Innovative environmental multisensing for waterbody quality monitoring and remediation assessment (IBAIA)
Poskytovatel: Evropská unie
Program: HE - Kolaborativní projekty
Období realizace: 12/2022 - 11/2026
Pracoviště: Fakulta chemicko-technologická - Katedra polygrafie a fotofyziky
Hlavní řešitel: Němec Petr
Spoluřešitelé:
Environmental water pollution is a growing global issue, leading to increasing regulations and concurrent increased demand for improved water quality monitoring solutions to meet the European Green Deal objectives. Real time in situ devices offers the promise of more rapid and efficient monitoring, and numerous such solutions are available from a wide number of primarily non-EU suppliers. However, existing in situ solutions detect very limited parameters, and are restrained by high costs, low reliability, and high energy usage. To better meet end user needs and improve environmental water quality monitoring, novel sensing technology is required. To this end, IBAIA will develop four innovative optimally functionalised sensor modules based on complementary photonics and electrochemical (EC) technologies. Mid-IR will be used to detect organic chemicals, Vis-NIR for microplastics and salinity, Optode technology for physicochemical parameters, and EC technology for nutrient salts and heavy metals. Leveraging consortium expertise in cutting edge material science, microfluidics, data processing and integration/packaging technology, these four sensors will be integrated and packaged into a single advanced multisensing system and validated by end users in real in situ conditions. The IBAIA system will more accurately monitor a wider range of parameters than existing solutions, whilst simultaneously being more cost effective, more reliable, more environmentally friendly to manufacture, and more user friendly to use. These dramatic improvements will manifest in an extremely competitive product that acts as a one-size-fits-all solution for many end users, with a highly EU-centric supply chain, that will supplant a wide number of inferior non-EU alternative solutions.
Aditivní technologie výroby kapacitního senzoru pro velkoplošné dotykové panely
Poskytovatel: Technologická agentura České republiky
Program: TREND - 6. VS
Období realizace: 01/2023 - 12/2026
Pracoviště: Fakulta chemicko-technologická - Katedra polygrafie a fotofyziky
Hlavní řešitel: Syrový Tomáš
Spoluřešitelé:
Průmyslová realizace dotykových informačních panelů a displejů založených na tištěných dotykových kapacitních senzorech. Navržená technologie umožní snížit spotřebu materiálů z neobnovitelných zdrojů, zvýšit flexibilitu výroby a snížit závislost na dovozu z východní Asie. Dotykové displeje budou vykazovat vyšší uživatelský standard, který umožní jejich další rozšíření do všech oblastí spojených s přenosem informací. Navrhované řešení sníží uhlíkovou stopu spojenou s výrobou i následným post mortem zpracováním a to jak z pohledu použitých materiálů, tak z pohledu použitých technologií nenáročných na spotřebu energie. Bude kladen důraz na to, aby byly použity materiály dostupné lokálně nebo v rámci EU a byly omezeny logistické náklady.
Nové směry v elektronice pro průmysl 4.0 a medicínu 4.0
Poskytovatel: Technologická agentura České republiky
Program: NCK, 2. VS
Období realizace: 01/2023 - 12/2028
Pracoviště: Fakulta chemicko-technologická - Katedra polygrafie a fotofyziky
Hlavní řešitel: Syrový Tomáš
Spoluřešitelé:
Hlavním cílem je vytvoření synergické mezioborové spolupráce mezi výzkumem a komerčními firmami směřované k realizaci inteligentních struktur, součástek, senzorů, modulů a systémů a konektivitou se sníženými náklady na výrobu, vysokou spolehlivostí a zároveň k uplatnění v konkurenci na globálních trzích k naplňování trendů Industry 4.0, Medical 4.0. K dílčím cílům náleží rozvoj inteligentních technologií pro strukturální elektroniku, senzory, embedded systémy včetně rozhraní pro přenos a zpracování dat, vše společné pro podporu rozvoje průmyslových a medicínských systémů. Výsledky naleznou uplatnění v moderních průmyslových, dopravních, obranných a bezpečnostních systémech, pro zvyšování bezpečnosti výrobních procesů a pro zlepšení kvality života lidí ve společnosti.
Národní centrum kompetence polymerních materiálů a technologií pro 21. století
Poskytovatel: Technologická agentura České republiky
Program: NCK, 2. VS
Období realizace: 01/2023 - 12/2028
Pracoviště: Fakulta chemicko-technologická - Katedra polygrafie a fotofyziky
Hlavní řešitel: Syrový Tomáš
Spoluřešitelé:
Předkládaný projekt Národního centra kompetence Polymerní materiály a technologie pro 21.století (dále POLYENVI21) v několika rovinách vychází z Agendy pro udržitelný rozvoj a souvisejících 17 Cílů udržitelného rozvoje (SDGs) schválených summitem OSN. Všechny uvedené cíle tedy ovlivnily přípravu záměru a agendy NCK POLY-ENVI21 v podstatném rozsahu, ale budou hlavně těmito cíly ovlivněny a řízeny při samotném řešení. S tímto pohledem budou předkládány jednotlivé dílčí výzkumné projekty a budou takto při svém naplňování také hodnoceny. Všechny základní principy fungování cirkulární ekonomiky budou považováno za základní manuál při tvorbě, posuzování a hodnocení projektů před jejich návrhem na zařazení do výzkumné agendy Centra
Smart sensors and self-healing functionalities embedded for battery longevity with manufacturability and economical recyclability (SALAMANDER)
Poskytovatel: Evropská unie
Program: HE - Kolaborativní projekty
Období realizace: 04/2023 - 09/2026
Pracoviště: Fakulta chemicko-technologická - Katedra polygrafie a fotofyziky
Hlavní řešitel: Syrový Tomáš
Spoluřešitelé:
Projekt je zaměřen na výzkum a vývoj elektrodových materiálů pro lithiové akumulátory, které budou mít schopnost opravy elektrod díky přítomnosti self-healing polymerů. Ty mají schopnost díky vnějším podmětům zacelit praskliny v elektrodách, které vznikají v průběhu cyklování akumulátorů. Vedle daných vrstev budou vyvíjeny senzory pro detekci nevhodných stavů v akumulátorech, jako jsou zmiňované praskliny na elektrodách, či výskyt dalších problémů v akumulátorech. Díky přítomností senzorů budou prováděny prostřednictvím BMS vhodné akce, které budou cílit na potlačení problému vzniklého v akumulátorech.
Vývoj systému pro posouzení environmentálních dopadů polygrafických výrobků metodou LCA
Poskytovatel: Ministerstvo průmyslu a obchodu
Program: Aplikace
Období realizace: 01/2022 - 04/2023
Pracoviště: Fakulta chemicko-technologická - Katedra polygrafie a fotofyziky
Hlavní řešitel: Němec Petr
Spoluřešitelé:
Předmětem projektu budou výzkumné a vývojové aktivity, které budou směřovat k vývoji Znalostního portálu pro výpočet environmentálního dopadu polygrafických výrobků. Pro analýzu kompletního životního cyklu výrobků budou zcela nově využívána skutečná data z jeho finální fáze, tedy použití a zániku, která budou získávána pomocí nové metodiky analýz životního cyklu, resp. nově vyvinutých technických IoT prostředků pro mapování cyklu užití. Do analýzy LCA budou vstupovat dále data z existujících ekologických databází. Tím bude uživatelům poskytnut účinný nástroj pro skutečné, ale především pro prediktivní modelování životního cyklu vlastních polygrafických výrobků odrážející jejich reálný vznik a zánik a posouzení jejich environmentálních dopadů (LCA Life Cycle Assessment).
Joint Industrial Data Exchange Pipeline (JIDEP)
Poskytovatel: Evropská unie
Program: HE - Kolaborativní projekty
Období realizace: 05/2022 - 04/2025
Pracoviště: Fakulta chemicko-technologická - Katedra polygrafie a fotofyziky
Hlavní řešitel: Syrový Tomáš
Spoluřešitelé: Syrová Lucie
V současné době se ekonomiky na celém světě řídí převážně lineárním modelem výroby, který vede k obrovským materiálovým ztrátám, závislost na geopoliticky nestabilních státech a nestabilní trhy s primárními zdroji. Oběhové hospodářství naopak usiluje o to. tomuto přístupu čelit a zachovat hodnotu využívaných zdrojů a materiálů co nejdéle, využívat je co nejčastěji a co nejlépe. a produkovat co nejméně odpadu. Evropský průmysl potřebuje řešení, která by zmírnila překážky pro průmyslovou realizaci opakovaného použití a usnadnit daný proces pomocí vhodné datové platformy. Společná platforma pro výměnu průmyslových dat je místem, kde jsou průmyslová data sloučena pro propojení zdánlivě odlišných odvětví do kooperačního datového rozhraní. Vychází z principů Průmyslu 4.0 tím, že přijetí koherentního přístupu pro sémantickou komunikaci mezi různými aktéry zaměřenou na přímý nebo nepřímý přínos k dosažení cílů EU v oblasti klimatické neutrality do roku 2050. JIDEP bude platformou pro všechny organizace, které mají jakoukoli datovou překážku, jež má být na cestě k poskytování udržitelnějších materiálů, výrobků, služeb nebo řešení. V rámci JIDEP budou vytvořeny tyto nástroje k dispozici nástroje pro správu dat, které mohou vést k vývoji udržitelnějších řešení, technologií, a materiálů. JIDEP je také optimalizační nástroj, který pokrývá celý životní cyklus výrobku a směřuje jej k oběhovým standardům cirkulární ekonomiky. V neposlední řadě je JIDEP nástrojem umožňující růst organizačních a průmyslových kapacit, aby odolaly narušením dodavatelského řetězce v krátkodobých, střednědobých a dlouhodobých klauzulích. Jako takový, JIDEP přijímá průmyslová data a vytváří artefakty udržitelnosti, odolnosti a oběhového hospodářství pro své účastníky.
Pokročilé metody přípravy telluridů polokovů a nepřechodných kovů
Poskytovatel: Grantová agentura ČR
Program: Standardní projekty
Období realizace: 01/2022 - 12/2024
Pracoviště: Fakulta chemicko-technologická - Katedra polygrafie a fotofyziky
Hlavní řešitel: Němec Petr
Spoluřešitelé:
V rámci projektu budou studovány pokročilé metody přípravy telluridů vybraných polokovů a nepřechodných kovů. Pozornost bude věnována fyzikálním metodám depozice tenkých vrstev telluridů (radiofrekvenční magnetronové naprašování, pulzní laserová depozice), jakož i laserové ablační syntéze a chemické syntéze v kapalné fázi za laboratorní teploty. Budou optimalizovány depoziční/syntézní podmínky s cílem přípravy vysoce kvalitních tenkých vrstev telluridů a (nano)strukturovaných či práškových materiálů. Připravené telluridy budou zevrubně charakterizovány dostupnými metodami. Výsledky projektu povedou k telluridovým materiálům s inovativními vlastnostmi, složením a optimalizovanými podmínkami jejich přípravy.
Infračervená fotonika pro chemické senzory: Materiálová strategie založená na amorfních chalkogenidech
Poskytovatel: Grantová agentura ČR
Program: Standardní projekty
Období realizace: 01/2022 - 12/2024
Pracoviště: Fakulta chemicko-technologická - Katedra polygrafie a fotofyziky
Hlavní řešitel: Nazabal Virginie
EllyteMat - Pokročilé materiály pro elektrolyty litiových a postlitiových baterií
Poskytovatel: Technologická agentura České republiky
Program: Program aplikovaného výzkumu, experimentálního vývoje a inovací THÉTA
Období realizace: 01/2022 - 01/2025
Pracoviště: Fakulta chemicko-technologická - Katedra polygrafie a fotofyziky
Hlavní řešitel: Syrový Tomáš
Spoluřešitelé:
Navrhnout ekonomicky příznivý postup přípravy elektrolytů a funkčních separátorů pro Li-ion a Na-ion akumulátory určené pro ukládání elektrické energie z obnovitelných zdrojů. Ověřit tento postup v poloprovozním měřítku a navrhnout technologii výroby. Elektrolyty budou určeny pro 5V a Li-S akumulátory s vysokou gravimetrickou hustotou energie (GHE) 300-500 Wh/kg, které umožní pracovat při vysokých proudových zátěžích > 5C a budou umožnovat i dlouhodobou elektrochemickou stabilitou článků. Paralelně bude navržen postup přípravy tuhých SPE elektrolytů a funkčních separátorů pro Li-S akumulátory a stacionární Na-ion akumulátory. Elektrolyty a separátory budou podrobeny dlouhodobým testům stability v kompletovaných akumulátorech typu coin cell a puch cell.
OILSENSE - Detekční systémy pro průmyslová zařízení na bázi velkoplošných senzorů
Poskytovatel: Technologická agentura České republiky
Program: TREND program na podporu průmyslového výzkumu a experimentálního vývoje
Trvání: 01/2021 - 12/2024
Pracoviště: Fakulta chemicko-technologická - Katedra polygrafie a fotofyziky
Hlavní řešitel: Syrový Tomáš
Spoluřešitelé:
Bude zaveden automatizovaný systém pro včasnou identifikaci havarijních stavů pro tzv. flow management. Zásobníky procesních kapalin, propojovací trasy i vlastní zařízení budou v citlivých bodech vybaveny senzory, které budou přes systém internet věcí napojeny na řídicí a informační systémy, které vyhodnotí potřebu včasného servisu. Tak se na jedné straně zamezí vytvoření havarijního stavu a na druhé straně se omezí zbytečné preventivní prohlídky. Systém bude napojen na autonomní, automaticky řízená zařízení a umožní bezobslužnou kontrolu stavu procesních kapalin. Systém bude založen na instalaci velkoplošných tištěných senzorů, jejichž design bude upraven potřebám specifického zařízení nebo aparatury a umožní přesně detekovat nežádoucí únik procesních kapalin nebo neobvyklé překročení stanoveného limitu procesní kapaliny.
NEW MATERIALS AND PROCESSING IN ORGANIC ELECTRONICS (MADRAS)
Poskytovatel: Evropská unie
Program: HORIZON 2020
Trvání: 04/2020 - 03/2023
Pracoviště: Fakulta chemicko-technologická
Řešitel: Syrový Tomáš
Spoluřešitelé: Drašar Čestmír | Odvárková Jitka | Pižlová Ilona | Vlčková Jarmila | Wimmer Tomáš | Zajac Vít
Projekt řeší potřebu vývoje a využití nových materiálů pro výrobu nové generace inteligentních produktů z oblasti organické a velkorozměrové elektroniky. MADRAS má za cíl prokázat vylepšení elektrických charakteristik, zpracovatelnosti, stability a životnost zařízení OLAE založených na využití inovativních materiálů a výrobních postupů. V rámci R&D aktivit bude kladen důraz i např. na snadnou integraci výrobků do perspektivních výrobních procesů, kterým je In Mold. Tím budou připravovány In Mold Hybrid Printed Electronics produkty. Novými materiály v tomto projektu jsou: 1. Nový typ tiskových formulací na bázi vodivých polymerů PEDOT od COC, které se používají pro transparentní vodivé elektrody; nový n-typ polovodičového inkoustu na bázi oxidu wolframu od společnosti Gene´s Ink a transparentní (založený na nanocelulóze / celulózy) papír, jehož vodivost je zajištěna pomocí vodivých polymerů, či vrstev na bázi AgNW. V rámci projektu budou vyvíjeny rozličné tištěné struktury především pro senzorické aplikace, které budou využity například v NFC štítcích určených pro monitoring skladovacích podmínek v průběhu dopravy produktu baleném v obalu vyrobeném technologií In Mold. Dále se uvažuje o využití senzorů v oblasti průmyslu automotive.
Senzory a systémy pro Healthcare (dílčí projekt č. 1 hrazený z NPO bez DPH)
Poskytovatel: Technologická agentura České republiky
Program: NCK, 2. VS
Trvání: 01/2023 - 06/2026
Pracoviště: Fakulta chemicko-technologická - Katedra polygrafie a fotofyziky
Řešitel: Syrový Tomáš
Cílem projektu je realizovat senzorové systémy, které bude možné zabudovat do textilií, smart postelí a dalších asistivních pomůcek umožňujících vzdálenou lékařskou podporu v režimu tzv. domácí péče. Cílem je vytvořit podmínky pro zefektivnění zdravotní péče zejména o omezeně mobilní a seniorní pacienty. Primárně budou využívány velkoplošné senzory a systémy, které umožní integrální snímání dat pro přesnější stanovení měřených veličin. Pozornost bude věnována měření teploty, nežádoucího úniku tělesných tekutin, tlakového působení indikujícího polohu a pohyb pacienta, měření hydratace pokožky a monitoringu pohybových schopností. Senzorové systémy budou vybaveny bezdrátovými komunikačními prostředky, které umožní poskytování dat ošetřujícímu personálu nebo rodinným příslušníkům pro dlouhodobé monitorování dodržování léčebných postupů a diagnostiku zdravotního stavu s možností akutního vzdáleného zásahu nebo včasného poskytnutí nezbytné rychlé pomoci. Pro in situ stanovení negativních vlivů nově vyvíjených léčivých preparátů na zdravé buňky a tím i na lidské zdraví bude navrženo měření využívající levné tištěné senzory pracující na principu elektrochemických tranzistorů. Pro tištěné elektrody budou použity organické polovodiče s vysokou mírou biokompatibility. Technologické řešení všech navržených výstupů bude orientováno na uplatnění šetrných a hospodárných aditivních výrobních postupů, s respektováním dlouhodobé udržitelnosti materiálových zdrojů.
Senzorové technologie pro průmysl 4.0. (dílčí projekt č. 2 hrazený z NPO bez DPH)
Poskytovatel: Technologická agentura České republiky
Program: NCK, 2. VS
Trvání: 03/2023 - 06/2026
Pracoviště: Fakulta chemicko-technologická - Katedra polygrafie a fotofyziky
Řešitel: Syrový Tomáš
Cílem projektu je především výzkum, vývoj a výroba vysoce inovativních senzorů, funkčních elektronických struktur pro řízení a automatizaci včetně využití v životním prostředí, jedná se o elementy velkoplošné, formovatelné do 3D tvaru, aplikovatelné na 3D povrchy, nebo přímo realizovatelné ve 3D provedení. Cílem jsou např. senzory fyzikálních veličin na flexibilních polymerových i rigidních keramických substrátech a elektronické systémy zejména pro automobilový průmysl, průmyslovou automatizaci, průmyslovou aditivní výrobu a logistiku a ochranu životního prostředí. Cílem je vývoj a realizace komponent a systémů se zvýšením efektivity činnosti a snížením energetické náročnosti systému, podpora efektivity obnovitelnými zdroji (energy harvesting), snižování materiálové náročnosti, zvyšování dlouhodobé životnosti a odolnosti systémů, vývoj semi-distribuovaných senzorových systémů s přímým napojením na IoT a cloudové zpracování senzorových dat na bázi vláknově-optických difrakčních elementů pro detekci v hazardních prostředí. Tyto přístupy budou v DP rozvíjeny s využitím vhodných firemních technologií, jako např. metod 3D tisku, termotransferu, procesů laminace, či přímého tisku na 3D povrchy. Technologie tisku (Roll-to-Roll, Sheet-to-Sheet a 3D) pro propojení vysoké produktivity, nízkých výrobních nákladů, energetické a materiálové hospodárnosti a díky digitálnímu tisku i snadné změny rozměrů a výroby ?na zakázku?.
Syntéza, struktura a studium reaktivity pokročilých makromolekulárních a nadmolekulárních struktur materiálů
Poskytovatel: Univerzita Pardubice
Program: Studentská grantová soutěž
Trvání: 01/2023 - 12/2023
Pracoviště: Fakulta chemicko-technologická
Řešitel: Bouška Marek
Spoluřešitelé: Bayerová Petra | Holická Hana | Jašúrek Bohumil | Kalendová Andréa | Kohl Miroslav | Machotová Jana | Novák Miroslav | Němec Petr | Podzimek Štěpán | Prokůpek Luboš | Syrový Tomáš | Vališ Jan | Veselý David | Večeřa Miroslav | Vinklárek Jaromír
Návrh projektu "Syntéza, struktura a studium reaktivity pokročilých makromolekulárních a nadmolekulárních struktur materiálů", navržený společně Ústavem chemie a technologie makromolekulárních látek a Katedrou polygrafie a fotofyziky Fakulty chemicko-technologické Univerzity Pardubice je orientován na studium funkčních 3D struktur, na přípravu a charakterizaci tenkých chalkogenidových vrstev využívaných k přípravě senzorů a materiálů s fázovou změnou a studiem elektrodových materiálů pro ukládání energie. Dále je projekt orientován na studium a přípravu polymerních materiálů, jejich chemické a strukturní modifikace a povrchové úpravy.
