Název projektu
Počítačový design funkčních nanostruktur
Kód
SP2011/16
Předmět výzkumu
Řešení struktury fotokatalytických a antibakteriálních nanokompozitů, struktury nanokompozitů na bázi interkalovaných a povrchově modifikovaných vrstevnatých fylosilikátů a struktury nových lékových forem s polymerními nosiči užitím počítačového molekulárního modelování.
Tento projekt, navazující na projekt „Počítačový design nanomateriálů“, je zaměřen na využití molekulárního modelování pro design tří typů funkčních nanostruktur:
(1) Fotokatalytické a antibakteriální nanokompozity,
(2) Nanokompozity na bázi interkalovaných a povrchově modifikovaných vrstevnatých silikátů pro širokou škálu praktických aplikací od veterinárních léčiv přes senzory až po nanoplniva pro plasty a keramiku
(3) Nové lékové formy na bázi polymerních nosičů léčiv.
Stejně jako v předchozím projektu budou i nyní všechny výpočty prováděny v těsné součinnosti s vyvíjenou technologií, s cílem optimalizovat technologické postupy a dopředu vyloučit neúspěšné pokusy.
Modelování bude prováděno v modelovacím prostředí Accelrys Materials Studio. Pro specifické úlohy budou vytvářeny vlastní algoritmy a programy. V rámci předchozího projektu byly nalezeny vhodné modelovací strategie pro fotokatalytické a antibakteriální nanokompozity a pro nové lékové formy na bázi polymerních nosičů léčiv. Tyto strategie budou využity i v rámci tohoto projektu a dále bude vytvořena modelovací strategie pro nanokompozity na bázi vrstevnatých silikátů interkalovaných polymery. Tato technologie musí řešit následující otázky: (a) interkalují polymerní řetězce do mezivrství, nebo zůstávají pouze ukotvené na povrchu? (b) jaké je v případě interkalace prostorové uspořádání polymerních řetězců v mezivrství?,
V případě polymerních nosičů léčiv budou řešeny otázky stability těchto lékových forem a jejich chování ve vodném prostředí při různých teplotách. Molekulární mechanika a klasická molekulární dynamika v modelovacím prostředí Materials Studio využívá empirických silových polí k popisu energie systému a umožňuje tak optimalizovat struktury „velkých“ molekulových systémů se stovkami i několika tisíci atomy a přiblížit se tak reálným strukturám. Vyřešení struktury a pochopení vztahů mezi strukturou a vlastnostmi je cestou k syntéze nanostruktur s požadovanými, předem danými vlastnostmi. V materiálovém výzkumu se ve většině případů zabýváme strukturami bez dokonalé 3D periodicity. Molekulární modelování tak zůstává jediným účinným nástrojem řešení struktur systémů příliš neuspořádaných pro difrakční techniky a příliš velkých pro kvantově chemické výpočty.
Rok zahájení
2011
Rok ukončení
2011
Poskytovatel
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
Kategorie
SGS
Typ
Specifický výzkum VŠB-TUO
Řešitel