Vedci z MTF STU zaznamenali prvé úspechy vo významnom projekte výskumu a vývoja materiálov

Slovenská technická univerzita v Bratislave – Materiálovotechnologická fakulta so sídlom v Trnave (MTF STU) sa pred vyše rokom stala riešiteľom významného projektu Vedeckovýskumné centrum excelentnosti SlovakION pre materiálový a interdisciplinárny výskum.

Generálnym cieľom projektu spolufinancovaného zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja vo výške takmer 10 miliónov eur je vytvorenie udržateľného excelentného výskumno-vývojového, inovačného a inštitucionálno-riadiaceho prostredia na realizáciu aktivít v oblasti materiálového výskumu, vývoj nových materiálov, uplatňovanie najnovších diagnostických metód, simulácie a modelovanie v materiálovom inžinierstve, ako aj spracovanie a analýzy signálov, strojové učenie či integrácia riadenia a signálov v oblasti informačno-komunikačných technológií.

„Strategickým cieľom je dosiahnuť štatút medzinárodne vedecky konkurencie schopného centra najmä v oblasti materiálového výskumu využívajúceho technológie iónových zväzkov a plazmy, ale aj v interdisciplinárnych oblastiach výskumno-vývojových aktivít,“ uviedol zodpovedný riešiteľ projektu Róbert Riedlmajer z MTF STU v Trnave.

Výsledky výskumného projektu nájdu praktické uplatnenie v mnohých oblastiach.

Centrum excelentnosti SlovakION vykonáva výskum v oblasti prípravy materiálov, ktoré nájdu uplatnenie v rôznych aplikáciách napríklad automobilového priemyslu, optike, elektrotechnike, fotovoltaike, prípadne špecifických technológiách displejov, výrobných technológiách, informačných a komunikačných technológiách, optike či senzorike.

6-megavoltový iónový urýchľovač na analýzu a modifikáciu povrchu materiálov v priestoroch centra excelentnosti trnavskej MTF STU je jedným z mála zariadení tohto typu v Európe

Technológie iónových zväzkov sa môžu považovať za “švajčiarsky nôž” inžinierstva povrchov, odvíjajú sa od typu iónov, ich energie a dávky, pričom nimi možno upraviť a zlepšiť takmer všetky povrchové vlastnosti materiálov.

Tiež umožňujú modifikáciu materiálov na nanoúrovni, ako aj spracovanie veľkých plôch, pretože iónový zväzok a plazmové metódy sú škálovateľné a rešpektujú rozmery materiálov. To poskytuje potenciál pre aplikácie v rôznych odvetviach priemyslu.

Najvýznamnejší úspech prvého roku riešenia projektu

Najvýznamnejším úspechom v prvom roku riešenia projektu bola podľa slov Róbert Riedlmajera najmä realizácia výpočtov z prvých princípov (tzv. ab initio) pre Beta-Nuclear magnetic resonance experiment (Beta-NMR) urýchľovacieho komplexu CERN-ISOLDE vo Švajčiarsku.

„Pre chemické a biochemické aplikácie Beta-NMR sa používa kvapalný terč pre implantáciu rádioakívnych iónov. Tento terč je zložený z iónových kvapalín kvôli nízkemu tlaku nasýtených pár. Naše pracovisko poskytuje komplexu CERN-ISOLDE veľmi presné výpočty NMR tienenia v kvapalinách – voda, iónové kvapaliny. V spoločnom článku riešiteľov projektu s autormi z CERN-ISOLDE je publikovanie významných zistení v časopise Physical Review v roku 2020, kde sa po prvýkrát podarilo zmerať magnetický dipólový moment rádioaktívneho krátko žijúceho jadra 26Na s presnosťou parts-per-milion. Tento výsledok bol dosiahnutý zlepšením experimentálnych techník a zlepšením presnosti našich ab initio výpočtov.
Spolupráca riešiteľov projektu z Trnavy a CERN-ISOLDE pokračuje – stali sme sa súčasťou internej ponuky na nové experimenty v komplexe CERN-ISOLDE. Dlhodobým cieľom je vývoj Beta-NMR spektroskopie pre chemické a biochemické aplikácie,“ skonštatoval Riedlmajer.

Riešitelia projektu sa venovali aj analytickému výskumu, realizácii mnohých výpočtov a meraní a tiež experimentálnej činnosti, z čoho pramení čulá publikačná aktivita.

„Vznikli významné vedecké príspevky v bonitných, najmä zahraničných vedeckých časopisoch. Významná spolupráca okrem CERN-ISOLDE sa prejavila aj s ďalšími poprednými inštitúciami ako sú Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, EMPA Dubendorf alebo Fyzikálny ústav SAV Bratislava,“ dodal doc. Ing. Róbert Riedlmajer, PhD.

Slovenská technická univerzita v Bratislave prijíma politiku otvoreného prístupu a hlási sa k filozofii otvorenej vedy. Sprístupňovanie a efektívne šírenie výsledkov vedecko-výskumnej činnosti patrí medzi hlavné úlohy STU ako verejnej výskumno-vzdelávacej inštitúcie.