Lidé
- doc. Ing. Martin Halecký, Ph.D. (kontaktní osoba)
- prof. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D.
- Ing. Jiří Mach (PGS)
- student/ky/i bakalářských a magisterských studijních programů
Použití enzymů pro syntézu a recyklaci udržitelných polyuretanů
Aktuálně průmyslově vyráběné polyuretany se nedají nazvat „eco-friendly“ nebo udržitelné proto studujeme enzymovou syntézu a recyklaci udržitelných polyuretanových materiálů s maximálním využitím přírodních a obnovitelných surovin s využitím moderních konceptů jako „Green chemistry“, „Cradle-to-grave“ a „Cradle-to-cradle”. Designujeme polyuretany, které půjdou snadno (enzymaticky) rozložit na původní vstupní suroviny a ty pak použít pro syntézu nových polyuretanů; míříme k cirkulární ekonomice v oblasti polyuretanových materiálů. Na tomto tématu spolupracujeme s kolegy z Ústavu makromolekulární chemie AV ČR a Gdaňsk University of Technology v Polsku. Na obrázku je autofluorescence našich polyuretanů při osvícení modrým světlem.
Biopesticidy a biostimulanty pro podporu růstu a zdraví rostlin
Výzkum, vývoj a využití biopreparátů s biostimulačními a biopesticidními účinky představuje důležitý směr pro udržitelné zemědělství a zdravou krajinu. Tyto přípravky nabízejí šetrnou alternativu pro ochranu rostlin a podporu jejich růstu, vitality a výnosu. Ve vývojové fázi studujeme vlastnosti mikrobiálních izolátů a jejich potenciál pro využití v biopreparátech. Zaměřujeme se zejména na produkci látek podporujících růst rostlin a biologicky aktivních sloučenin s antifungálními či insekticidními účinky. Jejich účinnost ověřujeme na modelových fytopatogenech i zemědělsky významných rostlinách. Vliv biopreparátů na růst a vitalitu rostlin sledujeme pomocí moderních nedestruktivních metod, například multispektrální analýzy a 3D skenování.
Biologicky aktivní látky z mořských mikroorganismů
Mořské jednobuněčné mikroorganismy jsou velmi bohaté na biologicky aktivní sloučeniny, a proto mohou být použity v různých biologických aplikacích. Nejvíce studované látky jsou polynenasycené mastné kyseliny (PUFA), steroly, proteiny a enzymy, vitamíny a pigmenty, které nacházejí uplatnění v oblastech, jako je výživa lidí a zvířat, léčiva a akvakultury. Tento projekt je zaměřen zejména na mořské mikroorganismy (např. řasy, sinice, bakterie), optimalizaci jejich kultivace a kultivačními podmínkami indukovanou změnu ve složení biomasy, a dále na identifikaci biologicky aktivních látek s biotechnologickým potenciálem.
Povrchové vlastnosti mikroorganismů, jednobuněčných řas a materiálů
Biofilm představuje jednu z nejčastějších forem existence mikroorganismů v přírodě a biofilmové reaktory mají významné uplatnění v řadě biotechnologií. Proto studujeme faktory ovlivňující adhezi mikroorganismů a mikrořas k pevným povrchům, jako jsou sklo, plasty či ocel. Schopnost buněk ulpívat na povrchu hodnotíme nejen experimentálně, ale také pomocí matematických modelů založených na fyzikálně-chemických vlastnostech interagujících povrchů, například DLVO teorie a bilance mezifázové volné energie. Poznatky o mechanismech adheze lze využít jak v procesech, kde je žádoucí ulpívání mikroorganismů omezit, například na stěnách bioreaktorů, tak tam, kde je naopak výhodné. Patří sem biofilmová kultivace mikrořas, jejich sklizeň prostřednictvím shlukování a flokulace nebo biodegradace a recyklace pevných materiálů, například polyuretanů, při níž je kontakt mikroorganismů s povrchem substrátu klíčový.