Oblast věd o živé přírodě a chemických věd – obory a výzkum

Věda pomáhá chránit přírodu také pomocí moderních analytických postupů, jako v případě našich vyder anebo pražských goril. Mnoho pracovišť základního výzkumu má propojení do praxe - třeba do medicíny. Umělý život je zatím stále v plenkách. Přesto vytvořit jeho zárodky v podobě robotů se docela daří našim studentům. Biologický život je mnohdy velmi úporný, jako v případě nebezpečného zlatého stafylokoka.

Pro klinický výzkum zítřka začíná v Brně vyrůstat první mezinárodní centrum, ve zkratce ICRC. Na naši civilizaci začíná stále zřetelněji doléhat změna klimatu. Musíme změnit zdroje energie. Nejlepší řešení je ovšem největším oříškem dnešní vědy: termojaderná fúze. Na jejím výzkumu se podílejí i naši fyzikové. Brzy k tomu dostanou nový tokamak Compass DA. To biologové a genetici mají naopak zcela jasno, jaké geny, kam a proč vkládají do geneticky modifikovaných plodin. Přínosy jsou jednoznačné, bohužel není snadné překonat obavy části veřejnosti.

Chemická technologie a čištění vod

Voda je jedním z nejcennějších přírodních zdrojů, avšak její kvalita je čím dál více ohrožována znečištěním pocházejícím z různých antropogenních činností. Mezi významné zdroje kontaminace patří zejména odpadní vody, které často obsahují mikropolutanty, jež nejsou běžnými čistírenskými technologiemi dostatečně odstraňovány.

Spolu se zvyšujícími standardy životní úrovně stoupá i počet používaných farmak, pesticidů či např. prostředků pro osobní péči a hygienu. Všechny tyto látky se dostávají do životního prostředí, kde vzhledem k jejich špatné odbouratelnosti či nedostupnosti dodatečného stupně čištění odpadních vod mohou procházet do podzemních a povrchových vod, nakonec i do pitné vody. Je tedy nutné zvolit optimální metodu a podmínky dočištění vody od mikropolutantů.

Nová evropská směrnice (EU 2024/3019) pro ČOV zavádí přísnější požadavky na odstranění mikropolutantů, jako jsou například farmaceutické látky. Vzniká tak povinnost zavedení tzv. kvartérního stupně čištění, což otevírá výzvu pro řadu vědeckých týmů, které se snaží vyvinout účinnou a zároveň ekologickou technologii pro jejich odstraňování. Tato práce se zaměřuje na využití fotokatalytické degradace vybraných farmaceutických polutantů v modelové odpadní vodě. Heterogenní fotokatalýza představuje účinnou metodu schopnou rozkládat i stopová množství různých chemických látek. Jako fotokatalyzátor bude použit oxid titaničitý (TiO₂) v anatasové krystalografické formě, nanesený na pyrolyzované sorbenty (biochary).

Čtěte také: Znečištění ovzduší: Evropské hotspoty

Chemické vědy a materiálový výzkum

Použití přírodního granátu - almandinu - jako abraziva při dělení materiálů v technologii vysokotlakého vodního paprsku vyžaduje ke zlepšení výkonu úpravu jeho fyzikálních vlastností. Jednou z možností je i tepelná úprava při teplotách do 1000°C. Postupně temperované vzorky almandinového granátu s Fe+2 ve struktuře jsou analyzovány metodami RTG-práškové digfrakce, FTIR - infračervenou spektroskopií a je sledovaná hustota, morfologické změny zrn (mikroporušení, velikosti povrchu) , magnetické vlastnosti a řezný výkon upraveného abraziva.

Věděl(a) jsi, že i běžný komunální odpad může být zdrojem cenných surovin? Zařízení na energetické využití odpadů (ZEVO) nejenže odpad bezpečně spaluje a vyrábí z něj teplo a elektřinu, ale také produkuje zbytky, které se dají dále využít. Jedním z nich je popílek - jemný prach zachytávaný na filtrech při čištění spalin. Při zpracování popílku na ZEVO se kovy a soli rozpouštějí do tzv. extraktu - vodného roztoku, ze kterého lze tyto látky dále získávat. Během stáže budeš pracovat právě s tímto extraktem, nikoli s popílkem samotným. V rámci stáže se zaměříme na to, jak z extraktu získat cenné materiály (např. Zn a Cu) pomocí elektrochemických metod. Během stáže si vyzkoušíš jednoduché experimenty, seznámíš se se základy elektrochemie a zjistíš, jak lze z odpadu získávat suroviny užitečné pro společnost.

Biologická chemie a bioaktivní látky

Modern analytical techniques are revealing an impressive diversity of bioactive compounds in algal biomass, from well-known antioxidants to newly identified molecules with exciting applications in cosmetics, food, nutraceuticals, and pharmaceuticals. A key challenge, however, is how to efficiently extract these high-value compounds for real-world use. This is where countercurrent chromatography (CCC) comes in. CCC is an advanced liquid-liquid separation technology that eliminates the need for solid supports, enabling excellent recovery, scalability, and purity, from small-scale experiments to industrial production.

Nádorové buňky se vyznačují pozměněným metabolismem sacharidů a zvýšeným příjmem monosacharidů či některých jejich derivátů, což lze využít v moderní selektivní léčbě. V rámci této stáže se student zapojí do přípravy nových organokovových komplexů železa a ruthenia nesoucích sacharidové ligandy, které mohou zprostředkovat selektivní akumulaci cytotoxických kovových center v nádorových buňkách. Práce bude zaměřena na návrh, syntézu a charakterizaci těchto látek pomocí moderních analytických metod (NMR, HRMS).

Spolupráce s vysokými školami a vzdělávání studentů

Mezi studenty se leckdy skrývá skvělý vědec či špičková vědkyně. Se vzděláváním nové generace pomáhá vysokým školám a univerzitám také Akademie věd ČR. Cesta z univerzity na některé z pracovišť Akademie věd ČR nemusí být až tak složitá. Kolik studentů na pracovištích působí? Proč je vzájemná provázanost výzkumných a vzdělávacích institucí důležitá? Co musejí adepti doktorského studia v Akademii věd udělat?

Čtěte také: Rozvoj venkova skrze zemědělství

Pracoviště nabírají doktorandy z celého světa, neomezují se jen na české studenty. Dlouhodobě okolo dvou tisíc. Jejich počet se v posledních deseti letech příliš nemění. Liší se ale v závislosti na oborech. V těch, které se zaměřují na fyziku, biologii a chemii. Počty závisejí nejen na velikosti ústavu, ale i na jeho ekonomických možnostech. Pro vzdělávání doktorandů je často klíčová. Naši vědci ale ke vzdělávání bakalářských a magisterských studentů také přispívají - přednáškami, specializovanými kurzy, vedením studentských prací. Jde o tisíce odučených hodin a mnoho studentů, které vedou pracovníci našich týmů, čemuž přikládáme velkou váhu.

Určitě nejlépe funguje spolupráce na oborech studia, kde se naši vědci přímo zapojují do jeho organizace. V oborových radách doktorských programů jich nyní působí více než šest set. V některých případech samozřejmě nemusí být situace vždy ideální. Pracoviště někdy narážejí na problémy, jako jsou přerozdělování prostředků, nerovné postavení školitelů či afiliace prací, které doktorandi publikují, a podobně.

Snažíme se navazovat spolupráci i se zahraničními vysokými školami a pracovišti. Studentům tím zprostředkováváme nejen stáže, ale především perspektivu spolupráce na klíčových vědeckých tématech, jako jsou energetika, informatika a kybernetická bezpečnost, biomedicína či výzvy, kterým čelí naše společnost. Formálně se spolupráce stvrzuje podepsáním memoranda. Od roku 2017 jsme uzavřeli více než dvacet memorand či dohod - především o doktorských programech. Pokrývají prakticky všechny české vysoké školy a vytvářejí základ pro další stovky smluv, které uzavírají ústavy s fakultami nebo přímo univerzitními pracovišti. Většinou se týkají školení společných doktorandů.

Program podpory perspektivních lidských zdrojů

Motivujeme je hlavně v Programu podpory perspektivních lidských zdrojů. Mohou získat mzdovou podporu až na dva roky. I když nás limituje objem financí, program už podpořil stovky mladých badatelů. Akademie věd řeší s univerzitami také společné projekty. Vedle běžných grantů řeší s kolegy z univerzit také infrastrukturní projekty a provoz institucí, které vznikly z prostředků strukturálních fondů, jako je například BIOCEV a CEITEC.

Závěr

Chceme spolupráci s vysokými školami dále rozvíjet a prohlubovat. Rád bych v závěru zmínil také Strategii AV21 a její výzkumné programy. Podílet se na nich totiž mohou i partneři z vysokých škol a univerzit - stejně jako další výzkumné organizace či soukromé společnosti.

Čtěte také: Rámec pro klima v EU

Tabulka: Příklady stáží v Akademii věd ČR

tags: #oblast #ved #o #zive #prirode #a

Oblíbené příspěvky:

• Výhody a nevýhody vesmírného úložiště jaderného odpadu
• Odpadkové koše s nápadem
• Recyklace v České republice
• Třídění Odpadu Rousínov
• Jak správně zapojit odpad myčky