Nové materiály pro regeneraci kůže i vylepšené kontaktní čočky. I to je jeden ze směrů výzkumu, kterým se ubírá prestižní mezinárodní projekt Medipol, a jehož součástí je Technická univerzita v Liberci. Podstatou projektu je nalezení nových přírodních polymerních materiálů.
Profesor David Lukáš během přednášky v Thajsku / Foto: archiv FP TUL
Technická univerzita v Liberci se stala součástí projektu, když doplnila síť partnerských univerzit a pracovišť z Evropy a Thajska díky světově uznávanému know-how v elektrickém zvlákňování polymerních roztoků.
„Náš přínos spočívá převážně v přenosu znalostí v oblasti nanomateriálů. Týká se to jak zařízení pro výrobu nanovláken, tak v jejich charakterizaci pomocí elektrických a optických metod – můžeme pozorovat síťování polymeru online nebo měřit bod gelace, podílíme se na charakterizaci polymerních roztoků a jejich relaxačních časů a podobně,“ vysvětluje Petr Mikeš z Katedry fyziky Fakulty přírodovědně-humanitní a pedagogické TUL (FP), jenž projekt za Technickou univerzitu v Liberci vede.
Projekt v hodnotě 1,3 milionu euro běží čtvrtým rokem a letos bude končit. Hlavním řešitelem projektu, jenž je financován z programu Marie Skłodowska Curie Action Cost, je britská Aston University v Birminghamu. Do sítě partnerských institucí je kromě TUL zapojeno několik univerzit z Thajska a partneři ze Španělska. Právě Thajsko má dlouhou tradici v polymerní chemii a bohaté zkušenosti s využíváním přírodních polymerů.
Hledání nového materiálu za použití přírodních zdrojů
Vědci z TUL zapojení do projektu testují zvláknitelnost polymerních materiálů s integrovanými aktivními látkami biologického původu. Testy zvlákňování probíhají jak za pomoci stejnosměrného, tak střídavého proudu, ale třeba i tažením individuálních vláken, takzvanou metodou drawing.
„Syntetické nanomateriály se snažíme modifikovat a využíváme přírodní zdroje, abychom vytvořili nový materiál. V přírodě existuje spousta polymerů, jsou to například proteiny nebo polysacharidy. My tyto polymery získáváme od thajských kolegů a pracujeme s nimi. Zásadní potíž spočívá v tom, že u přírodních polymerů je velmi obtížné udržet standardní vlastnosti. Třeba hedvábí se získává z kokonů bource morušového a kokony, s nimiž pracujeme, nikdy nemají stejnou podobu,“ popisuje Petr Mikeš jeden z výzkumných problémů a dodává: „Zvláknit hedvábí se už v laboratoři podařilo. Naší snahou ale je ten proces udržet a vše převést do průmyslové výroby. Tam už musí být po určitou dobu stabilní.“
Zmíněné hedvábí výzkumníci rozpustí a zkombinují s podpůrnými biodegradabilními polymery. Vzniknou vlákna o velikosti v průměru pouhých 200 či 300 nanometrů. Naproti tomu vlákna bource morušového mají v přírodě rozměry desítek mikrometrů. „Naše jemnější vlákna se lépe vstřebávají, také na nich lépe rostou buňky,“ vysvětluje Petr Mikeš.
To, co podle něj zásadně odlišuje přírodní a umělé polymery, je vnitřní struktura. „Přírodní polymery mají obrovské množství funkčních skupin, jsou velmi rozmanité a mají spoustu výhod. Vlákna z přírodních polymerů mají například lepší smáčivost vodou, což zlepšuje adhezi, a také na nich buňky lépe rostou,“ říká docent Mikeš.
V laboratoři přípravy Ústavu pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace TUL právě pracuje zařízení Nanospider pro přípravu nanovláken od firmy Elmarco. Výzkumníkům připravuje materiály, které bude možné použít pro medicínské krytí ran. Tyto materiály jsou složené z polyesterů a přírodních polymerů, které přivezli Gareth Michael Ross a Sukunya Ross, vědci z katedry chemie Přírodovědecké fakulty thajské Naresuan University.
Projekt cílí i na novou výrobu kontaktních čoček
Profesor Ross je zároveň odborníkem na hydrogely, ze kterých se vyrábějí kontaktní čočky. A Katedra fyziky FP TUL plánuje s thajskými vědci rozšířit spolupráci právě o tuto oblast. „Polymerní roztoky, které se používají pro výrobu hydrogelů pro kontaktní čočky, budeme charakterizovat pomocí optických metod. Thajským kolegům tak pomůžeme získávat zpětnou vazbu při jejich výrobě optickými a elektrochemickými metodami,“ vysvětluje docent Mikeš.
„Projekt má skvělý přínos právě díky vzájemné spolupráci na výzkumu využití přírodních zdrojů a biologicky odbouratelných materiálů. Jsem rád, že je zapojena i Technická univerzita v Liberci. Má totiž vynikající výsledky nejen v oblasti elektrického zvlákňování,“ říká profesor Gareth Ross.
Možnost navštěvovat vědecká pracoviště spolupracujících stran je dalším velkým přínosem projektu. Na thajské univerzity vyjela v průběhu čtyř let celá řada kolegů nejen napříč FP, ale i celou univerzitou. „Výjezdy akademiků byly a jsou v tomto projektu vždy spojeny s přenosem znalostí a dovedností na přijímající pracoviště. Odborníci napříč obory se v tomto projektu vzájemně školí také pomocí online webinářů, které probíhají v průběhu celé doby trvání tohoto projektu. Naši akademici a doktorandi dokonce v řadě případů pomáhali vytvářet i speciální zařízení pro laboratorní výrobu polymerních nanovlákenných materiálů, které na thajských univerzitách chybělo,“ říká proděkanka FP TUL pro internacionalizaci a doktorská studia Eva Kuželová Košťáková.
Autor: Adam Pluhař
- Autor článku: ne
- Zdroj: Technická univerzita v Liberci
