Česko opět exceluje v nanotechnologiích: máme nejmenší nanomagnety na světě

„Zabývali jsme se možnostmi využití grafenu. Po jeho ohřátí jsme získali materiál, který měl velmi zajímavé magnetické vlastnosti,“ popsal technolog.

Když jeho tým nový materiál studoval dále, zjistil, že se v něm vyskytuje železo v elementární podobě. „Což není příliš obvyklé. Extrémně malé částice železa byly zachyceny uvnitř grafénových rovin, a tím byly stabilizovány a nemohlo dojít k jejich oxidaci.“

Takový materiál je na vzduchu dlouhodobě stabilní a má mnoho aplikací. Například v medicíně může sloužit jako kontrastní látka při zobrazovacích metodách, ale i nemedicínské použití je četné. „Může sloužit jako nosič katalyzátorů, po reakci ho opět rekuperujeme magnetem, z reakční směsi ho odstraníme, a můžeme ho znovu použít.“

Soferův tým se také zabývá vývojem materiálu, který by mohl podstatně zlevnit přípravu vodíku pro potřeby automobilového průmyslu. Vodíkový pohon sice dostává jedničku od ekologů, ale výroba tohoto plynu rozkladem vody je stále drahá. Tento proces vyžaduje použití zlata, iridia nebo platiny.

„Chceme se dostat k materiálu, který by se svými vlastnostmi přiblížil zejména z hlediska elektrokatalytických schopností platinovým kovům, tím pádem velmi výrazně snížil přepětí vodíku a tak i energetickou náročnost celého procesu.“

Vědci v této aplikace používají vrstevnaté materiály na bázi dichalkogenidů přechodných kovů, případně jejich kombinace s grafénem. „Ten přináší velkou elektrickou vodivost, zatímco dichalkogenidy dodávají výborné elektrokatalytické vlastnosti,“ vysvětlil Sofer.

Objevem levnějšího způsobu, jak z vody získat vodík, úspěšná cesta k automobilu „na vodu“ zdaleka nekončí. „Je ještě nutné vyřešit skladování vodíku, stejně jako to, jakým způsobem se převádí energie uložená ve vodíku na energii pohybovou.“

„Hlavní komplikací celého výzkumu je způsob uchování energie, aby elektromobil měl dostatečný dojezd,“ dodal expert.

Jak se k nanočásticím, které jsou lidským výtvorem, zachová příroda a jak na ně reaguje lidské tělo? „Mnoho výzkumných skupin se zabývá ekotoxikologickými vlastnostmi nanočástic, protože je nutné vědět, jakou interakci s živými organismy tyto nové materiály budou mít,“ potvrdil Sofer.

Díky své velikosti jsou nanočástice schopné pronikat až do buněk a nevíme, jakým způsobem se tam budou chovat. „Intenzivně se tento problém řeší u materiálů jako jsou oxid zinečnatý, oxid titaničitý, se kterými se běžně můžeme setkat v opalovacích krémech a podobně.“

„Například škodlivost se ukázala u uhlíkových nanotrubiček, které se chovají vůči organismu podobně jako azbestová vlákna, čili mohou mít rakovinotvorné účinky. I proto je nutné zvažovat, jaký materiál bude ve kterém prostředí aplikován,“ shrnul budoucí úkoly nanotechnologů Zdeněk Sofer.