Kromě samozřejmého třídění odpadu či instalace stojanů na kola a pítek ve všech budovách MFF UK lze uvést i méně typické příklady opatření, jimiž se Matfyz snaží přispět k péči o životní prostředí. Jedním z nich je systém OCTOPUS, který využívá část odpadního tepla z chlazení fyzikálních experimentů k vyhřívání karlovských budov fakulty. Úspora je v tomto případě také ve spotřebě vody pro chladicí okruhy. Systém fakulta využívá již od roku 2012. Jiným příkladem je právě probíhající sbírka starší výpočetní techniky a vybavení. Počítače mohou po vyřízení všech nutných formalit pomoci desítkám škol. Také v tomto případě jde nejen o ekologické, ale také ekonomické řešení z kategorie win-win.

Studium

Oblast věd o Zemi a o klimatu má na MFF UK dlouhou tradici, vyučujeme jak navazující magisterské programy Fyzika atmosféry, meteorologie a klimatologie a Geofyzika a fyzika planet, tak i doktorské programy Fyzika Země a planet a Fyzika atmosféry, meteorologie a klimatologie. V rámci těchto programů se vyučuje celá řada předmětů bezprostředně se vztahujících k ochraně planety a klimatu:

• Klimatické změny a jejich příčiny - NMET010

  Regionální klimatologie a klimatografie ČR - NMET009

  Šíření exhalací v atmosféře - NMET005

  Oceány v klimatickém systému - NMET068

  Všeobecná klimatologie - NMET012

  Tyto předměty jsou v rámci prostupnosti výuky dostupné všem studentům UK, do budoucna je plánujeme otevřít rovněž více veřejnosti, například v rámci kurzů celoživotního vzdělávání.

Na moderní materiály, které mohou představovat úsporu jak přímou (náhrada vzácných či drahých materiálů jinými se stejnými vlastnostmi), nepřímou (materiály, jejichž použití vede například k energetickým úsporám díky jejich vlastnostem), je zaměřen magisterský studijní program Fyzika kondenzovaných látek a materiálů. V jeho studijních plánech lze nalézt předměty:

• Nové materiály a technologie - Kurz zahrnuje problematiku fyzikálních vlastností mikrokrystalických a nanokrystalických materiálů se zvýšenou specifickou pevností umožňující úsporu nákladů při provozu dopravních prostředků - NFPL053

• Moderní problémy fyziky materiálů - Kurz zahrnuje problematiku přípravy a fyzikálních vlastnosti nanomateriálů, a dále biomateriálů na bázi slitin lehkých kovů - NFPL120

• Slitiny lehkých kovů - Kurz zahrnuje problematiku fyziky ultrajemných slitin hořčíku a titanu se zvýšenou specifickou pevností umožňující úsporu nákladů při provozu dopravních prostředků - NFPL306

• Technologie materiálů - Přehledový kurz zaměřený na technologie a aplikace materiálů používaných pro strukturní aplikace. Při výkladu jsou zdůrazňovány ekologické aspekty jednotlivých technologií (energetická náročnost, materiály z obnovitelných zdrojů - např. Mg, možnosti recyklace) i ekologické aspekty jejich aplikace - např. použití lehkých slitin na bázi hořčíku v automobilovém průmyslu a superlehkých uhlíkových kompozitů v leteckém průmyslu výrazně redukuje emise CO2 (typicky Boeing 787, Airbus A350 jsou konstruovány ze speciálních materiálů obsahujících uhlíkové kompozity, titan a lehké slitiny na bázi hliníku) - NFPL137

V magisterském studijním programu Fyzika povrchů a ionizovaných prostředí lze mezi povinnými předměty nabízíme tyto předměty:

• Elektrochemie povrchů a rozhraní - Přednáška je zaměřená na elektrochemii povrchů, tedy na materiály pro elektrokatalyzátory, které jsou základem palivových článků a baterií - NEVF167

• Fusion plasma – Nově zaváděná přednáška ve spolupráci s AV ČR se zabývá problematikou jaderné fúze a jejího udržení v zařízeních typu tokamak, o kterých se mluví jako o možných budoucích zdrojích energie - NEVF538

Věda a výzkum

• V roce 2021 úspěšně pokračuje realizace projektu Centrum nanomateriálů pro pokročilé aplikace (NanoCent) (www.nanocent.eu) financovaného z OP VVV, výzvy Podpora excelentních výzkumných týmů. Projekt je zaměřen na vývoj a výzkum nanomateriálů perspektivních z hlediska moderních aplikací s vysokou přidanou hodnotou. Jsou vyvíjeny a studovány materiály na bázi nanokrystalického silně porušeného uhlíku, nanokrystalických a epitaxních tenkých vrstev, nanokrystalických kovových oxidů a ultrajemnozrnných slitin titanu a hořčíku pro strukturní aplikace.

• Projekt Palivové články nové generace (PaC NG) financovaného z OP VVV, výzvy Předaplikační výzkum řešený v letech 2018-2022 navazuje na předchozí výzkumy v oblasti pokročilých nanokatalyzátorů na MFF UK. Hlavní aktivity současného výzkumu jsou zaměřeny na posílení trvale udržitelného rozvoje v oblasti uhlíkově neutrální a bezemisní energetiky nezávislé na fosilních zdrojích. Klíčovou aktivitou projektu je dokončení základního vývoje pokročilých nanokatalyzátorů, připravovaných na bázi tenkovrstvových technologií, a jejich nosičů tak, aby umožnily budoucí výrobu svazků vodíkových palivových článků s polymerní membránou, které budou mít aplikační potenciál díky nízkému obsahu vzácných kovů a tím i ceně. Poznatky základního výzkumu jsou převáděny do inovací a nových technologií s širokým aplikačním potenciálem v oblasti vodíkových technologií. V roce 2019 byly patentovány nové typy katalyzátorů na bázi nanočástic platiny a iridia nanášené na plazmaticky leptané protonově vodivé membrány, které najdou využití ve výrobě vodíku ze solární energie významné pro ukládání energie z udržitelných zdrojů. 

• Udržitelný rozvoj též vyžaduje zvládnutí problému existence megakonstelací s tisíci družic na geostacionární dráze nad Zemí, včetně odstraňování tzv. kosmického smetí, tj. nefunkčních družic, zbytků raket a jejich částí. Velké nefunkční družice se musí odstranit individuálně a nákladně, ale miliony malých pozůstatků družic lze odstranit efektivně a mnohem levněji pouze pomocí laserů. Neřešení situace velmi rychle znemožní další využití oběžné dráhy. Iniciativa „Mírové využití laserů ve vesmíru“, iniciovaná Odborem inteligentních dopravních systémů kosmických aktivit a výzkumu, vývoje a inovací Ministerstva dopravy ČR nedávno oslovila odborníky z FZÚ, ÚFP AV ČR a MFF UK s výzvou k přípravě společných projektů k realizaci této iniciativy za podpory českých i mezinárodních grantů a soukromých dárců. Iniciativa má podporu MoU s Lucemburskem, a předpokládá se její začlenění mezi aktivity Evropské agentury pro kosmický program (EUSPA), která bude od roku 2021 sídlit Praze. Účastí na tomto projektu MFF UK nepochybně přispěje k udržitelnému rozvoji nejen v ČR, ale i globálně.

• Opatření v instituci

  Během posledních deseti let MFF UK realizovala celou řadu kroků, které s problematikou udržitelného rozvoje přímo souvisí. Jde zejména o následující stavební akce: 

  • Vybudování nové budovy MFF UK IMPAKT v Troji, dle současných norem a standardů, vybavené moderní zabezpečovací, informační, audiovizuální a technikou s možností kvalitního nahrávání přednášek či pořádání videokonferencí, s využitím hloubkových vrtů a tepelných čerpadel pro úsporné vytápění. Koladuace proběhla 28. 2. 2020, slavnostní otevření je odloženo kvůli pandemii koronaviru COVID-19. 

  • Technologický systém OCTOPUS v areálu Karlov, využívající tepelných čerpadel jak k chlazení přístrojů a technologií, tak i k dotápění budov v přechodných obdobích (vč. využití odpadního tepla pro regeneraci vrtů a podloží). Systém byl vybudován v letech 2011-2012, od roku 2012 se plně využívá k chlazení přístrojů a vytápění budov MFF UK v areálu Ke Karlovu 3 a 5. Kromě úspory finanční přináší též podstatnou úsporu pitné vody, která se do té doby používala k chlazení, což je aspekt velmi důležitý z hlediska udržitelného rozvoje.  

  • Rekonstrukce střechy a opláštění budovy vývojových dílen v Troji za pomoci materiálů s významně lepšími izolačními parametry vedla k výrazným energetickým úsporám jednoho pavilonu v areálu MFF UK Troja. Tato akce proběhla v rámci programu VaVpI v letech 2013-2015, číslo projektu CZ.1.05/4.1.00/16.0345. 

  • Realizace půdní vestavby v objektu MFF UK Malostranské náměstí 25 vedla kromě vytvoření pracovních míst pro doktorandy k zateplení celého objektu a tím k energetickým úsporám. Akce proběhla v rámci program u VaVpI v letech 2013-2015, číslo projektu CZ.1.05/4.1.00/16.0344. 

  • Se stejným záměrem byl zpracován projekt na půdní vestavbu a s tím související zateplení části půdních prostor v budově děkanátu Ke Karlovu 3.  

  • K energetickým úsporám by vedla rekonstrukce opláštění a střech u objektu poslucháren a těžkých laboratoří v areálu MFF UK v Troji, posledních dvou objektů, jejichž pláště nebyly dosud rekonstruovány a jsou v nevyhovujícím stavu. Projekt na tuto rekonstrukci je zpracován, MFF UK žádala o zařazení tohoto projektu do investičního záměru Univerzity Karlovy na období 2020-2025.  

  • V uplynulých dvaceti letech realizovala MFF UK postupnou výměnu oken či jejich těsnění, resp. opravu stávajících oken v jednotlivých budovách vedoucí k energetickým úsporám.

  • V rámci výstavby pavilonu IMPAKT v Troji byly realizovány úpravy venkovních ploch vedoucí k lepšímu zasakování srážkových vod do půdy (zejména venkovní parkoviště), dokončení v roce 2020. 

  • MFF UK realizovala již před řadou let projekt tříděného odpadu ve všech objektech a s tím související zajištění svozů tříděného odpadu. 

  • V roce 2019 byla uskutečněna instalace občerstvovacích pítek ve všech lokalitách MFF UK pro zaměstnance i studenty s možností čerpání pitné vody z řadu přímo do lahví, vedoucí k významnému omezení potřeby jednorázových plastových nádob.