými metodami jako je 3D tisk a plazmové slinování kovů a keramik.
FW01010115 - alternativní výplňové matrice pro ukládání radioaktivních odpadů z vyřazování jaderných elektráren (almara) (2020-2024; Technologická agentura ČR)
Spoluřešitel: doc. Ing. Milan Kouřil, PhD.
Cílem tohoto projektu bude vývoj a aplikace optimalizovaných výplňových matric pro ukládání středně a vysokoaktivních odpadů z vyřazování jaderných elektráren, tak, aby byly splněny požadavky, které zajistí dlouhodobou bezpečnost úložiště v podmínkách České republiky v definovaných časových intervalech. Dále bude studováno chování radioaktivních odpadů z vyřazování tak, aby bylo možno specifikovat míru uvolňování radionuklidů a jejich migrace pro posouzení bezpečnostních funkcí výplňových matric jako bariery. A konečně bude cílem posouzení použití konvenčních a alternativních výplňových matric pro ukládání radioaktivních odpadů z vyřazování při reálném technologickém zpracování.
GA21-11965S - Výzkum mikrostruktury a simulace sdružených fyzikálních polí v betonu při elektromigračním léčení (2021-2024; Grantová agentura České republiky)
Spoluřešitel: doc. Ing. Milan Kouřil, PhD.
Cílem projektu je odhalit a popsat mikrostrukturální změny v betonu při nedestruktivních metodách založených na elektromigraci částic vlivem průchodu stejnosměrného proudu. Mezi tyto metody patří elektrochemická extrakce chloridů, injektáže korozních inhibitorů nebo léčení poškozeného betonu injektáží nanočástic. Vysvětlení základních mechanismů na úrovni mikrostruktury způsobené aplikací stejnosměrného proudu a jejich navázání na tradiční inženýrské parametry kontinuálního modelu bude provedeno v závislosti na řadě parametrů, např. přítomnosti druhotných surovin v betonu. Stanovení parametrických závislostí bude sloužit k vytvoření konečně-prvkového modelu schopného výpočtu několika vzájemně závislých fyzikálních polí ve fázi iniciace a šíření koroze v železobetonu. Bude řešen komplexní problém elektromigrace částic a korozního poškození železobetonového nosníku.
Ukončené projekty
GA21-11313S - Příprava nanokrystalických kompozitních slitin s vysokou entropií a kontrolovatelnými vlastnostmi (2021 - 2023; Grantová agentura ČR)
řešitel: doc. Ing. Filip Průša, Ph.D.
Cílem projektu je návrh a příprava nové skupiny nanokrystalických kompozitních slitin s vysokou entropií. Dle předběžných výsledků je tímto způsobem možné dosáhnout významného zvýšení meze kluzu a meze pevnosti při současném zachování vysoké plasticity materiálu. Bude studován vliv poměru jednotlivých slitin a vliv použitých parametrů přípravy mletí/legování s ohledem na dosažení optimálních/požadovaných vlastností. Výsledky tohoto výzkumu povedou ke vzniku nového výzkumného směru zaměřeného na nanokrystalické kompozitní slitiny s vysokou entropií.
TE01020390 - Centrum vývoje moderních kovových biomateriálů pro lékařské implantáty (2012 - 2018; Technologická agentura ČR, Centrum kompetence)
řešitel: Prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch
Hlavním důvodem vzniku centra je neustále rostoucí poptávka po nových lékařských implantátech s výrazně vyšší korozní a mechanickou odolností, s delší životností a s lepší biokompatibilitou s lidským organismem. Hlavními typy implantátů vyvíjených v centru jsou částečné nebo totální náhrady kloubů a kostí, dentální implantáty a prvky sloužící k fixaci a spojování kostí.
Výzkumná a vývojová činnost v centru se soustřeďuje na pět hlavních oblastí:
- Biodegradovatelné implantáty vyrobené z nových lehkých slitin sloužící k přechodné fixaci a spojování kostí.
- Nové titanové slitiny s prodlouženou životností a se zlepšenou biokompatibilitou pro kloubní náhrady a dentální implantáty.
- Nové kobaltové slitiny s prodlouženou životností a se zlepšenou biokompatibilitou pro kloubní a kostní náhrady.
- Pórovité implantáty z lehkých slitin pro ortopedické a dentální aplikace vyznačující se výrazně zlepšenou biointegrací buněk nové tkáně.
- Nové povrchové vrstvy na lékařských implantátech zajišťující lepší adhezi a biointegraci buněk nové tkáně a antibakteriální účinky.
TA04010100 - Tribologické povlaky ze zvýšenou korozní ochranou pro ortopedické a traumatologické aplikace (2014 - 2017; Technologická agentura ČR)
řešitel: Prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch
Hlavním cílem projektu je pro vybrané typy implantátů a nástrojů používaných v ortopedii, traumatologii a chirurgii vyvinout povlakový systém s vlastnostmi otěruvzdorného povrchu a netoxickým chemickým složením. Systém bude samostatně nebo pomocí mezivrstev zajišťovat rovněž funkci korozní bariéry, která potlačí nebo zcela zamezí uvolňování toxických iontů z objemového materiálu. Podmínkou správného fungování povlakového systému bude také dokonalá adheze k objemovému materiálu v prostředí tělních tekutin.
TA2-0409 - Nanostrukturování povrchu titanových materiálů (2012 - 2015; Technologická agentura ČR)
řešitel: doc. Ing. Luděk Joska, CSc.
Projekt je zaměřen na nanostrukturování povrchu titanu a jeho slitin. Cílem je zlepšení osseointegrace a urychlení vhojování v rámci projektu nově konstruovaných implantátů. Nanostrukturování bude realizováno na poloprovozním elektrochemickém zařízení, jehož realizace je výstupem projektu. Dalším cílem je zlepšení vlastností stávajících a vývoj nových slitin titanu s kubickou strukturou (tzv. beta slitin), které mají vyšší užitné vlastnosti pro medicínu než titan či alfa-beta slitiny.
FR-TI1/086 - Nové přístupy navrhování energetických zařízení a ocelových konstrukcí s vysokými užitnými parametry (2009-2012; Ministerstvo průmyslu a obchodu)
řešitel: doc. Ing. Jaroslav Bystrianský, CSc.
Identifikace poškozovacích dějů zařízení. Přístupy pro navrhování zařízení s vysokými užitnými parametry. Metody vyhodnocení zkoušek mechanických vlastností. Rozvoj nových a modifikace stávajících postupů matematicko-kvantitativního popisu poškozovacích dějů. Rozvoj metod typu Fitness for Service a Risk Based Inspection pro prokazování integrity konstrukce a bezpečnosti provozu tlakových a procesních zařízení a ocelových konstrukcí. Vytvoření databázového zázemí projektu. Experimentální získání chybějících vstupních dat. Počítačová podpora pro plánování údržby, termínů a rozsahu obnov zařízení za využití diagnostických údajů. Využití metod soft computing. Modifikace postupů stanovení zbytkové doby technického života zařízení diagnostickým systémem. Optimalizace výběru nedestruktivních metod. Využití poznatků a pravděpodobnostního přístupu při návrhu nových zařízení s vyššími užitnými a bezpečnostními parametry.
FR-TI1/362 - Výzkum vlastností materiálů pro bezpečné ukládání radioaktivních odpadů a vývoj postupů jejich hodnocení (2009-2013; Ministerstvo průmyslu a obchodu)
řešitel: Ing. Milan Kouřil, Ph.D.
Předmětem řešení projektu je výzkum nových materiálů pro bezpečné ukládání vyhořelého jaderného paliva a radioaktivních odpadů a postupů a metodik jejich hodnocení jako nezbytného předpokladu kontinuity jaderné energetiky. Výzkum pokrývá vypracování nových metodik výpočtu inventáře radionuklidů a posuzování kritičnosti úložiště v době po jeho uzavření, výzkum vlastností materiálů inženýrských bariér a horninového prostředí a výzkum interakce radionuklidů s materiály bariér. Předmětem výzkumu jsou celkové postupy hodnocení bezpečnosti hlubinného úložiště.
7E09066 - Protection of cultural heritage by real-time corrosion monitoring Musecorr (2009-2012; EU 7. RP projekt)
řešitel: Ing. Milan Kouřil, Ph.D.
Cílem projektu je vývoj resistometrických sond a loggerů pro kontinuální sledování agresivity atmosféry ve vnitřních i vnějších atmosférách. Systém poskytuje okamžitou odezvu na změnu agresivity prostředí. K dispozici jsou sondy ze širokého spektra materiálů (Cu, mosaz, bronz, Ag, Fe, Pb, Sn, Zn).
GAP108/10/1782 - Stabilita bioaktivních vrstevnatých struktur v modelových tělních tekutinách (2010-2013; Grantová agentura ČR)
řešitel: doc. Ing. Luděk Joska, CSc.
Cílem projektu je optimalizace vlastností DLC vrstev dopovaných titanem a zirkoniem a vrstev na bázi oxidů zirkonia z hlediska jejich stability v modelovém tělním prostředí a bioaktivity.
NT12206 - Biologické interakce korozních produktů dentálních slitin (2011-2014; Ministerstvo zdravotnictví)
řešitel: doc. Ing. Luděk Joska, CSc.
Fyzikálně-chemická charakteristika ústního prostředí, provedená neinvazivními metodami, u pacientů s chrupem sanovaným dentálními slitinami a diagnózou hypersensitivity na kovy, provedenou modifikovaným testem proliferace lymfocytů (LTT). Detekce cytokinů, produkovaných mononukleárními buňkami, s použitím proteinového přístupu a využitím "protein array". Stanovení samovolných korozních potenciálů in vivo. Povrchová analýza dentálních slitin pomocí fotoelektronové spektroskopie. Analýza korozí napadených tkání metodou transmisní elektronové mikroskopie a RTG mikroanalýzou. Stanovení kovových iontů v sulkulární tekutině pomocí hmotnostní spektrometrie s induktivně vázaným plazmatem.
GAP108/12/G043 - Mikro- a nanokrystalické materiály s vysokým podílem rozhraní pro moderní strukturní aplikace, biodegradabilní implantáty a uchovávání vodíku (2012-2018; Grantová agentura ČR, Centrum excelence)
řešitel: doc. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch
Mikrokrystalické a nanokrystalické materiály hrají klíčovou úlohu v budoucích technologiích, neboť se vyznačují ultravysokými hodnotami pevnosti a tvrdosti. Základním předpokladem pro jejich úspěšné využití je inovativní a multidisciplinární výzkum zaměřený na vysvětlení chování těchto materiálů v extrémních podmínkách. Smyslem projektu je posunout hranice poznání mikrokrystalických a nanokrystalických materiálů vývojem zcela nových struktur na bázi kovových materiálů. Struktura nových materiálů bude cíleně kontrolována moderními analytickými metodami, jako je pozitronová anihilační spektroskopie, 3D elektronově/iontová tomografie, energiově fitrovaná elektronové mikroskopie a další. Projekt je zaměřen na intenzívně plasticky deformované materiály, materiály s ultravysokou pevností a tepelnou stabilitou vyrobené práškovou metalurgií, materiály pro uchovávání vodíku, biodegradabilní slitiny pro medicínu.
IOM No. 501-5.1: New methods of hydrometallurgical processing deep ocean nodules (2002 -2013; Interoceanmetal (IOM), Poland)
řešitel: doc. Ing. Jitka Jandová, CSc.
Studium extrakce Fe, Mn, Cu, Ni a Co z hlubokomořských konkrecí v roztocích H2SO4-FeSO4-H2O a využití odpadních produktů. Výzkum zahrnuje studium podmínek loužení hlubokomořských konkrecí s ohledem na dosažení maximální extrakce Ni, Cu a Co, odstranění Fe z výluhů jarozitovým srážením s cílem dosažení nejnižšího spolusrážení zájmových kovů; přepracování odpadního jarozitu na komerčně využitelné oxidy železa a použití louženců jako sorbentů pro odstraňování těžkých kovů z odpadních vod. Využití poznatků při navrhování technologie zpracování hlubokomořských konkrecí těžených z území IOM v Tichém oceánu. ČR je členem této organizace.
Komerční projekty
Ověřování nových metod měření účinnosti protikorozní ochrany (2007-dosud; MERO ČR, a.s.)
řešitel: Ing. Milan Kouřil, Ph.D.
V rámci projektu je zkoumán vliv změny prostředí v okolí katodicky chráněného povrchu a jeho vliv na korozní rychlost oceli. Na základě znalostí mechanismu působení katodické ochrany jsou pak navrhována racionální optimalizace provozu aktivní ochrany liniových a úložných zařízení.
Výroba referenčních elektrod pro anodickou ochranu (2004-dosud; BG-SYS-HT, s.r.o.)
řešitel: Ing. Jan Stoulil, Ph.D
Předmětem projektu je výroba robustních a odolných merkurosulfátových a merkurooxidových elektrod pro anodickou ochranu technologických zařízení pro výrobu kyseliny sírové a hydroxidu sodného. Další z portfolia vyráběných elektrod jsou kovové elektrody pro anodickou ochranu zásobníků kapalného hnojiva DAM.
Nové povlaky pro automobilový průmysl (2007-dosud; Institut de la Corrosion, France)
řešitel: Ing. Jan Stoulil, Ph.D
V rámci projektu spolupracujeme na vývoji moderních materiálů pro náhradu běžného žárového zinku. Jedná se o slitiny na bázi Zn-Mg-Al a nově i Al-Mg-Si.
Katodická ochrana kondenzátorů obětovanými anodami (2010-dosud; Škoda Power, s.r.o.)
řešitel: Ing. Milan Kouřil, Ph.D.
Ve spolupráci se společností ŠKODA POWER byla ověřována účinnost a dosah katodické ochrany pláště komory kondenzátorů, povrchu trubkovnice a vnitřního povrchu trubek. Zahrnuty byly různé kombinace komerčně využívaných materiálů pro konstrukci kondenzátorů i pro obětované anody. Kombinace materiálů byly posuzovány ve sladké věžové vodě, brakické a mořské vodě.
Optimalizace výroby slitiny NiTi s tvarovou pamětí (2005-dosud; ELLA-CS)
řešitel: doc. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch
V rámci projektu je sledován vliv postupu výroby implantátů ze slitiny NiTi na jeho výsledné vlastnosti. Cílem je dosažení zvýšené pevnosti a korozní odolnosti implantátu v prostředí lidského organismu.
Příčiny napadení potrubí na vrtné plošině (2011-dosud; TXiS USA)
řešitel: doc. Ing. Pavel Novák, Ph.D.
V projektu jsou hledány příčiny poškození potrubí z hliníkové slitiny, které je využíváno na vrtné plošině při těžbě ropy.
Vývoj nových povrchových úprav pro pístní kroužky spalovacích motorů (2012-dosud; BUZULUK a.s.)
řešitel: doc. Ing. Pavel Novák, Ph.D.
Jsou vyvíjeny a testovány nové povrchové úpravy na bází kompozitních povlaků a vrstev intermetalik pro použití na pístních kroužcích spalovacích motorů.
Recyklace odpadních Nikl metal hydridových baterií (2011- dosud, Kovohutě Příbram nástupnická, a.s.)
řešitel: doc. Ing. Jitka Jandová, CSc.
V rámci projektu jsou popisovány a kriticky hodnoceny dosud publikované postupy získávání kovů vzácných zemin a obecných neželezných kovů, zejména Ni a Co z elektrodových hmot vypotřebovaných Ni-MH baterií. Získané poznatky budou následně využity pro nově vyvíjenou technologii zpracování elektrodových hmot z Ni-MH baterií. Potenciálním provozovatelem jsou Kovohutě Příbram nástupnická, a.s.