Title
Počítačový design nanomateriálů
Code
SP/2010140
Summary
Předmětem výzkumu v tomto projektu je využití molekulárního modelování pro design funkčních nanostruktur využitelných ve dvou hlavních oblastech: (1) vývoj fotokatalytických a antibakteriálních nanokompozitů, (2) vývoj nových lékových forem s polymerními nosiči účinné látky. Výpočty, zaměřené na predikci struktury a vlastností těchto materiálů, budou prováděny v těsné součinnosti s vyvíjenou technologií, s cílem optimalizovat technologické postupy a dopředu vyloučit neúspěšné pokusy. Modelování bude prováděno v modelovacím prostředí Materials Studio. Součástí výzkumu v tomto projektu bude rovněž tvorba modelovacích strategií, „šitých na míru“ jednotlivým typům zkoumaných nanomateriálů, a vývoj vlastních softwarových nástrojů, doplňujících toto modelovací prostředí. Nanostruktury pro fotokatalytické a antibakteriální využití jsou založeny na ukotvení nanočástic kovů a jejich oxidů na vhodné krystalické matrici. Tato technologie musí řešit zásadní problém, a to: Jaký typ krystalické matrice bude nejvhodnější pro daný typ nanočástice z hlediska kompatibility struktur a adheze nanočástic k matrici? Obdobnou problematiku řeší i technologie přípravy lékových forem při hledání vhodného polymerního nosiče dané účinné látky. V tomto případě je nutné studovat interakce vybraných biodegradovatelných polymerních řetězců s molekulou léčiva. 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, která je nutná pro řešení struktur difrakčními metodami. Molekulové modelování je tak jediným účinným nástrojem řešení struktur systémů, které jsou příliš neuspořádané pro difrakční techniky a příliš velké pro kvantově chemické výpočty.
Start year
2010
End year
2010
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
Category
SGS
Type
Specifický výzkum VŠB-TUO
Solver