Funkcionális nanoanyagok és szenzorok alkalmazásorientált kutatása és fejlesztése (Nanotechnológia)

A tématerületi kutatás címe:

Funkcionális nanoanyagok és szenzorok alkalmazásorientált kutatása és fejlesztése (Nanotechnológia)

A tématerület kulcsszavainak megadása (legfeljebb 5):

nanotechnológia, nanodiagnosztika, biomineralizáció, szenzorhálózat, szoftverszenzor

A tématerületi kutatás vezetőjének neve, beosztása:

Dr. Vonderviszt Ferenc, MTA doktora

rektorhelyettes, egyetemi tanár

A tématerületi kutatás tartalmi összefoglalója

A „Funkcionális nanoanyagok és szenzorok alkalmazásorientált kutatása és fejlesztése” c. tématerületi kutatás összefogja a PE különböző kutatólaboratóriumaiban folyó nemzetközi színvonalú KFI tevékenységet a nanodiagnosztikai eljárások kidolgozása, a korszerű nanoszerkezetű anyagok előállítása és a szenzorfejlesztések területén. Bio-nanotechnológiai kutatásaink keretében különböző biológia minták (vér, vizelet, nyál, stb.) glikomikai vizsgálatához szükséges mintaelőkészítési eljárásokat, folyadék fázisú elválasztási módszereket (kapilláris elektroforézis, folyadék-kromatográfia) és új glikoinformatikai megoldásokat fejlesztünk új molekuláris és nano-diagnosztikai eljárások kidolgozásának érdekében. Fehérjemérnökség alkalmazásával olyan flagellin alapú fúziós fehérjék állítunk elő, amelyekből különféle tulajdonságokkal felruházott funkcionális nanorudak építhetők. Különféle nehézfémek kötésére képes nanorudakból elektrokémiai mikroszenzorok felületi érzékelőrétege hozható létre, amelyek alkalmasak környezeti vízminták szennyezettségének monitorozására. A koronavírus elleni küzdelemhez kapcsolódóan olyan újfajta flagellin alapú oltóanyag molekula kifejlesztését végezzük, ami képes egyszerre stimulálni a veleszületett és a szerzett immunrendszert is. A Funkcionális Nanorészecskék Kutatócsoport gyógyszerhordozó nanorészecskéket fejleszt a személyre szabott orvoslás támogatására, valamint nanorészecskék alkalmazásával látens hőtároló anyagokból készült mikrokapszulákat állít elő, amelyeket épületpanelekbe integrálva radikálisan csökkenthető az épületek hűtési és fűtési energiaigénye. A Környezeti Ásványtan Kutatócsoport az élő szervezetek közreműködésével képződő bioásványok nanoszerkezetét és kiválásuk mechanizmusát vizsgálja. Az így megszerzett ismeretek révén lehetőség nyílik különleges tulajdonságú anyagok szintézisére.

Napjainkban a cementhelyettesítő anyagok, az alkáli aktivált szervetlen polimerek, a biokompatibilis hidroxiapatit anyagok fejlesztése, a funkcionális és intelligens nanostruktúrák és nanokompozitok alkalmazásorientált kutatása igen fontos terület. Kutatásunkban a különböző módszerekkel előállított nanostruktúrák és nanokompozitok tulajdonságait vizsgáljuk és meghatározzuk az előállítási módszereknek az anyagok tulajdonságaira és a bioaktivitásara gyakorolt hatását. A funkcionális nanoanyagok fejlesztésével kapcsolatban olyan kutatást is indítunk melynek célja felületileg módosított nanopórusos anyagok fejlesztése, felületi jellemzése és elválasztástechnikai alkalmazása, a felületiborítottság-gradiens hatásának vizsgálata a nanopórusos anyagok elválasztási hatékonyságára, valamint biológiailag aktív óriásmolekulák (fehérjék, peptidek) analitikai elválasztása, retenciós folyamatainak vizsgálata felületmódosított nanopórusos anyagok alkalmazásával.

A Komplex Molekuláris Rendszerek kutatócsoport által elsősorban számítógépes szimulációs módszerekkel tanulmányozott komplex molekuláris rendszerek olyan anyagokat és eszközöket foglalnak magukban, ahol a nano-skálán lejátszódó molekuláris mechanizmusok megértése elengedhetetlen a nanoeszközök működésének (pl. nanopórusok, szenzorok) illetve az anyagok tulajdonságainak tervezéséhez.

A szenzorok jeleinek feldolgozásával és szoftver szenzorok fejlesztésével kapcsolatos kutatásaink három társadalmilag és gazdaságilag rendkívül fontos alkalmazási témakörre fókuszálnak. Az első résztéma a villamosenergia-rendszerek optimális üzemeltetésének érdekében a berendezés szinttől (akkumulátor használata) a villamosenergia-hálózatok szintjén át egészen az elektromos energiapiac szintjéig kiterjedő szenzor- és információs hálózatra épülő, a villamosenergia-rendszerre szabott modellezési és optimalizációs technikák fejlesztésére koncentrál. A második szenzorikai kutatási altéma sokcsatornás, nagyfelbontású EEG jelfeldolgozási eljárások, valamint ezeket implementáló nagyfokúan párhuzamos algoritmusok kutatását fogja össze, melynek célja az EKG szenzorrendszerek méréseit feldolgozó eljárások fejlesztése a szívritmuszavarok felismerésére, a hirtelen szívhalál rizikóelemzésére, valamint a szívfrekvencia-variabilitás értelmezésére. Szenzorikai kutatásaink 3. iránya a szoftverszenzoros és szenzorfúziós eljárások fejlesztését fogja össze. Az általánosan alkalmazható, adat- és hálózattudomány eszköztárát is célirányosan fejlesztő kutatásokban járműirányítási és közlekedésbiztonsági szempontból kiemelkedően fontos paraméterek értékének a meghatározására fókuszálunk, ugyanis a menetdinamikai viselkedést több olyan tényező is befolyásolja, ami közvetlenül nem, vagy csak nagyon körülményesen mérhető, mint pl. a tapadási együttható, a guminyomás és az útfelület milyensége, a gépjárműre ható fizikai erők, vagy a gépjármű alkotórészeinek állapota. A kutatások fő alkalmazási területe a komplex műszaki rendszerek hatékonyságának növelése és a járműirányítási témakörben pedig az autonóm járműtechnológiák fejlesztése és az elektromobilitás elősegítése.

lablec


Nyomtatás   E-mail