Jestli stát rezignuje na silnou podporu základního výzkumu, skončíme za pár let místo špičkové vědy u zlepšovacích návrhů, varuje v podcastu CHEmic prof. Martin Fusek, bývalý ředitel IOCB Tech, člen Rady vlády pro výzkum, vývoj a inovace.<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/UOCHB_Tomas_Bellon_Podcast_CH_Emic_58_Podpora_biotechnologii_vyvede_Cesko_z_casu_montovny_2f0bf75969.jpg" alt="ÚOCHB/Tomáš Belloň – Podcast CHEmic #58 – Podpora biotechnologií vyvede Česko z časů montovny" srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_UOCHB_Tomas_Bellon_Podcast_CH_Emic_58_Podpora_biotechnologii_vyvede_Cesko_z_casu_montovny_2f0bf75969.jpg 234w," sizes="100vw" width="2000" height="1333"><blockquote>Podcast CHEmic představuje vědce a vědkyně z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR, jejich život v labech i mimo ně.</blockquote><blockquote>CHEmic najdete v podcastových aplikacích:</blockquote><blockquote><ul><li><a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://open.spotify.com/show/0ELIQTRkC3TFrVYnZgztsy?si=b4407e1f54824315&amp;nd=1">Spotify</a></li><li><a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://podcasts.apple.com/cz/podcast/podcast-chemic-1-riskovat-se-vyplat%C3%AD-ne%C3%BAsp%C4%9Bchu-se-nesm%C3%ADme/id1683797089?i=1000611870620">Apple Podcasts</a></li><li><a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://podcasts.google.com/feed/aHR0cHM6Ly9hbmNob3IuZm0vcy9kZmFhNjA4OC9wb2RjYXN0L3Jzcw">Podcasty Google</a></li></ul></blockquote><blockquote>a na našem <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://www.youtube.com/playlist?list=PLFJNDHHAxyMszoY-Hm4BGJ6nN7zNLZXO-">YouTube kanálu</a>.</blockquote>

Podcast CHEmic #58 – Podpora biotechnologií vyvede Česko z časů montovny

<h4>Podpora jednostupňové hydrometalurgické metody loužení kovů z katodových materiálů</h4><h3>Abstrakt</h3>Rostoucí poptávka po lithium-iontových bateriích (LIB) zdůrazňuje potřebu udržitelných recyklačních řešení. Tato studie se zabývá jednostupňovým hydrometalurgickým procesem využívajícím technologii kontaktní elektrokatalýzy (CEC), která kombinuje předúpravu a loužení za účelem získání kritických kovů, jako jsou Li, Co, Ni a Mn. Tento ekologický přístup využívá ultrazvukem asistované loužení s oxidem křemičitým (SiO₂) jako recyklovatelným katalyzátorem, který zvyšuje účinnost rozpouštění kovů prostřednictvím přenosu elektronů.<a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://lcms.cz/library?instrumentationItems=82&amp;mainauthorItems=10">UV-Vis</a> a <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/library?instrumentationItems=84&amp;mainauthorItems=10">ICP-OES spektroskopie</a> hrají klíčovou roli při optimalizaci a sledování celého procesu. UV-Vis umožňuje sledovat radikálovou aktivitu a rozpouštění kovů v reálném čase, zatímco ICP-OES poskytuje přesné kvantitativní údaje o výtěžnosti kovů a míře přítomných nečistot. Výsledky potvrzují, že recyklace s podporou CEC dosahuje vysokých výtěžků kovů z použitých katodových materiálů a představuje nákladově efektivní a udržitelnou alternativu ke konvenčním metodám.<h3>Úvod</h3><a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/library?mainauthorItems=10&amp;search=LIB">Lithium-iontové baterie (LIB)</a> napájejí přenosná elektronická zařízení již desítky let. Rostoucí poptávka ze strany odvětví elektromobility a skladování energie však vyvolává obavy ohledně nakládání s narůstajícím množstvím baterií, které dosahují konce své životnosti. Likvidace LIB představuje významnou ekologickou výzvu, ale zároveň nabízí příležitosti pro zpětné získávání cenných materiálů a otevírá cestu k udržitelnějším postupům.Výrobci LIB se spoléhají na stabilní dodávky kritických prvků, jako jsou lithium (Li), kobalt (Co), nikl (Ni) a mangan (Mn), které se používají v klíčových součástech baterií, zejména v katodách. Recyklace použitých LIB a zpětné získávání těchto kovů přispívá k uspokojení rostoucí poptávky po těchto zdrojích.Tradiční metody recyklace použitých LIB vycházejí z vícestupňových hydrometalurgických nebo pyrometalurgických procesů, které jsou nákladné, energeticky náročné a zároveň zatěžující pro životní prostředí [1, 2].Byla však vyvinuta udržitelnější a nákladově efektivnější hydrometalurgická metoda, která zjednodušuje konvenční vícestupňový přístup do jediné etapy integrací předúpravy a loužení. Tato metoda využívá technologii kontaktní elektrokatalýzy (CEC), což je ekologický katalytický proces založený na ultrazvukem asistovaném loužení kovů s použitím oxidu křemičitého (SiO₂) jako recyklovatelného katalyzátoru [3,4].CEC procesy využívají přenos elektronů při kontaktu kapaliny a pevné fáze (tzv. contact electrification) k tvorbě volných radikálů, které následně katalyzují chemické reakce.Analytické techniky, jako je UV-Vis spektroskopie a ICP-OES, poskytují cenná data využitelná k optimalizaci a sledování účinnosti CEC procesu. Tyto techniky jsou nezbytné pro měření tvorby radikálů, monitorování rozpouštění kovů, hodnocení výkonnosti procesu a ověřování čistoty získaných materiálů.<h4>Recyklační proces CEC</h4>Recyklační proces CEC začíná oddělením hlavních složek z použitých lithium-iontových baterií. Následně lze kovy vyluhovat z katodových materiálů, jako je oxid lithno-kobaltnatý (LCO) nebo směsné oxidy lithia, niklu, manganu a kobaltu (NCM). Jak je znázorněno na obrázku 1, katodový materiál se smíchá s organickými kyselinami, jako je kyselina jablečná (C₄H₆O₅) nebo kyselina citronová (C₆H₈O₇), přidá se katalyzátor SiO₂ a na směs se aplikuje ultrazvuk po dobu přibližně 6 hodin [3,4].UV-Vis spektroskopie je ideální technikou pro sledování radikálů generovaných v CEC procesu a pro optimalizaci podmínek loužení. Extrahované kovy se následně převedou zpět na aktivní materiály katod, LiCoO₂, NCM622 a NCM712, pomocí metod srážení nebo sol-gelové syntézy a následného vysokoteplotního kalcinování při 850–900 °C. ICP-OES se široce využívá ke stanovení obsahu kovů a dalších prvků v materiálech pro lithium-iontové baterie, včetně regenerovaných katodových aktivních látek [5]. Katalyzátor SiO₂ lze nakonec získat zpět prostou filtrací.<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Altium_International_Uloha_UV_Vis_a_ICP_OES_spektroskopie_v_metodach_recyklace_lithium_iontovych_baterii_2_58e0ca9b57.jpg" alt="Agilent Technologies: Úloha UV-Vis a ICP-OES spektroskopie v metodách recyklace lithium-iontových baterií: Obrázek 1: Schéma procesu - znázorňuje úlohu UV-Vis a ICP-OES v pracovním postupu recyklace CEC." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Altium_International_Uloha_UV_Vis_a_ICP_OES_spektroskopie_v_metodach_recyklace_lithium_iontovych_baterii_2_58e0ca9b57.jpg 245w," sizes="100vw" width="1472" height="543"><h3>Experimentální část</h3><h4>Materiály a příprava vzorků</h4>Odpadní katodové fólie typu NCM byly získány z recyklačních závodů na baterie v Číně. Katodové fólie byly nastříhány na čtverce o rozměrech 4 × 4 cm. Jeden kus byl vložen do skleněné lahve spolu s oxidem křemičitým (SiO₂, čistota 99,99 %, Macklin, Čína) a 40 ml kyseliny jablečné (99,5 %, Macklin). Láhev byla umístěna do ultrazvukové lázně (40 kHz, 300 W) na 6 hodin při teplotě 80 ± 2 °C, čímž došlo k současnému vyluhování kovů a rozkladu organického pojiva.<h4>Analýza pomocí UV-Vis spektroskopie</h4>Ke sledování uvolňování kovových iontů a generování radikálů byl použit multicelový <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/products/628">Peltierův UV-Vis spektrofotometr Agilent Cary 3500</a> (obr. 2) s pracovní stanicí Agilent Cary UV. Spektrální analýza se zaměřila na detekci kovových iontů a volných radikálů, které napomáhají rozpouštění kovů. Byly sledovány specifické absorpční píky: 390 nm pro Ni²⁺, 508 nm pro Co²⁺ a 660 nm pro Mn²⁺ jako důkaz vyluhování.Testy s lapači radikálů (použitím p-benzochinonu, dusičnanu stříbrného (AgNO₃) a terc-butanolu ((CH₃)₃COH)) potvrdily přítomnost superoxidů, volných elektronů a hydroxylových radikálů, které hrají klíčovou roli v oxidaci pojiva a redukci kovů.UV-Vis spektroskopie umožňuje sledování těchto radikálů v reálném čase a díky své nedestruktivní povaze je ideální pro průběžnou kontrolu procesu.<h4>Analýza pomocí ICP-OES</h4>K vyhodnocení účinnosti zpětného získávání kovů byl použit přístroj Agilent 730 ICP-OES, později nahrazený modelem <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/products/665">Agilent 5800 Vertical Dual View (VDV) ICP-OES</a>. ICP-OES umožňuje citlivou detekci více prvků a přesné stanovení koncentrací kovů. Vysoká přesnost je klíčová pro ověření, zda získané materiály splňují průmyslové normy. Přístroj byl kalibrován pomocí certifikovaných standardů, aby byla zajištěna přesnost kvantifikace.Koncentrace Li, Ni, Co a Mn ve výluzích byly měřeny za účelem posouzení výtěžnosti a obsahu nečistot.<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Altium_International_Uloha_UV_Vis_a_ICP_OES_spektroskopie_v_metodach_recyklace_lithium_iontovych_baterii_4_cec9e8a07d.jpg" alt="Agilent Technologies: Úloha UV-Vis a ICP-OES spektroskopie v metodách recyklace lithium-iontových baterií: Obrázek 2. Agilent Cary 3500 Multicell Peltier UV-Vis s doplňkovým softwarem Multizone. Lze nastavit až čtyři nezávislé teplotní zóny, což umožňuje současné experimenty při různých teplotách v každé dvojici kyvet." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Altium_International_Uloha_UV_Vis_a_ICP_OES_spektroskopie_v_metodach_recyklace_lithium_iontovych_baterii_4_cec9e8a07d.jpg 156w," sizes="100vw" width="705" height="705"><h3>Výsledky a diskuse</h3><h4>UV-Vis spektroskopie: sledování účinnosti loužení a aktivity radikálů</h4>Při recyklaci použitých LIB a oddělování kovů od dalších složek, jako jsou organická pojiva (např. polyvinylidenfluorid, PVDF), je nutná generace superoxidových (O₂•⁻) a hydroxylových (OH•) radikálů. Tyto reaktivní druhy hrají klíčovou roli v rozkladu organických látek a v redukci kovů. Hydroxylové radikály se mohou rekombinovat za vzniku peroxidu vodíku (H₂O₂), který dále podporuje vyluhování kovů a oxidaci PVDF.Superoxid lze detekovat pomocí nitro modrého tetrazolu (NBT), který při reakci mění barvu ze žluté na modrofialovou za vzniku formazanu. Intenzita této barevné změny koreluje s koncentrací superoxidu, což činí UV-Vis spektroskopii ideální technikou pro sledování těchto reakcí a optimalizaci podmínek loužení.K analýze účinnosti loužení kovů v rámci pracovního postupu NCM CEC byly pomocí UV-Vis spektroskopie sledovány následující klíčové parametry:<ul><li>Katalyzátor SiO₂: Jak je znázorněno na obrázku 3A, oxid křemičitý významně zvyšuje účinnost loužení díky usnadnění přenosu elektronů při působení ultrazvuku, což vede k tvorbě reaktivních druhů, jako je peroxid vodíku (H₂O₂), které podporují redukci kovů. Optimální množství SiO₂ bylo 80 mg, protože jeho nadbytek vedl k rozptylu ultrazvuku a snížení účinnosti (obrázek 3B).</li><li>Koncentrace kyseliny: Zvýšení koncentrace kyseliny jablečné z 0,2 na 1 mol/l vedlo ke zlepšení účinnosti díky vyššímu reakčnímu gradientu (obrázek 3C). Při vyšších koncentracích však účinnost klesala vlivem stínění iontů.</li><li>Teplota: Vzhledem k tomu, že se jedná o endotermickou reakci, vyšší teploty podporují proces loužení. Jak je patrné z obrázku 3D, jako optimální byla stanovena teplota 80 °C.</li><li>Doba reakce: Intenzita absorpčních píků pro Mn²⁺ a Co²⁺ se stabilizovala po 5 hodinách, zatímco u Ni²⁺ bylo maxima dosaženo po 6 hodinách (obrázek 3E), což bylo identifikováno jako ideální doba trvání reakce.</li><li>Monitorování pomocí UV-Vis: Píky při 390, 508 a 660 nm odpovídají Ni²⁺, Co²⁺ a Mn²⁺, což umožňuje sledování procesu loužení kovů v reálném čase.</li></ul>Za optimalizovaných podmínek (80 mg SiO₂, 1 M kyselina jablečná, poměr pevná látka/kapalina 10 g/l, 80 °C po dobu 6 hodin) bylo dosaženo účinnosti loužení NCM ve výši 99,6 % (Li), 98,3 % (Ni), 99,4 % (Co) a 97,4 % (Mn). Tyto výsledky potvrzují účinnost jednokrokové metody CEC pro recyklaci lithium-iontových baterií.Výsledky rovněž ukazují flexibilitu spektrofotometru Agilent Cary 3500 Multicell Peltier UV-Vis pro detailní studium reakční kinetiky za různých podmínek. Mezi jeho výhody pro tuto aplikaci patří:<ul><li>Funkce „Multizone“, která zefektivnila sběr dat a umožnila rychlejší a efektivnější analýzu ve srovnání s jednokyvetovými přístroji. Cary 3500 Multizone umožnil současné měření sedmi vzorků přibližně za 15 sekund, což výrazně urychlilo hodnocení účinnosti loužení napříč vzorky.</li><li>Zjednodušený experimentální návrh, který umožnil snadnou identifikaci optimálních podmínek a časování tvorby komplexních meziproduktů.</li><li>Přesná regulace teploty v rozmezí –5 až 110 °C bez potřeby vody, hluku nebo složité kabeláže, a to díky plně integrovanému vzduchem chlazenému Peltierovu systému. Tento systém udržuje stabilní teplotu v osmi měřicích pozicích rozdělených do čtyř zón pro konzistentní a spolehlivý výkon.</li></ul><img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Altium_International_Uloha_UV_Vis_a_ICP_OES_spektroskopie_v_metodach_recyklace_lithium_iontovych_baterii_04a7fa4fe4.jpg" alt="Agilent Technologies: Úloha UV-Vis a ICP-OES spektroskopie v metodách recyklace lithium-iontových baterií: Obrázek 3. UV-Vis spektra znázorňující absorpční píky kovových iontů za různých podmínek optimalizace účinnosti loužení metodou CEC, včetně (A) přídavku katalyzátoru SiO₂, (B) množství SiO₂, (C) koncentrace kyseliny jablečné, (D) teploty a (E) doby reakce. (F) Poměr pevné fáze a kapaliny, který byl optimalizován pomocí ICP-OES [3]." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Altium_International_Uloha_UV_Vis_a_ICP_OES_spektroskopie_v_metodach_recyklace_lithium_iontovych_baterii_04a7fa4fe4.jpg 245w," sizes="100vw" width="1483" height="791"><h4>ICP-OES: Vysoká výtěžnost a hodnocení čistoty</h4>Analýza pomocí ICP-OES prokázala vysokou účinnost získávání kovů za optimalizovaných podmínek, konkrétně: 99,6 % (Li), 98,3 % (Ni), 99,4 % (Co) a 97,4 % (Mn).Pro další potvrzení, že syntetizovaný elektrodový prášek odpovídá složení NCM622, byl analyzován poměr lithia, niklu, manganu a kobaltu v tomto materiálu. Jak je uvedeno v tabulce 1, molární poměr Li:Co:Ni:Mn činil 1,0:1,2:1,6:2, což odpovídá požadavkům na složení NCM622.<h5>Tabulka 1. Údaje z ICP-OES. Analýza koncentrací v regenerovaném materiálu NCM.</h5>Kov / Koncentrace (mmol)<ul><li>Li: 5,036.8</li><li>Co: 1,067.3</li><li>Ni: 2,992.3</li><li>Mn: 997.4</li></ul>Analýza stopových prvků byla provedena pomocí ICP-OES za účelem stanovení koncentrací Al, Ca, Mg, Na, Li, Co, Ni a Mn ve výluhu, jak je uvedeno v tabulce 2. Výsledky ukazují, že koncentrace kovových nečistot (Al, Ca, Mg a Na) byly pod standardní hodnotou 0,03 %. Tyto výsledky potvrzují vysokou účinnost a ekologickou povahu recyklačního procesu CEC i jeho schopnost produkovat vysoce čisté materiály vhodné pro opětovné využití při výrobě nových aktivních materiálů pro lithium-iontové baterie.<h5>Tabulka 2. Analýza kvality regenerovaného materiálu NCM622 pomocí ICP-OES.</h5>Kov / Hmotnostní zlomek (hm. %)<ul><li>Al: 0.009700</li><li>Ca: 0.002267</li><li>Mg: 0.003405</li><li>Na: 0.000533</li><li>Li: 0.062680</li><li>Co: 0.102300</li><li>Ni: 0.293200</li><li>Mn: 0.090700</li></ul>Schopnost ICP-OES současně stanovit více prvků zefektivňuje kontrolu kvality a zajišťuje, že regenerované materiály splňují požadavky na bateriové specifikace.<h3>Závěr</h3>Tato studie zdůrazňuje klíčovou roli UV-Vis spektroskopie a ICP-OES při optimalizaci a monitorování jednokrokového hydrometalurgického recyklačního procesu podporovaného technologií kontaktní elektrokatalýzy (CEC), který přispívá k rozvoji cirkulární ekonomiky lithium-iontových baterií.UV-Vis spektroskopie umožnila sledovat rozpouštění kovů a aktivitu radikálů v reálném čase, zatímco ICP-OES zajistilo přesnou kvantifikaci výtěžnosti kovů a obsahu nečistot. Výsledky potvrzují, že ekologická a nákladově efektivní metoda CEC umožňuje dosažení vysoké výtěžnosti při recyklaci použitých aktivních materiálů katod (CAM), jako jsou LiCoO₂ a NCM, a zároveň zajišťuje jejich vysokou čistotu pro další využití.<blockquote><h4>Další informace</h4><ul><li><a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/products/628">Multicelový UV-Vis spektrofotometr Cary 3500</a></li><li><a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://www.agilent.com/en/product/molecular-spectroscopy/uv-vis-uv-vis-nir-spectroscopy/uv-vis-uv-vis-nir-software/cary-uv-workstation-software">Software Cary UV Workstation</a></li><li><a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://www.agilent.com/en/support/molecular-spectroscopy/uv-vis-uv-vis-nir-spectroscopy/uv-vis-spectroscopy-spectrophotometer-basics">Nejčastější dotazy k UV-Vis spektroskopii a spektrofotometru</a></li></ul></blockquote>

Úloha UV-Vis a ICP-OES spektroskopie v metodách recyklace lithium-iontových baterií

Mezinárodní tým vědců z Česka, Německa a Číny vyvinul s pomocí nanotechnologií a atomárního inženýrství unikátní materiál, který dokáže přeměnit široké spektrum organických látek na požadované produkty za běžných podmínek, jen s pomocí sluneční energie a vody jako zdroje protonů. Významně tím přispívá k řešení ekologicky i ekonomicky náročných hydrogenačních reakcí běžných v organické chemii, farmacii i agrochemii. Práci, na níž se podíleli i vědci z Českého institutu výzkumu a pokročilých technologií (CATRIN) Univerzity Palackého, zveřejnil prestižní <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202504108">časopis Advanced Materials</a>.Hydrogenační reakce jsou součástí stovek chemických výrob v agrochemii, farmacii, průmyslové chemii a řadě dalších oblastí s celkovým trhem v objemu desítek miliard dolarů. Doposud známé a používané fotokatalyzátory nedokáží dosáhnout výtěžky, které jsou potřebné v průmyslové škále a trpí také omezenou selektivitou, tedy nedokáží usměrnit chemickou reakci k požadovaným produktům. Často také vyžadují spolupůsobení dalších činidel, jako je například aktivace vody hořčíkem, a jsou použitelné pouze na omezené množství organických reakcí. Nalezení nových řešení, která by na rozdíl od těch stávajících probíhala za nízkých teplot a tlaků i bez použití plynného vodíku, je proto obrovskou vědeckou a průmyslovou výzvou. Jednou z variant je využití vody jako zdroje protonů a vhodných fotokatalyzátorů, které umožní efektivní přeměnu s použitím sluneční energie.<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/CATRIN_novy_mateiral_umoznuje_vyrobu_chemikalii_s_vyuzitim_slunce_a_vody_9eeef6e892.jpg" alt="CATRIN: Nový materiál umožňuje výrobu chemikálií s využitím slunce a vody" srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_CATRIN_novy_mateiral_umoznuje_vyrobu_chemikalii_s_vyuzitim_slunce_a_vody_9eeef6e892.jpg 110w," sizes="100vw" width="1086" height="1536">„Při vývoji nového typu fotokatalyzátoru jsme spojili zkušenosti z nanotechnologií a atomárního inženýrství. Se zahraničními kolegy jsme navrhli a připravili materiál obsahující nanočástice paladia ukotvené ve dvourozměrné matrici nitridu uhlíku, přičemž v blízkém okolí nanočástic byly zabudovány izolované atomy paladia v různých oxidačních stavech. Díky synergickému účinku všech komponent dokázal nový materiál přeměnit široké spektrum organických látek na požadované produkty s mimořádně vysokou výtěžností i selektivitou. To otevírá dveře k průmyslovým aplikacím,“ uvedl korespondující autor Radek Zbořil.Autoři studovali nejprve použití samotných nanočástic ukotvených ve struktuře nitridu uhlíku a také účinnost jednotlivých atomů zabudovaných ve stejné fotokatalytické matrici. V obou případech dosáhli relativně nízkých výtěžků, nicméně pomohla jim náhoda.Během výzkumu si vědci všimli, že výtěžnost reakcí rapidně rostla, pokud se v blízkém okolí nanočástic nacházely jednotlivé atomy paladia v různých oxidačních stavech. „Proto jsme cíleně navrhli a připravili kombinovaný systém, v němž jednotlivé atomy paladia přitahují fotogenerované díry pro oxidaci vody, zatímco nanočástice usnadňují přenos vodíku na nenasycené vazby organických molekul. Jedná se o unikátní koncept, který může změnit katalytické procesy v organické chemii s obrovským aplikačním potenciálem v příbuzných odvětvích včetně farmacie nebo agrochemie,“ uvedl Giorgio Zoppellaro, který má klíčový podíl na objasnění mechanismu fungování unikátního materiálu.Vědecké týmy z CATRIN a VŠB-TUO se ve spolupráci s kolegy z německého Leibnizova ústavu pro katalýzu věnují hydrogenačním reakcím dlouhodobě. V minulosti publikovali řadu přelomových prací zaměřených především na nové technologie výroby aminosloučenin (např. <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://www.nature.com/articles/s41929-021-00722-x">Chandrashekhar et al. Nat. Catal. 2022</a>; <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://www.nature.com/articles/s41565-023-01353-y">Cheruvathoor Poulose et al. Nat. Nanotechnol. 2023</a>).

Nový materiál umožňuje výrobu chemikálií s využitím slunce a vody

Aplikace

Osobnosti

Popularizace

Věda a výzkum

Video

Článek

Produkt

Je autorizovaným distributorem společnosti Agilent Technologies pro Českou republiku v oblastech chromatografie (GC, HPLC, UHPLC, kapilární elektroforéza) a hmotnostní spektrometrie (GC/MS, LC/MS, CE/MS), disolučních aparátů, molekulární (UV-Vis, UV-Vis-NIR, fluorescence, FTIR analyzátory a mikroskopy) a atomové spektroskopie (ICP-OES, ICP-MS, AAS), a v neposlední řadě také v oblasti molekulární biologie a genomiky (analýza nukleových kyselin a proteinů, microarray skenery a skla, PCR & RT-PCR, qPCR, řešení pro NGS, reagencie pro mutagenezi a klonování, sondy FISH a další).

Altium International

ÚOCHB AV ČR je přední mezinárodně uznávaná vědecká instituce, jejímž hlavním posláním je základní výzkum v oblasti chemické biologie a medicinální chemie, organické a materiálové chemie, chemie přírodních látek, biochemie a molekulární biologie, fyzikální chemie, teoretické chemie a analytické chemie.

Ústav organické chemie a biochemie AV ČR

Český institut výzkumu a pokročilých technologií (Czech Advanced Technology and Research Institute – CATRIN) je vysokoškolský ústav Univerzity Palackého v Olomouci. Vznikl integrací vědeckých týmů Centra regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum (CRH), Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů (RCPTM) a Ústavu molekulární a translační medicíny (ÚMTM) s cílem úzce propojit vědecké kapacity v oblasti biomedicíny, nanotechnologií, nových materiálů, výzkumu rostlin či biotechnologií a ještě úspěšněji čelit  globálním výzvám současného světa, k nimž patří například dopady klimatických změn, boj s novými typy patogenů, diagnostika a léčba civilizačních onemocnění, odvrácení hrozící potravinové krize, získávání a ukládání „zelené“ energie, zajištění dostatku pitné vody, ochrana životního prostředí a řada dalších.

CATRIN

Cordouan Technologies Vasco analyzátor velikosti částic

Vasco je analyzátor distribuce velikosti nanočástic využívající dynamického rozptylu světla (DLS), který umožňuje měření v ultra-tenké vrstvě.

Tento DLS analyzátor nabízí jedinečnou konfiguraci kombinující detekci zpětně rozptýleného světla s možností úpravy tloušťky měřené vrstvy vzorku. Unikátní design zcela zbavuje nutnosti využívání kyvet, vzorek je aplikován přímo na povrch skla. Nastavením šířky měřící štěrbiny lze ve srovnání s konvenčními analyzátory eliminovat vícenásobný rozptyl a přístroj tak umožňuje měřit i velmi koncentrované (až 40 % hm. koncentrace), opaleskující a tmavé vzorky. Ve většině případů není nutné vzorek ředit, což pomáhá šetřit čas a usnadňovat měření.
Uživatelsky přívětivý software NanoQ obsahuje unikátní matematické algoritmy umožňující efektivní analýzu polydisperzních vzorků (Pade Laplace, SBL). Součástí tohoto software je rozsáhlá databáze rozpouštědel a simulační mód umožňující predikci chování komplexních vzorků. Výsledky měření lze exportovat v různých formátech. Online kinetická analýza je vhodná pro sledování stability vzorku (agregace/disoluce). 
<h5>Klíčové vlastnosti</h5>
<ul>
<li>Rozsah velikostí částic: 0,5 nm – 10 μm
</li>
<li>Teplota měření: 15-90 °C
</li>
<li>Malý objem vzorku: pouze 50 μl
</li>
<li>Online měření kinetiky
</li>
</ul>

Cordouan Technologies Vasco Kin analyzátor velikosti částic

Cordouan Technologies Vasco Kin je nejnovější generací DLS analyzátorů pro kinetickou analýzu distribuce velikosti nanočástic bezkontaktně ve vzorku (in situ) v časově rozlišených experimentech.

Přístroj využívá principu dynamického rozptylu světla (DLS), umožňuje rychlá kinetická měření s rozlišením až 200 ms, která jsou vhodná pro sledování syntézy nanočástic nebo stability suspenzí v reálném čase. K přístroji lze připojit různé měřící hlavy, například speciální měřící hlavy pro velmi zředěné a tmavé/koncentrované vzorky (až 40 % hm. koncentrace) – DTC head, či speciální hlavu pro temperaci (5-90 °C) – Thermalized head. V kombinaci s měřící hlavou pro bezkontaktní měření ( in situ remote optical head) umožňuje sledovat vzorek v reálném čase přímo v nádobě propustné pro laser bez nutnosti přenášení vzorku.
Pokročilý software NanoKin obsahuje unikátní matematické algoritmy umožňující efektivní analýzu polydisperzních vzorků (Pade Laplace, SBL). Součástí tohoto software je rozsáhlá databáze rozpouštědel a simulační mód umožňující predikci chování komplexních vzorků. Výsledky měření lze exportovat v různých formátech. Online kinetická analýza umožňuje komplexní analýzu vzorků – například konformační dynamiku proteinů v reálném čase. Výsledky lze vizualizovat pomocí 2D map.
Dle charakteru vzorků lze zvolit vhodnou vlnovou délku laseru (405, 488, 515, 638, 785 nm), flexibilně upravit měřící uspořádání (pracovní vzdálenost a úhel) či přidat fluorescenční filtry a polarizátory. Přístroj je snadno transportovatelný a lze pracovat s připojeným externím zdrojem přímo v terénu. 
<h5>Klíčové vlastnosti</h5>
<ul>
<li>Rozsah velikosti částic: 0,5 nm – 10 µm
</li>
<li>Kinetická měření: 2 s – 12 hod. 
</li>
<li>Volitelné měřící hlavy/nástavce
</li>
</ul>

Cordouan Technologies Walis analyzátor zeta potenciálu

Wallis je analyzátor zeta potenciálu s vysokým rozlišením určený pro charakterizaci koloidního náboje nanočástic využívající principu Laserové Dopplerovské elektroforézy (LDE).

Jedná se o ideální nástroj pro studium stability koloidních suspenzí a elektroforetických vlastností nanočástic.
Příprava vzorků je jednoduchá bez rizika vzniku bublin, součástí přístroje jsou vysoce odolné uhlíkové elektrody, měření zamezuje výskytu artefaktů díky konstrukci elektrod (bez elektroosmózy). Vzorkovací frekvence při měření je 30krát vyšší než u jiných výrobců, což umožňuje měření s rozlišením až 0,1 mV! 
<h5>Klíčové vlastnosti</h5>
<ul>
<li>Rozsah velikosti částic (1 nm – 100 µm)</li>
<li>Rozsah zeta potenciálu ±500 mV</li>
</ul>

Cordouan Technologies Amerigo analyzátor velikosti částic a zeta potenciálu

Amerigo je analyzátor suspenzí nanočástic měřící současně distribuci velikosti nanočástic (DLS) a zeta potenciál (LDE) ve vysokém rozlišení, přesně a rychle.


Kombinací těchto dvou přístupů lze získat přesné informace o stabilitě suspenzí a predikovat jejich chování. Měření probíhají ve standardizované cele (kyveta 10x10 mm) nebo pomocí vyměnitelných měřících hlav in situ nebo v tenké vrstvě. V tomto přístroji se snoubí tři přístupy: (i) analýza distribuce velikosti nanočástic ve dvou úhlech rozptylu (dopředný rozptyl 17° a zpětný rozptyl 170 °C), (ii) měření zeta-potenciálu s vysokým rozlišením (až 0,1 mV) a (iii) možnost rozšíření o měřící hlavu pro bezkontaktní měření (in situ remote optical head) či speciální měřící hlavu pro tmavé/koncentrované vzorky (DTC head).
Přístroj Amerigo umožňuje kinetická měření s rozlišením až 200 ms, která jsou vhodná pro sledování syntézy nanočástic nebo stability suspenzí v reálném čase. Příprava vzorků pro měření zeta potenciálu je jednoduchá bez rizika vzniku bublin a vysoce odolné uhlíkové elektrody zamezují výskytu artefaktů (bez elektroosmózy). Pokročilý software AmeriQ obsahuje unikátní matematické algoritmy umožňující efektivní analýzu polydisperzních vzorků (Pade Laplace, SBL). Lze programovat kinetické experimenty při stanovení zeta potenciálu v závislosti na pH, teplotě či času měření. Součástí tohoto software je rozsáhlá databáze rozpouštědel a simulační mód umožňující predikci chování komplexních vzorků. Výsledky měření lze exportovat v různých formátech.
<h5>Klíčové vlastnosti</h5>
<ul>
<li>Rozsah velikostí částic DLS: 0,5 nm – 10 μm
</li>
<li>Rozsah velikosti částic LDE: 1 nm – 100 µm
</li>
<li>Rozsah zeta potenciálu ±500 mV
</li>
<li>Rozsah teplot: 10-70 °C
</li>
<li>Rozsah pH: 1-14 (v závislosti na materiálu kyvety)
</li>
<li>Typický objem vzorku: pouze 750 μl
</li>
</ul>

Cordouan Technologies Thetis analyzátor velikosti částic

Thetis je nejnovější DLS analyzátor od Cordouan Technologies. Přístroj kombinuje DLS, SLS a depolarizované DLS (DDLS) a vůbec poprvé umožňuje snadno měřit délku a šířku anizotropních nanočástic v koloidní suspenzi.

První a unikátní DLS analyzátor umožňující měřit délku a šířku anizotropních částic v koloidní suspenzi. DLS, SLS a DDLS analýzy v jednom přístroji v kombinaci s vysokým rozlišením a měřením pod více úhly umožňují komplexní charakterizaci nejen anizotropních částic.
Jedná se o analyzátor 3v1 kombinující kontinuální analýzu SLS pod více úhly, časově rozlišenou DLS analýzu a DDLS a umožňuje tak stanovení molekulové hmotnosti, poloměru otáčení, distribuce velikosti nanočástic, kinetiky a určení poměru stran částic.
Měření probíhají ve standardizované cele (kyveta 10x10 mm). Přístroj Thetis umožňuje kinetická měření s rozlišením až 200 ms, která jsou vhodná pro sledování syntézy nanočástic nebo stability suspenzí v reálném čase. Pokročilý software ProƟ umožňuje analýzu časově rozlišené D-DLS, měření VV i VH, využití uživatelem zvoleného/automatického nastavení úhlu rozptylu, automatický výpočet délky, šířky a poměru stran či měření rotačního a translačního difúzního koeficientu. Výhodou jsou unikátní matematické algoritmy umožňující efektivní analýzu polydisperzních vzorků (Pade Laplace, SBL). Součástí tohoto software je rozsáhlá databáze rozpouštědel a simulační mód umožňující predikci chování komplexních vzorků. Výsledky měření lze exportovat v různých formátech.
<h5>Klíčové vlastnosti</h5>
<ul>
<li>Analyzátor 3v1
</li>
<li>Víceúhlový systém detekce rozptylu od 30 do 150°
</li>
<li>Detekce pomocí dvou typů polarizace VV a VH
</li>
<li>Rozměry, poměr stran, délka a šířka nanočástic
</li>
<li>Měření molekulové hmotnosti
</li>
<li>Softwarový korelátor – funkce dynamického dělení času a analýzy dat
</li>
<li>Velikost nanočástic 1 nm až 1 µm
</li>
<li>Rozsah teplot: 10-70 °C
</li>
<li>Anizotropní poměr 2 až 200
</li>
</ul>

Freeman Technology FT4 práškový reometr

Práškový reometr FT4 Powder Rheometer byl původně navržen s jedním cílem – charakterizovat reologii, nebo tokové vlastnosti prášků. To zůstává primární funkcí i dnes, ale nově vyvinuté příslušenství a metodiky učinily z FT4 Powder Rheometer univerzálním nástrojem pro testování prášků.

Práškový reometr je univerzální nástroj pro testování prášků.
<h4>Charakteristika</h4>
<ul>
<li>užití v oblasti výzkumu a vývoje, QC, QA, formulace, výroby
</li>
<li>simulace procesů a optimalizace procesů a kvality produktů na základě naměřených dat
</li>
<li>přímé měření vlivu provzdušňování, konsolidace, vlhkosti, průtoku kvantifikuje dopady provzdušňování, konsolidace, vlhkosti, toku, otěru, tření a adheze u stěn, segregace, tvrdosti, elektrostatického náboje a dalších
</li>
<li>výborná opakovatelnost a reprodukovatelnost
</li>
<li>plná automatizace a vysoká citlivost
</li>
</ul>
<h4>Aplikace FT4 Powder Rheometer</h4>
<ul>
<li>plnění
</li>
<li>lisování tablet
</li>
<li>tok násypkou
</li>
<li>mokrá granulace
</li>
<li>míchání
</li>
<li>suché práškové inhalátory
</li>
<li>transport
</li>
</ul>
<h4>Použití</h4>
<ul>
<li>farmacie
</li>
<li>potraviny
</li>
<li>kosmetika
</li>
<li>tonery
</li>
<li>kovy
</li>
<li>keramika
</li>
<li>plasty
</li>
<li>práškové nátěry
</li>
<li>stavební materiály
</li>
</ul>
<h5>Technická specifikace</h5>
<ul>
<li>Točivý moment: ±900 mNm
</li>
<li>Rozlišení točivého momentu: 0,002 mNm
</li>
<li>Normálová síla: ±50 N
</li>
<li>Rozlišení normálových sil: 0,0001 N
</li>
<li>Max. rychlost rotoru: 120 rpm
</li>
<li>Rychlost horizontálního posunu: max. 30 mm.s¯¹
</li>
<li>Rozsah posunu: 185 mm
</li>
<li>Rozměry: 306 x 306 x 760 mm
</li>
<li>Hmotnost: 22 kg
</li>
</ul>
<h5>Příslušenství</h5>
<ul>
<li>25 mm; 50 mm; 62 mm Accessories Kit
</li>
<li>Aeration Control Kit
</li>
<li>24 mm; 48 mm Shear Cell
</li>
<li>24 mm; 48 mm Wall Friction Kit
</li>
<li>1 ml Shear Cell
</li>
</ul>

Produkty z kategorie Testování materiálů distribuované přes Pragolab s.r.o. | LabRulez ICPMS

Mohlo by Vás zajímat

Nový materiál umožňuje výrobu chemikálií s využitím slunce a vody

Podcast CHEmic #58 – Podpora biotechnologií vyvede Česko z časů montovny

Úloha UV-Vis a ICP-OES spektroskopie v metodách recyklace lithium-iontových baterií