Pokročilé polymery a kompozity
Hlavní činností výzkumné skupiny je zkoumat pokročilé metody přípravy multifunkčních homogenních a heterogenních polymerních materiálů (biomateriály, elektromateriály a strukturní materiály), charakterizovat jejich strukturu v různých měřítkách, kvantifikovat vztahy struktura-vlastnost-funkce na různých strukturálních úrovních a vyvinout postupy pro konstrukci vlastností této třídy materiálů v procesu jejich přípravy.
Mezi specifické výzkumné činnosti patří:
Výzkum při přípravě nových, pokročilých víceúrovňových a multifunkčních homogenních a heterogenních polymerních materiálů využívajících pokročilé syntézy multifunkčních makromonomerů a polymerů, ultratenkých nanostrukturních polymerních vrstev a funkčně specifických chemických modifikací biopolymerů, syntézy monomerů a polymerů z obnovitelných zdrojů a využití geneticky modifikovaných mikroorganismů za účelem výroby biopolymerů s požadovanou molekulární strukturou.
Charakterizace strukturních parametrů, specifických funkcí a vlastností syntetizovaných materiálů na různých měřítkách od nanometrů přes mikro až po makroškálu a výzkum způsobů řízení vlastností a funkcí v různých krocích přípravy materiálu z molekulární úrovně, přes supermolekulární úroveň a morfologii k fázové struktuře a prostorovému uspořádání heterogenity. Kromě fyzikálně-chemických a mechanických vlastností bude také zkoumána biotoxicita a ekotoxicita nových materiálů.
Výzkum mechanizmů a kinetiky degradace syntetických materiálů hydrolýzou a bakteriálním působením, migrace degradačních produktů na biotické a abiotické složky životního prostředí, včetně výzkumů při retenci těchto druhů v životním prostředí a v živých organizmech na molekulární, buněčné, tkáňové a metabolické hladiny; bude také zkoumáno použití krevních derivátů jako bioindikátorů. Dále budou zkoumány degradační mechanismy komerčních plastů a sloučenin. Výzkum fenoménů probíhajících v polymerní matrici za aplikačních podmínek; vývoj nových, stabilnějších materiálů a způsobů spolehlivé předpovědi jejich životnosti.
Zkoušky degradace se provádějí v klimatických a tepelných šokových komorách s možností nastavení a udržení pracovních faktorů aplikovaných na zkušební vzorky materiálů po dobu trvání zkoušky. Konkrétně to znamená zrychlené testy životnosti, zrychlené tepelné stárnutí, elektrický stres a stárnutí kombinací vlivů, cyklické tepelné namáhání (změny teploty), zkoušky teplotním šokem, vyšší vliv relativní vlhkosti a účinky viditelného a UV záření.
Vývoj nových simulačních postupů a metod počítačového modelování vztahů struktura-vlastnost-funkce v heterogenních polymerních materiálech a defekty v anizotropních polymerních systémech podporujících počítačový návrh materiálu, difuzi non-Fickian v degradaci pevných látek, pro předpověď životnosti polymerního odpadu.
