Vědci z Katedry chemie Přírodovědecké fakulty Ostravské univerzity (KCH PřF OU) se dlouhodobě věnují výzkumu porézních převážně uhlíkatých materiálů. V rámci svého výzkumu hledají nové cesty jejich přípravy a testují je pro nejrůznější využití. Nedávno tak získali patentovou ochranu hned pro dvě inovace v této oblasti. V prvním případě vytvořili inovativní uhlíkovou strukturu z rostlinné biomasy – konkrétně z pilin a kávové sedliny – která může najít široké uplatnění v průmyslové výrobě.

„Původně jsme chtěli vytvořit monolitický uhlíkový materiál pro záchyt DNA, což je důležité například pro vývoj biosenzorů v medicíně. Při podrobnější analýze jsme však zjistili, že tento materiál může díky velikosti pórů (5 až 20 nanometrů) najít ještě lepší využití jinde. Vzhledem k jeho vlastnostem a snadnému tvarování může sloužit jako aktivní uhlí pro filtrační systémy či čističky odpadních vod. Uplatnění může najít v akvaristice, v dekontaminačních procesech i chemickém průmyslu,“ říká doktorka Lucie Kořená z KCH PřF OU, která pro tuto inovaci podávala patent.

Patentovaný způsob výroby této monolitické uhlíkové struktury z laboratoří Ostravské univerzity zjednodušuje standardní průmyslový proces a umožňuje výrobu pevného uhlíkového monolitu v různých tvarech.

Tento patent byl podpořen projektem financovaným na základě interní grantové soutěže DGC Ostravské univerzity. Grant získala spoluautorka patentu Lucie Kořená ještě během svého doktorského studia. Studentská grantová soutěž DGC podporuje zvýšení kvality a efektivnosti vědecké, výzkumné a umělecké práce Ph.D. studentů na OU, rozvoj interdisciplinarity vědních oborů v doktorském studiu, publikování výsledků a navazování mezinárodní spolupráce.

„Povedlo se nám zefektivnit výrobní proces, který namísto standardních dvou ohřívacích kroků vyžaduje pouze jeden, a navíc vede k monolitům volitelného tvaru. Podle našich odhadů by patent mohl v reálném provozu snížit náklady na výrobu uhlíkové struktury až o 50 procent,“ dodává spoluautor patentu docent Václav Slovák.

Druhá novinka může zlevnit výrobu dioxolanů

Spolu s kolegy z partnerské univerzity v polských Katovicích si pak nechali patentovat také účinnější a levnější způsob syntézy dioxolanů. Tedy sloučenin, které se využívají ve farmaceutickém průmyslu například při výrobě antifungálních léčiv, jako stabilizátory vonných látek v kosmetické výrobě či jako aditivum do hnojiv, kdy zlepšují jejich vstřebatelnost.

„Mezinárodní spolupráce ukázala, jak lze špičkový základní výzkum efektivně propojit s konkrétními aplikacemi. Náš porézní uhlík může sloužit jako účinný a zároveň levnější katalyzátor při výrobě dioxolanů. V praxi to znamená, že při jejich syntéze lze uspořit zhruba 25 procent nákladů oproti současným výrobním metodám, kdy jsou využívány drahé kovy,“ doplňují za tým KCH PřF OU doktorka Gabriela Zelenková a doktor Tomáš Zelenka.

Zástupci Katedry chemie PřF OU jsou otevřeni spolupráci se zájemci ze soukromé sféry. Výhledově v rámci Ostravské univerzity plánují založení spin-off firmy zaměřené na vývoj různých porézních uhlíkatých materiálů s širokým využitím.