Nové vědecké projekty ÚFTP a CEPLANT v roce 2026

Základní výzkum

V rámci základního výzkumu se jedná o GAČR projekt Mgr. Zdeňka Bonaventury, Ph.D. z výzkumné skupiny Diagnostika a modelování plazmatu. Projekt s názvem „Investigation of processes occurring in non-equilibrium plasma on interfaces between two phases with different permittivity and conductivity“ bude realizován ve spolupráci s Ústavem fyziky plazmatu AV ČR. V řešení bude do konce roku 2028. Projekt se zaměřuje na fixaci dusíku pomocí přechodových plazmat (streamer-spark) na rozhraní kapalina–plyn jako udržitelnou alternativu k průmyslovým hnojivům. Spojením pokročilé diagnostiky a numerického modelování odhalí klíčové procesy v silně nerovnovážných interakcích plazma–kapalina.

Dalším nově schváleným GAČR projektem základního výzkumu je „From Speculation to Mechanism: Deciphering the True Potential of Poly(Heptazine Imide)“ doc. RNDr. Tomáše Homoly, PhD. z výzkumné skupiny Plazmové nanotechnologie a bioapikace. Spolupracujícími partnery jsou Ústav chemických procesů AV ČR, Vysoká škola chemicko-technologická v Praze a Vysoké učení technické v Brně. V řešení bude také do konce roku 2028. Projekt zkoumá základní mechanismy stojící za fotokatalytickým chováním poly(heptazin imidu) (PHI), viditelným světlem aktivního materiálu na bázi uhlíku nitridu. Pomocí pokročilé syntézy, plazmových úprav a mikrofluidních systémů odhalí, jak vzájemně souvisí struktura, transport náboje a povrchová reaktivita, aby umožnily udržitelné aplikace ve fotokatalýze a chemické syntéze.

Aplikovaný výzkum

V rámci aplikovaného výzkumu byly úspěšné oba návrhy projektů podávané naším ústavem do výzvy OP TAK Aplikace Deep Tech. Jedná se o projekt „Pokročilá optimalizace FRP kompozitních materiálů s využitím plazmových technologií“ v rámci konsorcia PREFA KOMPOZITY, a.s., Výzkumný stav stavebních hmot, a.s., BOGGES, spol. s.r.o. a MUNI. Hlavní řešitelkou na straně MUNI je Mgr. Dana Skácelová, Ph.D. z výzkumné skupiny Plazmové nanotechnologie a bioaplikace. Projekt bude v řešení do června 2028 a předmětem výzkumu je propojení pokročilého numerického modelování, optimalizace složení materiálů a úpravy povrchu vláknové výztuže studeným atmosférickým plazmatem pro vývoj nové generace FRP kompozitů. Tyto kompozity nabídnou vyšší rázovou houževnatost, odolnost proti cyklickému namáhání a vylepšené balistické vlastnosti, což umožní jejich využití v bezpečnostním průmyslu, stavebnictví a dopravě.

Druhým novým projektem je projekt „Vývoj pokročilých optických zrcadel a děličů pro ultrakrátké laserové pulzy s vysokou energií“ realizovaný ve spolupráci se společnostmi Meopta - optika, s.r.o., TTS, s.r.o. a Fyzikální ústav AV ČR. Hlavním řešitelem na straně MUNI je prof. RNDr. Ivan Ohlídal, DrSc, vedoucí skupiny Optika tenkých vrstev a a povrchů pevných látek. Projekt se zaměřuje na vývoj pokročilých optických zrcadel a děličů svazků pro ultrakrátké laserové pulzy s vysokou energií. Cílem je navrhnout, optimalizovat a experimentálně ověřit systémy dielektrických a kovových vrstev pro zrcadla s vysokou odrazivostí a děliče svazků v širokém spektru vlnových délek, čímž se posunou technologické možnosti odolnosti vůči extrémním intenzitám laserového záření. Projekt bude v řešení do prosince 2027.

V rámci realizace úspěšného projektu NCK MATCA budou od 1. ledna 2026 zahájeny 3 nové dílčí projekty ve skupině Depozice tenkých vrstev a nanostruktur. Jedná se o projekt „Development of Next-Generation Universal AlCrTiSiN Coatings“ doc. Mgr. Jaroslava Hnilici, Ph.D. realizovaný ve spolupráci s firmami Platit a.s. a Plasma Solve s.r.o. Dílčí projekt se zaměřuje na vývoj univerzálního vysoce výkonného povlaku pro náročné obráběcí aplikace – od mikro-nástrojů až po těžké řezné operace. Cílem je porovnat dvě nové generace povlaků AlCrTiSiN nanášených pomocí pokročilých technologií magnetronového naprašování s vyšší ionizací (FMS a HiPIMS) a určit, která z nich nabízí nejlepší rovnováhu mezi odolností proti opotřebení, stabilitou vůči oxidaci, houževnatostí a nákladovou efektivitou. Projekt bude v řešení do konce roku 2028.

Dále bude realizován projekt „Development of a Functional Electrochromic Device Based on WO3 with Solid State Electrolyte with Optimized Transmittance and Switching Speed Operating with Hydrogen or Lithium Ions“ prof. Mgr. Petra Vašiny, Ph.D., který bude realizován ve spolupráci s firmou HVM PLASMA, spol.s r.o. a s Fyzikálním ústavem AV ČR. Projekt bude v řešení do konce roku 2028 a klade si za cíl vyvinout elektrochromní zařízení o rozměrech 2 × 2 cm s vysokým optickým kontrastem a rychlým přepínáním, využívající lithium nebo vodíkové ionty pro univerzální použití. Všechny funkční vrstvy budou vyrobeny metodou magnetronového naprašování se zaměřením na systémy automobilových světlometů, přičemž bude hodnocena dlouhodobá stabilita, kompatibilita s průmyslovými procesy a dopad na životní prostředí s cílem identifikovat nejperspektivnější cestu ke komercializaci. 

Posledním projektem, který bude v rámci NCK MATCA zahajován, je projekt Mgr. Petera Kleina, Ph.D. „Optimization of magnetron discharge and spatial study of deposition plasma for efficient deposition processes“ realizovaný ve spolupráci s SHM, s.r.o. také řešený do konce roku 2028. První cíl projektu je zkoumat vliv parametrů procesu, jako je zatížení držáku substrátu (plné a částečné), počet rotačních os (1, 2, 3), konfigurace karuselu (6, 7 a 14 pozic) a typ katody (Cr, Ti, Zr atd.), na vlastnosti plazmatu a tvorbu vrstev při magnetronovém naprašování. Druhým cílem je vývoj PVD povlaku pro přesné obrábění s prodlouženou životností nástroje a dalšími požadavky (nízká drsnost, rychlost obrábění, materiál), založeného na nitridu chromu a titanu v kombinaci s dalšími prvky (např. Al, Si), připraveného magnetronovým naprašováním na základě výsledků prvního cíle.