Výzkum
Výzkumná práce katedry se orientuje do oblasti přípravy, charakterizace a modifikace nanomateriálů, dále na analýzu a ovlivnění povrchových vlastností, chování molekulových souborů a biomakromolekul a počítačovou chemii. Katedra se tak podílí na výzkumu v oblastech se širokým aplikačním potenciálem od molekulární elektroniky až po molekulární medicínu.
Z řady odborných výstupů katedry lze zmínit řadu příkladů, jako jsou:
- syntéza a modifikace nanočástic železa a oxidů železa, které se využívají jako magnetické nosiče léčiv, kontrastní látky při zobrazování metodou magnetické rezonance, při teranostických aplikacích a jako aktivní částice při čištění odpadních vod, odbourávání bojových látek či bojem se sinicemi,
- příprava a charakterizace 2D izolantu fluorografenu, který se využívá jako prekurzor pro přípravu grafenových derivátů,
- řízenou přípravu a kotvení nanočástic stříbra, které se využívají pro antimikrobiální a antimykotické aplikace,
- přípravu, chrakterizaci a modifikaci uhlíkových kvantových teček, které se využívají jako mimořádně stabilní luminofory např. v zobrazovacích technikách či LED diodách,
- vývoj nových metod a postupů v oblasti výpočetní chemie, např. vyvinutá silová pole se využívají pro simulace RNA a DNA, či nástroj MOLEonline pro analýzu biomakromolekulárních dutin.
O kvalitě vědecké práce svědčí řada publikací v renomovaných časopisech (např. Chemical Reviews, Journal of the American Chemical Society, Nature Chemical Biology, Advanced Materials, Advanced Functional Materials, Angewandte Chemie, Small, Journal of Physical Chemistry, Journal of Medicinal Chemistry, ACS Nano, Chemistry of Materials, Journal of Materials Chemistry, Chemistry A European Journal či Langmuir) i finanční podpora v rámci tuzemských i zahraničních grantových projektů. Pracovníci katedry jsou zapojeni do výzkumu v rámci Centra excelence (GAČR) a Centra kompetence (TAČR) i dalších národních i mezinárodních projektů. V mnoha oblastech výzkumu katedra spolupracuje nejen s řadou domácích i zahraničních pracovišť ale i s mnoha průmyslovými partnery.
Na katedře také působí řada pracovníků s mezinárodní reputací např. prof. Ing. Pavel Hobza, DrSc., FRSC, který je nositelem národního ceny Česká hlava (2008) a patří mezi 1% nejcitovanějších světových vědců, je předním světovým odborníkem na nekovalentní interakce. Dále prof. RNDr. Jiří Šponer, DrSc., který je předním světovým odborníkem v oblasti počítačových simulací RNA. K vědecké elitě v oblasti nanomateriálů patří prof. RNDr. Radek Zbořil, Ph.D. a prof. RNDr. Michal Otyepka, Ph.D. významně přispěl k rozvoji metod modelování komplexních molekulových systémů.
Výzkumný program lze shrnout do následujících bodů:- studium specifických fyzikálně-chemických vlastností nanomateriálů s ohledem na jejich praktické aplikace
- nanočástice oxidů a nulamocného železa a jejich aplikace
- uhlíkové nanostruktury (příprava grafenu a jeho derivátů, uhlíkových teček, modifikovaných uhlíkových nanotub)
- příprava, toxicita a biologické účinky nanočástic stříbra
- heterogenní katalýza
- studium struktury, dynamiky a vlastností proteinů a nukleových kyselin
- teoretické studium nekovalentních interakcí a jejich aplikací v biodisciplínách a nanomateriálech
- studium excitovaných stavů spojených s přenosem elektronu a energie
- teoretické studium vlastností 2D materiálů a nanočástic
- studium interakce látek s biologickými membránami
- vývoj silových polí pro simulace DNA a RNA
Katedra je úzce provázána s Regionálním centrem pokročilých technologií a materiálů (RCPTM).