Pokročilé polymerní materiály a kompozity - Josef Jančář
Vysoké učení technické v Brně Vysoké učení technické v…
Pokročilé polymerní materiály a kompozity - Josef Jančář

Vedení

prof. RNDr. Josef Jančář, CSc. prof. RNDr. Josef Jančář, CSc.
Vedoucí výzkumného programu

Výzkumné oblasti

  • Syntéza speciálních organických a organicko-anorganických polymerů a kopolymerů
  • Vztahy mezi strukturou a vlastnostmi v polymerech a polymerních kompozitech
  • Vývoj pokročilých funkčních materiálů založených na nanostrukturovaných hierarchických polymerech
  • Syntézy polymerů s řízenou životností, resorpce biomedicínských polymerů, predikce životnosti pro komerční plasty
  • Fyzika heterogenních polymerních systémů, deformace a zlomové jevy v dynamice replikace polymerů, nanokompozitní viskoelasticita, samouspořádání
  • Syntéza biopolymerních materiálů pro tkáňové inženýrství a distribuci léků

Advanced Polymers and Composites - brožura ke stažení (EN) (2,78 MB)

Příprava pokročilých multifunkčních polymerních a biopolymerních materiálů

Kvantifikace vztahů struktura-vlastnost-funkce v sypkém materiálu

Mechanismy degradace polymerů

Zrychlené stárnutí

Počítačové modelování a simulace


Hlavní cíle

Biomateriály

Vývoj nových kompozitních biomateriálů, které mohou indukovat růst pojivové tkáně na povrchu implantátů, a tak urychlit hojení a zlepšit pevnost a biologickou stabilitu spojení implantátu a tkáně (materiály pro náhradu měkkých a tvrdých tkání).

Materiály pro energetiku a ekologii

Vývoj nových kompozitních materiálů s funkčně upravenými strukturami pro zlepšení účinnosti a životnosti součástí a zařízení pro energetiku, komunikační a řídicí technologie (vodivé polymerní materiály pro elektrody, biopolymery a prekurzory rostlin a zbytků rostlin).

Konstrukční materiály

Vývoj nových polymerních kompozitů s vynikajícími mechanickými a tepelnými vlastnostmi pro konstrukční aplikace (polymerní multifunkční kompozity pro špičkové inženýrské aplikace).


Výzkumné zaměření

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:

Příprava pokročilých multifunkčních polymerních a biopolymerních materiálů

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.

Kvantifikace vztahů struktura-vlastnost-funkce v sypkých materiálech

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.

Mechanismy degradace polymerů

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.

Zrychlené stárnutí

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.

Počítačové modelování a simulace

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.


Novinky

Všechny novinky