Detail projektu
Přírodou inspirované nanokompozitní pěny pro konstrukční aplikace
Období řešení: 01.01.2020 — 31.12.2022
Zdroje financování
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR - PODPROGRAM INTER-ACTION LTAUSA19
- plně financující (2020-01-08 - 2022-12-31)
O projektu
Progresivní a strategické technologické sektory vyžadují pro svůj další rozvoj vývoj nové generace chytrých a robustních materiálů, které splňují komplexní nároky na mechanickou robustnost, nízkou hmotnost a další specificky požadované vlastnosti. V současné době polymerní pěny poskytují jistou míru odpovědi na rázuvzdorné a lehké materiály ovšem jejích struktura je jenom obtížně kontrolovatelná běžnými výrobními postupmi a neumožňují plné využití potenciálu, které tyto materiály skrývají. Inspirace pro vhodný strukturní dizajn polymerních pěn poskytující bezprecedentní kombinaci tuhosti, pevnosti a rázové houževnatost pochází z přírodních kompozitů jako jsou například kosti nebo bambus. Tyto struktury využívají jednoduché stavební prvky ovšem skládají ji je do velmi komplexních hierarchických struktur s gradientem porozity. Tento projekt je zaměřen na vývoj biomimetických, gradientních nanokompozitních pěn s kontrolovanou morfologii pórů (velikost, tvar, přepojení, prostorové rozmístění). Hlavní záměr projektu spočívá v nalezení vhodných zpracovatelských technik poskytující kontrolu nad morfologii a gradientem pórů na různých rozměrových úrovních polymerního nanokompozitu (od nano až po makro rozměry). Spojení mezi složením polymerního nanokompozitu, procesními parametrami, vyslednou strukturou a mechanickými vlastnostmi bude podrobeno detailnímu výzkumu. Výsledky tohoto projektu přispějí nejen k vývojí vhodných metod pro přípravu gradientních pěn ale take k poznání jako ovlivňuje strukturní dizajn výsledné mechanické vlastnosti.
Popis anglicky
The aim of the project is to establish and maintain the research teaming between czech and american institutions. Mutual research will lead to development of polymer and nanocomposite foams with controlled cellular morphology and gradients for high-performance structural applications.
Klíčová slova
Porézní struktury, polymerní pěny, nanokompozity, mechanické vlastnosti, struktura, biomimetika
Klíčová slova anglicky
porézní struktury, polymerní pěny, nanokompozity, mechanické vlastnosti, struktura, biomimetika
Označení
LTAUSA19059
Originální jazyk
čeština
Řešitelé
Ondreáš František, Ing., Ph.D. - hlavní řešitel
Jančář Josef, prof. RNDr., CSc. - spoluřešitel
Lepcio Petr, Ing., Ph.D. - spoluřešitel
Svatík Juraj, Ing. - spoluřešitel
Zárybnická Klára, Ing., Ph.D. - spoluřešitel
Zbončák Marek, Ing., Ph.D. - spoluřešitel
Žídek Jan, Mgr., Ph.D. - spoluřešitel
Útvary
Pokročilé polymerní materiály a kompozit
- příjemce (01.01.2020 - 31.12.2022)
Středoevropský technologický institut VUT
- odpovědné pracoviště (28.03.2019 - 28.03.2019)
Výsledky
ZÁRYBNICKÁ, K.; ONDREÁŠ, F.; LEPCIO, P.; ŠTAFFOVÁ, M.; SVATÍK, J.; JANČÁŘ, J. POLYMER NANOCOMPOSITE FOAMS FOR 3D PRINTING. POLYMERY 2020. Bratislava: Ústav polymérov, Slovenská Akadémie Vied, 2020. p. 46-47. ISBN: 978-80-89841-14-1.
Detail
ZÁRYBNICKÁ, K.; ONDREÁŠ, F.; LEPCIO, P.; KALINA, M.; ZBONČÁK, M.; JANČÁŘ, J. Thermodynamic Parameters Controlling Nanoparticle Spatial Packing in Polymer Solutions. MACROMOLECULES, 2020, vol. 53, no. 19, p. 8704-8713. ISSN: 0024-9297.
Detail
ONDREÁŠ, F.; DUŠÁNKOVÁ, M.; SITA, J.; ČEPA, M.; ŠTĚPÁN, J.; BĚLSKÝ, P.; VELEBNÝ, V. Self-assembly of hydrophobically modified hyaluronic acid. APPLIED SURFACE SCIENCE, 2021, vol. 546, no. 149161, p. 1-8. ISSN: 1873-5584.
Detail
LEPCIO, P.; ONDREÁŠ, F.; ZÁRYBNICKÁ, K.; ZBONČÁK, M.; SVATÍK, J.; JANČÁŘ, J. Phase diagram of bare particles in polymer nanocomposites: Uniting solution and melt blending. Polymer, 2021, vol. 230, no. 124033, p. 124033-124033. ISSN: 0032-3861.
Detail
SVATÍK, J.; LEPCIO, P.; ONDREÁŠ, F.; ZÁRYBNICKÁ, K.; ZBONČÁK, M.; MENČÍK, P.; JANČÁŘ, J. PLA toughening via bamboo-inspired 3D printed structural design. POLYMER TESTING, 2021, vol. 104, no. 107405, p. 1-9. ISSN: 0142-9418.
Detail
KHUNOVÁ, V.; PAVLIŇÁK, D.; ŠAFAŘÍK, I.; ŠKRÁTEK, M.; ONDREÁŠ, F. Multifunctional Electrospun Nanofibers Based on Biopolymer Blends and Magnetic Tubular Halloysite for Medical Applications. Polymers, 2021, vol. 13, no. 22, p. 1-15. ISSN: 2073-4360.
Detail
ŠTAFFOVÁ, M.; LEPCIO, P.; SVATÍK, J.; KORČUŠKOVÁ, M.; ONDREÁŠ, F. 3D printed auxetic structures with enhanced energy absorption. 2022.
Detail
LEPCIO, P.; SVATÍK, J.; REŽNÁKOVÁ, E.; ZICHA, D.; LESSER, A.; ONDREÁŠ, F. Anisotropic solid-state PLA foaming templated by crystal phase pre-oriented with 3D printing: cell supporting structures with directional capillary transfer function. Journal of Materials Chemistry B, 2022, vol. 10, no. 15, p. 2889-2898. ISSN: 2050-7518.
Detail
SVATÍK, J.; LEPCIO, P.; REŽNÁKOVÁ, E.; ONDREÁŠ, F.; JANČÁŘ, J. Anisotropic solid-state CO2 foaming of 3D printed poly(lactic acid) and its impact on mechanical properties. 2022. p. 112-115.
Detail
LEPCIO, P.; SVATÍK, J.; ŠTAFFOVÁ, M.; LESSER, A.; ONDREÁŠ, F. Revealing the Combined Nanoconfinement Effect by Soft and Stiff Inclusions in PMMA/Silica CO2 Blown Foams. MACROMOLECULAR MATERIALS AND ENGINEERING, 2022, vol. 307, no. 11, p. 1-9. ISSN: 1438-7492.
Detail
ZÁRYBNICKÁ, K.; LEPCIO, P.; SVATÍK, J.; JANČÁŘ, J.; ONDREÁŠ, F. Effect of the nanoparticles on the morphology and mechanical performance of thermally blown 3D printed HIPS foams. Journal of Applied Polymer Science, 2022, vol. 140, no. 5, p. 1-11. ISSN: 1097-4628.
Detail
ŽÍDEK, J.; POLÁČEK, P.; JANČÁŘ, J. Deformation of Gels with Spherical Auxetic Inclusions. Gels, 2022, vol. 8, no. 11, ISSN: 2310-2861.
Detail
KHUNOVÁ, V.; PAVLIŇÁK, D.; ŠAFAŘÍK, I.; ŠKRÁTEK, M.; ONDREÁŠ, F. Multifunctional magnetic biopolymer nanofibers for health applications. 2021. p. 177-177.
Detail