Skip to main content

Novice

Ljubljana,

Preprosta izdelava fleksibilnih katalizatorjev ali elektrod

 

Možnost, da nekatere predstavnike izredno pestre družine kovinsko-organskih materialov lahko stalimo, je odprla pot mnogim zanimivim smerem uporabe. Lahko npr. pripravimo kovinsko-organska stekla, katerih kemijske lastnosti in mikroporoznost lahko prilagajamo z izbiro izhodiščnih kristalnih materialov, lahko pa ta stekla tudi kombiniramo z drugimi materiali in pripravimo kompozite z izboljšanimi lastnostmi (kot npr. v primeru pred kratkim predstavljenih kompozitov kovinsko-organskih stekel s perovskiti). V nedavni novi raziskavi so avtorji kovinsko-organsko steklo nanesli na fleksibilno ogljikovo tkanino. Priprava je bila zelo enostavna. Tkanino so pritrdili na obod laboratorijskega mlina, nanjo nasuli polikristalinični kovinsko-organski material in pričeli z mletjem. Ko so se nanometrski kristalčki enakomerno razporedili po tkanini, so to okrašeno tkanino segreli nad temperaturo tališča kovinsko-organskega materiala. Pri tem se je dobljena kovinsko-organska talina lepo razlila po ogljikovih vlaknih tkanine. Sledilo je še hitro ohlajanje. Ker je talina kovinsko-organskega, natančneje kovinsko-imidazolatnega materiala zaradi obilice pretrganih vezi med kovinskimi centri in imidazolatnimi ligandi zelo reaktivna, je pri takem postopku zelo enostavno pripraviti kovinsko-organski nanos z dvema ali več različnimi kovinami. Avtorji so npr. pripravili tkanino, prevlečeno s kobalt-železovim imidazolatnim steklom. Izkazalo se je, da je taka tkanina zelo katalitsko aktivna. V raziskavi sta sodelovala tudi Andraž Krajnc in Gregor Mali z Odseka za anorgansko kemijo in tehnologijo Kemijskega inštituta. Omenjena raziskovalca sta z meritvami NMR spektrov vodikovih in ogljikovih jeder raziskala interakcijo med kovinsko-organskim steklom in ogljikovimi vlakni. Članek, ki opisuje izsledke raziskave, je bil objavljen v reviji Angewandte Chemie.

SPLETNA POVEZAVA

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202112880

KONTAKTNA OSEBA: gregor.mali@ki.si

Ljubljana,

Ljubljana, 10. november 2021 Raziskovalca Kemijskega inštituta prof. dr. Gregor Mali in dr. Andraž Krajnc sta sodelovala v mednarodni raziskovalni skupini, ki je razvila prebojno tehnologijo za izdelavo naslednje generacije kompozitnega stekla, uporabnega pri izdelavi svetlečih diod LED, pametnih telefonov ter televizijskih in računalniških zaslonov. Študija o stabilizaciji svinčevih perovskitov v kovinsko-organskem steklu, ki je odličen primer, kako lahko izsledki raziskav vodijo k uporabnosti v vsakdanjem življenju, je bila objavljena v eni najbolj prestižnih znanstvenih revij Science. Dosežek je sicer plod sodelovanja Kemijskega inštituta z uglednimi tujimi raziskovalnimi ustanovami, kot so Univerze v Queenslandu, Leedsu, Parizu, Cambridgeu in druge.

Kratka predstavitev raziskave

V študiji predstavljeni materiali so kompoziti kristalnih svinčevih perovskitov in kovinsko-organskih stekel. Svinčevi perovskiti so minerali, ki so znani po tem, da lahko ujamejo svetlobo in shranjujejo energijo kot nekakšne miniaturne sončne celice. Na žalost pa so nanokristali perovskitov izjemno nestabilni, nanje vpliva svetloba, toplota, zrak, voda. Raziskovalcem zgoraj omenjene mednarodne skupine pa je uspelo razviti inovativen postopek za vezavo nanokristalov v porozno steklo. To je ključno za stabilizacijo in povečanje učinkovitosti teh mineralov, ki bodo s pomočjo nove tehnologije le še bolj in vsestransko uporabni. Uporabili jih bodo lahko pri izdelavi televizijskih zaslonov s še večjo svetilnostjo in kontrastom, ali pa denimo pri zasnovi stekel za zaslone mobilnih telefonov, ki bodo tako občutno manj lomljivi.

»Z velikim zanimanjem sem prebral vaš nedavni članek v Science. Gre za fantastično delo, ki na lep način premaga omejitve optičnih lastnosti svinčevega perovskita z uporabo poroznih stekel. Slika 4B je osupljiva in izjemno dobro podprta z izsledki vaše NMR analize. Iskrene čestitke za to prelomno odkritje,« je objavo v Science komentiral prof. dr. Jeffrey A. Reimer, vodja oddelka za kemijsko in biomolekularno inženirstvo na kalifornijski univerzi Berkeley.

Podrobnejša predstavitev študije

Svinčevi perovskiti, kot sta cezij-svinčev jodid in cezij-svinčev bromid, imajo izjemne optoelektronske lastnosti, zaradi katerih bi z njimi lahko izdelovali svetlejše in cenejše svetlobne diode LED. Žal izkoriščanje perovskitov v praksi močno omejuje njihova nestabilnost v polarnih topilih oziroma okoljih. V takšnih okoljih perovskiti preidejo v optično neaktivne oblike, iz njih pa se tudi začnejo izločati svinčevi ioni.

Avtorji raziskave so pokazali, da lahko črno, fotoaktivno obliko cezij-svinčevega jodida učinkovito stabiliziramo s pripravo kompozita s sintranjem v kovinsko-organskem steklu. Dobljeni kompozit je izkazal vsaj dva reda velikosti intenzivnejšo fotoluminiscenco kot čisti perovskit. Jakost fotoluminiscence kompozitnega materiala se je tudi po 10 000 urah izpostavljenosti vzorca vodnemu okolju obdržala pri 80% začetne jakosti. S pripravo kompozitov, v katerih so spreminjali delež joda in broma v perovskitnem delu (CsPbIxBr3-x), so avtorji lahko skoraj poljubno spreminjali valovno dolžino izsevane svetlobe v celotnem območju vidne svetlobe.

Prispevek Kemijskega inštituta

Dr. Andraž Krajnc in prof. dr. Gregor Mali sta k študiji prispevala pomembne meritve z jedrsko magnetno resonanco (NMR). Z analizami NMR spektrov cezijevih jeder sta potrdila fazno čistost v kompozit vgrajenih perovskitov in pokazala, da obstaja tesen površinski stik med nanokristali perovskita in obdajajočim kovinsko-organskim steklom.

Njun prispevek je jasen pokazatelj, da so v ozadju razvoja novih materialov vedno tudi poglobljene raziskave zgradbe in mehanizmov delovanja teh materialov. Le s tako pridobljenim znanjem lahko razumemo, zakaj so nekateri materiali boljši od drugih, in nato načrtujemo še boljše.

»V jedru novih trajnostnih tehnologij pogosto najdemo nove materiale, kot so elektrode, katalizatorji fotoluminiscenčnih materialov. Študija, ki sta jo opravila Hou in Mali s sodelavci, zgovorno kaže, da je podroben vpogled v delovanje takšnih materialov mogoče doseči le z uporabo naprednih spektroskopskih tehnik, kot je NMR v trdnem stanju,« se je na objavo dosežka odzval prof. dr. Dirk De Vos, redni profesor in vodja Oddelka za mikrobne in molekularne sisteme na univerzi KU Leuven v Belgiji.

»Sodelovanje pri raziskavi, objavljeni v reviji Science, izhaja iz večletnih izkušenj Odseka za anorgansko kemijo in tehnologijo pri uporabi in razvoju inovativnih NMR metod za raziskave kovinsko-organskih in drugih zelo kompleksnih struktur poroznih materialov, ter velike mednarodne prepoznavnosti sodelavcev prof. Malija in dr. Krajnca, na kar smo lahko izjemno ponosni,« je ob objavi izsledkov raziskave dejala prof. dr. Nataša Zabukovec Logar, vodja Odseka za anorgansko kemijo in tehnologijo. 

»Objava prebojnega dosežka, pri katerem sta pomembno sodelovala raziskovalca z našega inštituta, je res velik uspeh, tako za našo ustanovo kot za slovensko znanost nasploh. Še posebej me veseli, ker uspeh utrjuje tudi ugled Kemijskega inštituta na področju raziskav novih materialov v svetu. Hkrati pa je jasen pokazatelj, da je vrhunska raziskovalna infrastruktura, ki jo imamo pri nas, še kako pomembna za doseganje izvrstnih rezultatov in jo je zato nujno potrebno nenehno posodabljati,«, pa je dosežek komentiral prof. dr. Gregor Anderluh, direktor Kemijskega inštituta.

Meritve NMR spektrov so bile opravljene z opremo Nacionalnega centra za NMR spektroskopijo visoke ločljivosti na Kemijskem inštitutu. Slovenski prispevek k raziskavi je financirala Agencija za raziskave in razvoj Republike Slovenije.

Za dodatne podrobnosti preberite dokument Vprašanja in odgovori > TUKAJ

Povezava na članek: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abf4460

Za podrobnejše informacije kontaktirajte: gregor.mali[at]ki.si

Ljubljana,

Raziskovalci z Odseka za katalizo in reakcijsko inženirstvo (D13) so objavili pregledni članek z naslovom ‘Artificial Neural Networks for Bio-based Chemical Production or Biorefining: A Review’ v reviji Renewable and Sustainable Energy Reviews (IF = 15.0).

Strojno učenje z umetnimi nevronskimi mrežami se je izkazalo kot ključno orodje za napovedovanje kemičnih procesov v številnih priznanih procesih valorizacije biomase, ki so pomembni v biorafinerijah. Z njimi optimiziranm želene produkte in reakcijske pogoje. Sistemi nudijo prepričljive prednosti pri prepoznavanju vzorcev za razlago vpliva stalno spreminjajočih sestavin surovin na zapletene procese pretvorbe biomase, saj ne zahtevajo predhodnega poznavanja reakcijskih mehanizmov ali termodinamičnih pojavov. Ugotovili so, da je to izjemno koristno v dinamični uporabi biokemičnih procesov v realnem času za hitro spremljanje in regulacijo parametrov, na primer med fermentacijo ali anaerobno razgradnjo.

Naš pregled predstavlja in ocenjuje študije, ki so poskušale te strategije nevronskih omrežij uporabiti za različne vidike biorafinerij, in kako ti modeli obravnavajo skupne izzive, ki se pojavljajo pri uporabi običajnih pristopov mehanističnega modeliranja za oceno kompleksnih, nelinearnih sistemov. Praktičnost teh nevronskih mrež smo kritično ovrednotili in predstavili priporočila, kako izboljšati njihovo uporabnost in napovedno moč za prihodnjo proizvodnjo kemikalij na biološki osnovi. Matematični modeli, kot so umetne nevronske mreže, bodo v prihodnjem biogospodarstvu ključna tehnologija za uresničevanje inovativnih konceptov biorafinerije, saj računalniška moč še naprej napreduje.

Povezava: https://authors.elsevier.com/a/1dxov4s9Hw2FWI

Za več informacij se obrnite na: brett.pomeroy(at)ki.si

Ljubljana,

rehod v brezogljično družbo je neposredno povezan z iskanjem čistih virov energije. Eno najboljših alternativ predstavlja vodikova ekonomija, kjer bi kot gorivo uporabljali vodik. Za večjo uveljavitev te tehnologije pa je potrebno proizvesti »zelen« vodik. To je mogoče z elektrolizo vode, ki pa je neizogibno povezana z uporabo žlahtnih kovin iridija in platine za katalizo obeh reakcij, ki potekata pri tem procesu. Največ pozornosti se posveča reakciji razvoja kisika, za katero potrebujemo izredno redek iridij. Raziskovalci zato iščejo inovativne načine, kako čim bolje izkoristiti to kovino, kar bi omogočilo proizvodnjo vodika na večji skali.

Povečanje katalitsko aktivne površine je možno s sintezo nanodelcev, ki jih zasidramo v stabilno podlago. Raziskovalci iz Laboratorija za elektrokatalizo (D10) so v raziskavi, objavljeni v reviji ACS Catalysis (faktor vpliva 13.084) pokazali, da je možno izkoriščenost iridija izboljšati z dodajanjem plasti bakra, ki omogočijo nastanek manjših nanodelcev. Med elektrokemijsko aktivacijo se plasti bakra raztopijo, na podlagi pa ostanejo vezani delci iridijevega oksida, ki so v primerjavi z večjimi delci bolje stabilizirani preko interakcije z nosilcem TiONx. To predstavlja pomemben preboj, saj so raziskovalci s tem pokazali, da je možno izboljšati izkoriščenost iridija, ne da bi pri tem vplivali na stabilnost nanodelcev.

Raziskavo sta delno financirala ARRS in ERC (123STABLE). Poster z rezultati, predstavljenimi na 72. mednarodni konferenci ISE (Internation Society of Electrochemisty) je bil nagrajen znotraj simpozija 10 (gorivne celice in elektrolizerji).

Povezava: https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.1c02968

Kontakt za več informacij: nejc.hodnik[at]ki.si

Ljubljana,

Raziskovalci z Odseka za katalizo in reakcijsko inženirstvo (D13) so v reviji Green Chemistry s faktorjem vpliva 10,2 objavili članek z naslovom 'Process Conditions-based Tuneable Selective Catalysis of Hydroxymethylfurfural (HMF) Hydrogenation Reactions to Aromatic, Saturated Cyclic and Linear Poly-functional Alcohols over Ni–Ce/Al2O3'.

Dehidracija glukoze, pridobljene iz lignocelulozne biomase, omogoča sintezo hidroksimetilfurfurala (HMF), intermediata, ki ga lahko pretvorimo v vrsto spojin z dodano vrednostjo. Večina raziskav skoraj izključno uporablja le en katalizator za pretvorbo HMF-ja v posamezen produkt, vendar le to močno omejuje samo praktičnost in ekonomičnost procesa. To sicer omogoča doseg  željenih donosov, vendar hkrati zahteva dolg reakcijski čas in uporabo dragih katalizatorjev na osnovi plemenitih kovin oziroma nevarnih topil.

V naši raziskovalni skupini smo tako prvič dokazali, da lahko z enim samim katalizatorjem na osnovi aluminijevega oksida z dodatkom prehodne kovine HMF pretvorimo v tri industrijsko pomembne produkte. S hidrogeniranjem HMF-ja dosežemo visoke donose željenih produktov z dodano vrednostjo in že samo s spremembo reakcijskih pogojev ali vodnega medija zagotovimo visoko selektivnost reakcije.

Raziskava je financirana v okviru programa Framework Program for Research and Innovation Horizon 2020 v okviru Reaxpro in ARRS (program P2-0152 in podoktorski raziskovalni projekt Z2-9200).

Povezava: https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2021/gc/d1gc02086b

Kontakt za več informacij: brett.pomeroy[at]ki.si

Ljubljana,

Fotokataliza je obetaven način za pretvorbo svetlobne energije v kemično energijo. Zaradi vnosa energije v obliki fotonov je možno izvajati kemijske reakcije pri bolj milih pogojih v primerjavi s klasično (termično) katalizo, prav tako pa dosežene konverzije in selektivnosti niso podvržene termodinamskim omejitvam.

V tej raziskavi so raziskovalci Kemijskega inštituta (Kristijan Lorber, dr. Matjaž Mazaj in dr. Petar Djinović z Odseka za anorgansko kemijo in tehnologijo) združili moči s kolegi z Inštituta Jožef Stefan ter Inštituta Ruđer Bošković pri analizi Ni/CeO2-x katalizatorjev v fotokatalitski reakciji suhega reforminga metana z vidno svetlobo. Tako eksperimentalna kot teoretična analiza sta pokazali, da je delna redukcija cerijevega oksida ključna za absorpcijo vidne svetlobe.

Pri fotokatalitski reakciji sta konverziji metana in CO2, ter selektivnost za vodik močno izboljšajo v primerjavi s termokatalitskimi poskusi pri enakih temperaturah katalizatorja. Reakcijo lahko vzdržujemo v fotokatalitskem načinu brez zunanjega segrevanja. Hitrost reakcije je odvisna od valovne dolžine svetlobe s katero obsevamo katalizator in doseže najvišjo vrednost pri približno 500 nm. Pri tej valovni dolžini je najmočnejše tudi elektromagnetno polje, lokalizirano na fazni meji med nikljem in polprevodniškim nosilcem.

Med osvetlitvijo z belo svetlobo hkrati potekata dva mehanizma: i) medfazni prenos naboja, katerega omogočajo fotoni z energijo ki je višja od prepovedanega pasu podstehiometrijskega cerijevega oksida, in ii) resonančni prenos energije, ki ga povzroči povečano elektromagnetno polje in je stimuliran z absorpcijo nizkoenergijskih fotonov.

Ta raziskava predstavlja osnovo za nadaljnji razvoj katalizatorjev za aktivacijo metana in ogljikovega dioksida z reakcijskimi hitrostmi ranga mmol/gcat*min z vidno svetlobo pri blagih pogojih.

Povezava: www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337321008705

Kontakt za več informacij: petar.djinovic[at]ki.si

Ljubljana,

Sinteza metanola je ena od ključnih rešitev za pretvorbo odvečnih količin ogljikovega dioksida. Pri proizvodnji cementa, obdelavi odpadnih snovi in nekaterih drugih procesih je  sproščanje ogljikovega dioksida neizogibno in zato potrebujemo učinkovite procese za njegovo odstranjevanje.

Delovanje industrijskega katalizatorja za sintezo metanola (Cu/ZnO/Al2O3) je zaradi spreminjajoče in kompleksne strukture zelo zahtevno določiti. Določitve mehanizma in aktivnega mesta reakcije smo se lotili preko kombinacije obsežne karakterizacije katalizatorjev, katalitskega testiranja in mikrokinetičnega modeliranja. Pri obdelavi industrijskega katalizatorja v različnih plinskih mešanicah se spremeni struktura in sestava površine katalizatorja, kar vpliva na končno aktivnost. Iz tega smo razvozlali, da sta najpomembnejša parametra izpostavljena površina bakrovih nanodelcev ter njihova pokritost s cinkom. Ta je sposoben tvoriti zlitino z bakrom ter prehajati v notranjost nanodelca v reduktivnih pogojih in nazaj površino delca v oksidativnih pogojih. S časom cink v obliki oksida tvori plast, ki prekriva baker in s tem zniža aktivnost. Ta dejstva smo združili in izdelali mikrokinetični model, ki je osnovan na kvantnokemijskih izračunih in vsebuje dva tipa aktivnih mest: Cu-Cu mesta za aktivacijo vodika in Zn-Cu mesta za adsorpcijo ogljikovega dioksida do metanola. To je prva študija, ki kvantitativno poveže strukturo katalizatorja in njegovo katalitsko aktivnost.
 
Raziskava je del projekta FReSMe, v katerem poleg Kemijskega inštituta sodelujejo partnerji iz Islandije, Italije, Nizozemske, Španije in Švedske.
Rezultati so bili objavljeni v reviji Applied Catalysis B: Environmental. Raziskavo sta delno financirala ARRS (program P2-0152) in Evropska unija (projekt FReSMe v shemi Horizon 2020).

Avtorji raziskave so Anže Prašnikar, Damjan Lašič Jurković in Blaž Likozar. Raziskava pa je nadaljevanje študije mehanizmov deaktivacije industrijskega katalizatorja, h kateri so poleg zgoraj omenjenih prispevali tudi Andraž Pavlišič, Janez Kovač in Francisco Ruiz-Zepeda. Za pripravo opreme za testiranje katalizatorjev gre velika zahvala Maticu Gromu, Urški Kavčič za meritve z dušikovo fizisorpcijo in Ediju Kranjcu za XRD meritve.

Povezava na članek: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337321003167

Kontakt za več informacij: anze.prasnikar(at)ki.si

Sinteza metanola je ena od ključnih rešitev za pretvorbo odvečnih količin ogljikovega dioksida. Pri proizvodnji cementa, obdelavi odpadnih snovi in nekaterih drugih procesih je  sproščanje ogljikovega dioksida neizogibno in zato potrebujemo učinkovite procese za njegovo odstranjevanje.

Delovanje industrijskega katalizatorja za sintezo metanola (Cu/ZnO/Al2O3) je zaradi spreminjajoče in kompleksne strukture zelo zahtevno določiti. Določitve mehanizma in aktivnega mesta reakcije smo se lotili preko kombinacije obsežne karakterizacije katalizatorjev, katalitskega testiranja in mikrokinetičnega modeliranja. Pri obdelavi industrijskega katalizatorja v različnih plinskih mešanicah se spremeni struktura in sestava površine katalizatorja, kar vpliva na končno aktivnost. Iz tega smo razvozlali, da sta najpomembnejša parametra izpostavljena površina bakrovih nanodelcev ter njihova pokritost s cinkom. Ta je sposoben tvoriti zlitino z bakrom ter prehajati v notranjost nanodelca v reduktivnih pogojih in nazaj površino delca v oksidativnih pogojih. S časom cink v obliki oksida tvori plast, ki prekriva baker in s tem zniža aktivnost. Ta dejstva smo združili in izdelali mikrokinetični model, ki je osnovan na kvantnokemijskih izračunih in vsebuje dva tipa aktivnih mest: Cu-Cu mesta za aktivacijo vodika in Zn-Cu mesta za adsorpcijo ogljikovega dioksida do metanola. To je prva študija, ki kvantitativno poveže strukturo katalizatorja in njegovo katalitsko aktivnost.
 
Raziskava je del projekta FReSMe, v katerem poleg Kemijskega inštituta sodelujejo partnerji iz Islandije, Italije, Nizozemske, Španije in Švedske.
Rezultati so bili objavljeni v reviji Applied Catalysis B: Environmental. Raziskavo sta delno financirala ARRS (program P2-0152) in Evropska unija (projekt FReSMe v shemi Horizon 2020).

Avtorji raziskave so Anže Prašnikar, Damjan Lašič Jurković in Blaž Likozar. Raziskava pa je nadaljevanje študije mehanizmov deaktivacije industrijskega katalizatorja, h kateri so poleg zgoraj omenjenih prispevali tudi Andraž Pavlišič, Janez Kovač in Francisco Ruiz-Zepeda. Za pripravo opreme za testiranje katalizatorjev gre velika zahvala Maticu Gromu, Urški Kavčič za meritve z dušikovo fizisorpcijo in Ediju Kranjcu za XRD meritve.

Povezava na članek: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337321003167

Kontakt za več informacij: anze.prasnikar(at)ki.si

Ljubljana,

Ljubljana, 9. september 2021 –  Kemijski inštitut je v Tehniškem muzeju Slovenije v Bistri pri Vrhniki priredil slovesnost ob 75. obletnici ustanovitve, na kateri so podelili Preglove nagrade, inštitutska priznanja ter doktorsko štipendijo Janka Jamnika. Preglovi nagradi za izjemne znanstvene dosežke sta prejela prof. dr. Kristina Gruden in izr. prof. dr. Blaž Likozar. Velika Preglova nagrada pa je šla v roke prof. dr. Romanu Jerali.

Preglova nagrajenca Gruden in Likozar, Jerala prejemnik Velike Preglove nagrade

Med nagradami in priznanji, ki jih podeljuje Kemijski inštitut, je prav Preglova nagrada za znanstvene dosežke najpomembnejša. Nosi namreč ime Friderika Pregla, zdravnika in kemika slovenskega rodu, velikega znanstvenika, ki je bil za svoja prizadevanja leta 1923 nagrajen z Nobelovo nagrado za kemijo. Prestižno Preglovo nagrado tako Kemijski inštitut podeljuje za vrhunske dosežke na področju temeljnih ali uporabnih raziskav, ki se lahko vzporejajo z dosežki v svetovnem merilu.

Kemijski inštitut je letos podelili dve Preglovi nagradi za izjemne znanstvene dosežke ter tudi Veliko Preglovo nagrado. Prvi dve sta šli v roke prof. dr. Kristini Gruden in izr. prof. dr. Blažu Likozarju, prejemnik Velike Preglove nagrade pa je prof. dr. Roman Jerala.

Prof. dr. Kristina Gruden je pionirka sistemske biologije rastlin v svetovnem merilu. Vodi Oddelek za biotehnologijo in sistemsko biologijo na Nacionalnem inštitutu za biologijo. Glavna tema njenih raziskav je odnos med rastlinami in povzročitelji bolezni na molekulskem nivoju z namenom, da poišče alternativne načine za varstvo rastlin. Svoje raziskave posveča pomembnim poljščinam, kot sta krompir in vinska trta. Stremi k celostnemu preučevanju odziva rastlin na enega ali več škodljivcev hkrati, ki jih ovrednoti s pomočjo različnih t.i. omskih pristopov. Z integracijo podatkov in analizo omrežij podatkov interakcij med rastlinami in škodljivci je definirala način dela, ki bo v bodoče omogočil izboljšano napoved odziva rastlin v kompleksnih okoljih. S pomočjo modeliranja omrežij je osvetlila raznolike signalne poti in njihov pomen v obrambi proti virusom ter tudi za izboljšanje strategije žlahtnjenja poljščin. Poleg tega je pomembno prispevala k razvoju in optimizaciji bioinformatičnih orodij za rastline. O vrhunskosti njenega raziskovanja pričajo vabljena predavanja in objave v najboljših revijah s področja rastlinske biokemije. Številni projekti s področja sistemske biologije za izboljšanje procesov proizvodnje učinkovin za slovensko farmacevtsko in prehrambeno industrijo pa kažejo tudi na prepoznaven aplikativni potencial njenih raziskav. Je tudi soustanoviteljica odcepljenega podjetja Biosistemika.
 

Izr. prof. dr. Blaž Likozar je znanstveni svetnik na Kemijskem inštitutu in izredni profesor za področje inženirstva na Fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Ljubljani ter na Fakulteti za tehnologijo polimerov v Slovenj Gradcu. Osrednje področje njegovega raziskovalnega dela predstavljajo izzivi kemijskega inženirstva, vezani na razumevanje pretvorb surovin v dobrine s postopki in načini, ki naslavljajo okoljsko problematiko. S selektivno katalitično dekarboksilacijo karboksilnih kislin iz biomase je izvedel sintezo metakrilne kisline v prisotnosti katalizatorjev na osnovi heksaaluminatov. Z nizkotemperaturno pretvorbo v prisotnosti mešanega magnezij-lantanovega oksida kot katalizatorja je iz lignoceluloze pridobil predhodnike letalskega goriva. Tretje odmevno odkritje se nanaša na katalitsko dehidroksilacijo aldarne kisline na mukonične in adipinske estre. V raziskovanem delu nagrajenca je močno izražen prenos teoretičnih spoznanj v gospodarstvo. Rezultate raziskav s soavtorji redno objavlja v uglednih mednarodnih znanstvenih revijah, je tudi soavtor dveh mednarodnih patentov in štirih patentnih prijav. Z mednarodno odmevnimi dosežki svojega raziskovalnega dela in organizacijskimi aktivnostmi se je uveljavil in prispeval k razvoju področja obnovljivih virov.
 


 

Prof. dr. Roman Jerala je vrhunski slovenski znanstvenik svetovnega slovesa. S svojim delovanjem na področju ved o življenju je slovensko znanost postavil na svetovni zemljevid in kot vodja Odseka za sintezno biologijo in imunologijo močno prispeval k razvoju in ugledu Kemijskega inštituta. Znanstveni opus prof. Jerale je impresiven po interdisciplinarnosti in izvirnosti. Prof. Roman Jerala je pionir sintezne biologije v Sloveniji in se uvršča med vodilne sintezne biologe v svetu. Njegove raziskave vključujejo implementacijo logike in obdelave informacij v sesalskih celicah, razvoj novih načinov regulacije genov, kar so v njegovi skupini že uporabili v predkliničnih terapevtskih aplikacijah. Njegov najbolj izviren dosežek je odkritje novega principa gradnje proteinskih struktur na osnovi dimernih obvitih vijačnic kot modularnih gradnikov (t.i. proteinski origami). Gre za popolnoma nov princip proteinskega zvitja, ki temelji na matematičnih pravilih teorije grafov in ga naprej razvija v sklopu ERC projekta za uveljavljene raziskovalce. Zaradi vrhunskega znanstvenega delovanja je bil prof. Jerala izvoljen med člane EMBO, je tudi izredni član SAZU. Hkrati pa s svojim širokim znanjem širši javnosti neutrudno pojasnjuje trenutno situacijo  v zvezi s pandemijo bolezni COVID-19 in tudi na ta način prispeva k zaupanju in ugledu znanosti.

Priznanji za dolgoletno sodelovanje Institutu 'Jožef Stefan' in podjetju Lek

Kemijski inštitut je na slovesnosti ob 75. obletnici podelil tudi posebni inštitutski priznanji za dolgoletno tesno in zgledno sodelovanje pri raziskovalnem delu in sicer Institutu 'Jožef Stefan' ter podjetju Lek.

»Sodelavkam in sodelavcem Kemijskega inštituta v imenu Instituta »Jožef Stefan« izrekam iskrene čestitke ob njihovem častitljivem jubileju. Najlepše se zahvaljujem tudi za podeljeno priznanje za sodelovanje. To je bilo vedno zgledno in v duhu najboljšega sosedstva. Predvsem pa v priznanju vidim spodbudo, da bomo tudi v prihodnje še naprej tako uspešno skupaj izpolnjevali naše poslanstvo o spoznavanju in razumevanju novega«, je ob podelitvi priznanja dejal direktor Instituta »Jožef Stefan« prof. dr. Boštjan Zalar.


 

»Redka sodelovanja gospodarstva in znanstveno-raziskovalne sfere so tako dolga in plodna, kot je sodelovanje Novartisa v Sloveniji in Kemijskega inštituta. Že desetletja smo partnerji pri iskanju prebojnih rešitev, ki bolnikom prinašajo nove in boljše možnosti zdravljenja. Pri tem nas povezujejo vrednote odličnosti, strokovnosti in etičnosti, pri delu pa nas vedno vodi odgovornost do bolnika in družbe. Hvaležen sem za prejeto priznanje in ponosen, da že desetletja skupaj premikamo meje farmacije,« se je na priznanje odzval predsednik uprave podjetja Lek d.d. Robert Ljoljo.
 

Doktorska štipendija Janka Jamnika študentki fizike

Prejemnica letošnje doktorske štipendije Janka Jamnika za perspektivnega mlado raziskovalko ali raziskovalca s področja kemije in sorodnih ved, je Ana Rebeka Kamšek. Bodoča štipendistka zaključuje študij fizike na Fakulteti za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani. Izkazala se je z nadpovprečnim rezultati tako pri študiju kot študentskem raziskovalnem delu, preko katerega je že nekaj časa vključena tudi v delo na inštitutskem Odseku za kemijo materialov, kjer se ukvarja z algoritmi za simulacijo in obdelavo slik. Njena raziskovalna tema bodo elektrokatalizatorji ter napredne karakterizacijske tehnike zanje, njena mentorja pa bosta dr. Nejc Hodnik in dr. Goran Dražić. Štipendije Janka Jamnika, ki jih kemijski inštitut podeljuje od leta 2016,  so odlična priložnost in pomembna spodbuda za razvoj karier mladih.

 

Ljubljana,

Proizvodnja propilena predstavlja pomembno ozko grlo kemične industrije, saj ne dohaja povpraševanja. Starejši načini proizvodnje s krekiranjem težjih naftnih frakcij so tudi okoljsko problematični, zato se čedalje pogosteje uporablja alternativna sintezna pot s propanom kot reaktantom, ki ga dehidrogenirajo v propilen na katalizatorjih iz kromovega oksida.

Kromovi oksidi so učinkoviti katalizatorji za to reakcijo, a jih še vedno pestijo težave s selektivnostjo in predvsem kratko življenjsko dobo. Zaradi hitrega nabiranja koksa na katalizatorjih reakcija poteka v ciklih, med katerimi so faze regeneracije katalizatorja. Reakcija poteka v oksidativni atmosferi, v njej pa aktivno sodelujejo tudi kisikovi atomi iz katalizatorja.

V raziskavi smo razložili, zakaj reakcija ne poteka dobro na povsem reduciranem ali povsem oksidiranem katalizatorju. Z večnivojskim modeliranjem, ki je vključevalo kvantnokemijske izračune strukture katalizatorja in reakcijskih korakov ter kinetične simulacije, smo demonstrirali razliko. Na reduciranem katalizatorju nastaja izključno propilen, a je reakcija zelo počasna (nizka aktivnost). Na oksidiranem katalizatorju je reakcija zelo hitra, a se večina propana pretvori v ogljikov dioksid (nizka selektivnost). Pokazali smo, da obstoji optimalna stopnja oksidiranosti površine, kjer je proizvodnja propilena najhitrejša. To lahko uravnavamo s tlakom oksidanta in s primerno izbiro oksidanta (zrak, kisik, N2O).

Raziskava je del velikega evropska projekta Bizeolcat, v katerem poleg Kemijskega inštituta sodelujejo partnerji iz Francije, Italije, Nizozemske, Norveške, Španije, Švedske in Turčije. Cilj projekta je razviti učinkovitejše katalizatorje za trajnostne pretvorbo ogljikovodikov.

Rezultati so bili objavljeni v reviji ameriškega kemijskega društva ACS Catalysis. Raziskavo sta delno financirala ARRS (program P2-0152) in Evropska unija (projekt Bizeolcat v shemi Horizon 2020).

Avtorji raziskave: Matej Huš, Drejc Kopač, David Bajec in Blaž Likozar


Povezava: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c01814

Kontakt za več informacij: matej.hus[at]ki.si

Ljubljana,

Vdor mikrobov ali molekule, ki so posledica poškodb, povzroči v telesu sprožitev obrambnih mehanizmov, katerih namen je hitra odstranitev tujka. Pogosto je posledica tudi smrt okuženih celic. Prekomerna celična smrt je za telo zelo škodljiva. Zato so se raziskovalci odločili, da raziščejo procese, ki lahko vnetno celično smrt uravnavajo.

Osrednja tema raziskave je protein gasdermin D. Kadar ga različne proteaze razcepijo, tvori pore v celični membrani. Številne pore vodijo do vnetne celične smrti, piroptoze. Raziskovalci so odkrili pomembno povezavo med osrednjo metabolno signalno potjo mTORC1, ki preko oksidativnega stresa omogoča tvorbo por gasdermina D. Pokazali so torej, da je mogoče uravnavati tvorbo por in celično smrt tudi na končni stopnji, kar ima širši pomen v uravnavanju različnih vnetnih stanj.

Raziskavo so objavili v reviji Cell, predstavnici kluba najprestižnejših znanstvenih revij ’’CNS’’ (Cell, Nature, Science). Slovenski del raziskave je financirala ARRS, začetki raziskave in plodnega sodelovanja pa segajo v leto 2019, ko je raziskovalka s Kemijskega inštituta s Fulbrightovo štipendijo obiskala laboratorij J.C. Kagana (Otroška bolnišnica v Bostonu in Medicinska fakulteta Univerze Harvard).

Avtorji raziskave: Charles L. Evavold, Iva Hafner-Bratkovič, Pascal Devant, Jasmin M. D’Andrea, Elsy M. Ngwa, Elvira Boršić, John G. Doench, Martin W. LaFleur, Arlene H. Sharpe, Jay R. Thiagarajah in Jonathan C. Kagan.

Povezava: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00796-0

Kontakt za več informacij: iva.hafner[at]ki.si

Za slepe in slabovidne(CTRL+F2)
barva kontrasta
velikost besedila
označitev vsebine
povečava