Atomární inženýrství přinese revoluci v medicíně, chemii i energetice ****************************************************************************************** * ****************************************************************************************** English see below Praha, 9. ledna 2024 – Nové materiály pro získávání a ukládání energie, nanoroboty, které lidském těle odhalovat či likvidovat zárodky nemocí, nebo látky, jež urychlí a zefektivní reakcí v průmyslové výrobě, vyvinou s využitím revoluční metody atomárního inženýrství věd projektu Technologie za hranicí nanosvěta (TECHSCALE). Univerzita Palackého (UP) s ním usp výzvěŠpičkový výzkum operačního programu Jan Amos Komenský, partnery jsou Univerzita Karlo Pětiletý výzkum získal podporu téměř půl miliardy korun. „Naším cílem je vyvinout nanomateriály a technologie, které přispějí k řešení dvou současn výzev, tedy získávání a ukládání obnovitelné energie a zlepšení kvality života. Vedle odbo materiálový výzkum jsou v projektu zapojeni i zástupci společenských věd, kteří posoudí př technologií ve společnosti. Současně navrhnou i strategie pro boj s tzv. fake news, které technologií mohly negativně ovlivnit,“ objasnil hlavní řešitel projektu Michal Otyepka z Č výzkumu a pokročilých technologií– CATRIN UP, jenž má ve svém týmu i zástupce pěti fakult Výzkumníci se rozhodli využít obrovského potenciálu metody atomárního inženýrství, které u řídit vlastnosti látek až na úrovni atomů. Vědci jsou schopni vnést jednotlivé atomy kovů různých materiálů, čímž dokáží výrazně zlepšit jejich vlastnosti nebo dokonce objevit zcel možnosti uplatnění. „Ukazuje se, že nanotechnologie začínají být překonávány a ustupují pr inženýrství. Například katalyzátory připravené touto cestou přinášejí až o řády vyšší výtě a současně nahrazují potřebu drahých či nedostupných surovin, jako je například zlato či p energetice zase umíme mnohonásobně zvýšit účinnost získávání zeleného vodíku pomocí solárn nebo amoniaku. Také již víme, že materiály vyvinuté na bázi atomárního inženýrství dokáží mnohem účinněji než mnohá antibiotika, přičemž bakterie si na tyto materiály neumí vyvíjet Ekonomické, ekologické i zdravotní přínosy jsou tudíž obrovské,“ uvedl průkopník této meto CATRIN, jehož tým se zaměří zejména na její využití v energetice. Nové typy katalyzátorů i nanoroboti pro využití v medicíně Podle dalšího z klíčových členů týmů Jiřího Čejky z Přírodovědecké fakulty UK je katalýza udržitelnost například při zpracování ropy, zemního plynu nebo biomasy, výrobě paliv, poly při ochraně životního prostředí. „V rámci projektu TECHSCALE je naším hlavním cílem přípra katalyzátorů na bázi jednotlivých atomů kovů, které umístíme na různých nosičích, jako je zeolity. Tyto katalyzátory budeme zkoumat v různých průmyslově důležitých reakcích, abycho efektivity procesu, hlubšího pochopení funkce katalyzátoru a porozumění mechanismu reakce, Výzkumníci chtějí rovněž přispět k včasnému odhalení a léčbě nemocí. „Budeme vyvíjet, atom unikátní nanoroboty na bázi nanoarchitektury, které budou mít specifický design a budou sc velice nízké koncentrace biomarkerů, což může výrazně zlepšit diagnostiku řady nemocí. Tit budou navíc autonomně pohybovat v lidském těle a likvidovat zárodky chorob,“ upřesnil apli Martin Pumera z CEITEC-VUT. Jednotící linkou multioborového projektu je posouvání hranic nanosvěta a dosažení přesnost vlastností až na úrovni jednotlivých atomů, ale i snaha o rychlé a bezpečné zavedení výsle  „Už během návrhu materiálů budeme brát v úvahu jejich bezpečnost a možné společenské dopa že významně přispějeme k boji s antibiotickou rezistencí, připravíme vysoce účinné senzory nové udržitelné energetické technologie. Postupy atomárního inženýrství přinesou ekologick ekonomické úspory v řadě průmyslových oblastí. V neposlednířadě podpoříme přijetí nových t odbornou i laickou veřejností,“ uzavřel Otyepka. Univerzity reagují na společenské změny Úspěchu v prestižní výzvě si cení vedení Univerzity Palackého. „Skutečnost, že v ní naši v je dokladem excelence výzkumu, jemuž se aktuálně věnují. My všichni jsme svědky obrovského mnoha odvětvích lidskéčinnosti, přesto je posun od nanotechnologií k atomárnímu inženýrstv z nás něčím z oblasti sci-fi. Ovšem kdo jiný než právě univerzitní pracoviště, by měla hle problémů, s nimiž se lidstvo potýká. Těší nás nejen spolupráce s našimi partnerskými vědec v Praze a Brně, ale také fakt, že se jedná o multioborový tým, kdy se na výzkumu podílejí napříč fakultami Univerzity Palackého,“ uvedl prorektor pro internacionalizaci UPOL Jiří S Díky navýšení rozpočtu výzvy Špičkový výzkum na 12,2 miliardy korun získalo podporu celkem které mají posílit pozici České republiky v evropském výzkumném prostoru a zvýšit konkuren tuzemských výzkumných týmů s evropskou i světovou špičkou. TECHSCALE získal druhé nejvyšší všech. „Vysoké školy a jejich vědecké základny musí pružně reagovat na neustálé změny, s nimiž se společnost potýká. Je skvělé, že projekty OP JAK odráží prioritní témata digitalizace, rob klimatických či společenských změn. Prostředky, které jsou pro výzkum určeny, tak přináší východiska nejen pro jednotlivce, ale i pro celou společnost. Vedle těchto benefitů je ale také zvyšování konkurenceschopnosti, kterou naši vědci svým bádáním získávají nejen ve své svými výsledky ji pak přinášejí celé České republice,“ uvedla rektorka Univerzity Karlovy Králíčková. Vývoj nanomateriálů je jedna z oblastí, kterou se dlouhodobě zabývá i CEITEC VUT. „Jsem pr se Martin Pumera a jeho tým připojili k projektu TECHSCALE, který se zaměřuje nejen na věd této oblasti, ale také na aspekt společenský. Věda dnes totiž není jen o práci v laboratoř komunikaci výsledků a o diskuzích jejich celospolečenského dopadu. Věřím, že znalosti a zk Pumery především v oblasti jednoatomového inženýrství budou cenným přínosem pro projekt,“ CEITEC VUT Radimír Vrba. Foto: Vladimír Šigut UK a Techscale CATRIN Olomouc Univerzita KarlovaUniverzita Karlova • založena v roce 1348 • 17 fakult (14 v Praze, 2 v Hradci Králové a 1 v Plzni) • 8 800 zaměstnankyň a zaměstnanců • 51 000 studentek a studentů • 8 000 absolventek a absolventů ročně • 16 000 účastnic a účastníků kurzů celoživotního vzdělávání ročně • 86. místo v žebříčku QS World University Rankings: Europe 2024 *========================================================================================= * Single-atom engineering revolutionizes medicine, chemistry and energy *========================================================================================= Prague (January 9, 2024)—New materials for energy acquisition and storage, nano-robots det eliminating germs in the human body or substances accelerating and streamlining a number o reactions in industrial production will be developed by a revolutionary method of single-a as part of the Technology Beyond Nanoscale (TECHSCALE) project. Palacký University (UP) ha the prestigious Excellent Research call in the Jan Amos Komenský Operational Programme, wi Charles University and CEITEC-VUT. The five-year research received funding of almost half koruna. “Our goal is to develop nanomaterials and technologies that will contribute to solving the societal challenges, i.e. the acquisition and storage of renewable energy and the improvem of life. Besides experts in materials research, representatives of social sciences are als project, who will assess the acceptance of new technologies in society. At the same time, propose strategies for combating the so-called fake news, which could negatively influence of new technologies,” explained the principal investigator of the project Michal Otyepka f Advanced Technology and Research Institute (CATRIN) of UP, who also has representatives of University faculties on his team. The researchers decided to exploit the huge potential of the single-atom engineering metho to tune the properties of substances up to the level of individual atoms. Scientists are a individual metal atoms into the structure of different materials, which can significantly properties or even enable completely new applications. “It turns out that nanotechnologies surpassed by and are giving way to single-atom engineering. For example, catalysts prepare up to orders of magnitude higher reaction yields and at the same time replace the need for inaccessible raw materials such as gold or platinum. In the energy sector, we can increase efficiency of acquiring green hydrogen by solar decomposition of water or ammonia. We also materials developed on the basis of atomic engineering can kill bacteria much more effecti antibiotics, while bacteria cannot develop resistance to these materials. The economic, ec health benefits are therefore enormous,” said Radek Zbořil from CATRIN, a pioneer of this team will focus especially on its use in the energy sector. New types of catalysts and nano-robots for use in medicine According to another key team member Jiří Čejka from the Faculty of Science of Charles Uni catalysis is essential for sustainability, for example, in oil, natural gas or biomass pro polymer, pharmaceutical production or environmental protection. “Within the TECHSCALE proj objective is to prepare new types of catalysts based on individual metal atoms, which we w various carriers, such as graphene or zeolites. We will examine these catalysts in various important reactions to achieve an increase in process efficiency and a deeper understandin of the catalyst and the mechanism of the reaction,” said Čejka. The researchers also want to contribute to the early detection and treatment of diseases. atom by atom, unique nanorobots based on nanoarchitecture, which will have a specific desi able to detect very low concentrations of biomarkers, which can significantly improve the number of diseases. In addition, these nanorobots will move autonomously in the human body said Martin Pumera from CEITEC-VUT, clarifying the applications in medicine. The unifying theme of the multidisciplinary project is to push the boundaries of the nanow precision in tuning properties up to the level of single atoms, but also to strive for a q implementation of the results into practice. “Already during the design phase, we will con safety of materials and possible social impacts. I believe that we will significantly cont the fight against antibiotic resistance, prepare high-efficiency sensors and develop new s energy technologies. Single-atom engineering processes will bring environmental benefits a economic savings in a number of industrial areas. Last but not least, we will support the technologies by both the professional and the general public,” concluded Otyepka. Universities respond to societal change Success in this prestigious call is appreciated by the leadership of Palacký University. “ scientists succeeded in it is a testament to the excellence of the research they are curre We are all witnessing tremendous progress in many fields of human activity, yet for most o from nanotechnology to single-atom engineering is something from the field of science fict than the university should look for new solutions to the problems faced by humanity? We ar only with the cooperation with our partner workplaces in Prague and Brno, but also with th is a multidisciplinary research team, with members being from different Palacký University Vice-Rector for Internationalization of UP Stavovčík. Thanks to an increase in the budget of the Excellent Research call to 12.2 billion Czech k 26 projects were supported to strengthen the position of the Czech Republic in the Europea and increase the competitiveness of domestic research teams with those on a European and g excellence. TECHSCALE was awarded a second place in the overall competition. “Universities and their research centres must react flexibly to the constant changes that our society are facing. It is great that the OP JAK projects reflect the priority themes o robotization or climate or social change. Thus, the research funds provide practical start only for individuals, but also for the whole society. In addition to these benefits, howev necessary to emphasize the increase in competitiveness, which our scientists gain through not only in their field but also, through their results, bring to the whole Czech Republic Milena Králíčková, Rector of Charles University. The development of nanomaterials is one of the areas that CEITEC BUT has been working on f “I am therefore proud that Martin Pumera and his team have joined the TECHSCALE project, w not only on the scientific aspect of this area, but also on the social one. Today, science about working in the laboratory, but also about communicating the results and discussing t impact. I believe that Martin Pumera’s knowledge and experience, especially in the field o engineering, will be a valuable contribution to the project,” concluded CEITEC BUT Directo Information about the project is also available at www.techscale.cz [ URL "http://www.tech Contact person Michal Otyepka—principal investigator E: michal.otyepka@upol.cz [ URL "mailto:michal.otyepka@upol.cz"] M: +420 733 690 624