Doc. Mgr. Jana Kukutschová, PhD. Ing. Hana Doležalová NanotechnologieaNanomateriály VŠB – Technická Univerzita.

Prezentace na téma: "Doc. Mgr. Jana Kukutschová, PhD. Ing. Hana Doležalová NanotechnologieaNanomateriály VŠB – Technická Univerzita."— Transkript prezentace:

1 Doc. Mgr. Jana Kukutschová, PhD. jana.kukutschova@vsb.cz Ing. Hana Doležalová hana.dolezalova@vsb.cz NanotechnologieaNanomateriály VŠB – Technická Univerzita Ostrava Centrum nanotechnologií

2 Nanotechnologie a nanomateriály Nanotechnologie - technický obor, který se zabývá studiem a přípravou materiálů v měřítku nanometrů (cca 1–100 nm, tj. řádově 10 -9 m). 1 nm ~ délka nehtu, která člověku doroste za 1 s.

3 Nanomateriály 1D 2D 3D Nanomateriály - Min. 1D rozměr obvykle < 100 nm 1D - Nanofilmy 2D - Nanovlákna 3D - Nanočástice

4 Nanočástice ( <100 nm ) Syntetické - elementární kovy (Ag, Fe, Ti), oxidy kovů ( TiO 2, ZnO, Fe 3 O 4...) - uhlíkaté nanomateriály ( saze, nanodiamant, aj. ) Přírodní – požáry, vulkanická činnost Vedlejší produkty antropogenních činností – doprava, svařování, pyrometalurgie, grilování, smažení, kouření, …

5 Proč jsou nanomateriály vyjímečné ? Velikostí (hmotností, povrchem – reaktivitou) Gravitační působení zanedbatelné Schopnost pronikat biomembránami (léčiva)

6 Magnetické nanokapaliny - suspenze nanočástic oxidu železa (nejč.Fe 3 O 4 ) ve vhodném rozpouštědle - částice jsou silně magnetizovány v magnetickém poli

7 Ferrofluids Využití: NASA (National Aeronautics and Space Administration) - objev ferrofluids v 60. letech – pro kontrolu pohybu kapalin Medicína - kontrastní látka, tzv. SPION „SuperParamagnetic Iron Oxide Nanoparticles“ pro vyšetření onkologických pacientů použitím magnetické rezonance - značení kmenových buněk - cílený transport léčiv použitím magnetického pole - hypertermie – onkologická léčba

8 Nanopěna - Na bázi SiO 2, C, kovů - Velmi nízká hmotnost - Výborné izolační vlastnosti

9 Fotokatalytický účinek po osvitu UV zářením Degradace organických polutantů, plynných emisí,.. Aplikace – samočistící nátěrové hmoty, filtry, … Nano TiO 2

10 Aplikace nanotechnologií

11 Výzkum v oblasti nanotechnologií a nanomateriálů Centra nanotechnologií VŠB-TUO

12 J. Tokarský, et al. Molecular modeling of gel nanoparticles with cyclosporine A for oral drug delivery. Int. J. of Pharmaceutics (2011). Úspora času a práce technologů svou schopností predikovat vlastnosti dosud nepřipravených směsí nosičů léčiv. Možnost rozpoznat účinná složení a nevěnovat se zbytečné a nákladné přípravě a testování směsí, které nevykazují požadované vlastnosti. Obrázky ukazují odlišné chování dvou různých směsí amfifilních gelů v přítomnosti vody. Simulace odpovídají na otázku, zda směsi budou ve vodném prostředí vytvářet kapky, vlákna atd. Molekulární modelování: počítačový design lékových forem Z modelů lze rovněž predikovat sílu interakce léčivo- nosič.

13 Nanočástice stříbra na jílovém nosiči Snímek ze skenovacího elektronového mikroskopu částic modifikovaného jílového minerálu Snímek z transmisního elektronového mikroskopu (TEM) nanočástic vázaných na jílovém nosiči Inhibice růstu bakteriálních kmenů: Klebsiella pneumoniae Pseudomonas aeruginosa Staphylococcus aureus Enterococcus faecalis High-resolution TEM nanočástice Ag

14 Algicidní účinky nanokompozitu jíl – TiO 2 Vzorky cementových bločků + kompozit jíl- nano TiO 2 (KATI) - expozice sladkovodním zeleným řasám (Desmodesmus subspicatus) Odolnost vůči biodeterioraci – zárůstu řasami Vzorky Zárůst bločků [%] 10 wt% KATI20 20 wt% KATI3 10 wt% MK9 CEMENT32

15 Doprava – brzdová obložení Otěrové částice emitované do ovzduší z brzdového obložení automobilů - od 10 nm v průměru - až 5 000 000 částic/cm 2 - uhlík, kovy (Fe, Cu, Zn, Sb, …)

16 Zdravotní rizika nanometrických částic - nanopatologie Spolupráce s Ústavem patologie a Klinikou ORL FNO SEM – EDX - tonsily

17 SEM-EDX snímek cévy glioblastomu

18 Děkuji za pozornost.