Vyvinout nové senzory pro průmyslové aplikace využitelné především v oblastech vodohospodářství, slévárenství a materiálového inženýrství, to jsou cíle dalšího projektu NCK MATCA s názvem Senzorika pro 21. století. Ten byl vybrán jako jeden z dvanácti projektů podpořených v rámci Národního plánu obnovy. NCK MATCA koordinované Fyzikálním ústavem na něj získalo 144 milionů korun. Trvat bude 3,5 roku a je financován Evropskou unií.
Udržování zdravé moderní společnosti a ekonomiky 21. století ukazuje zvýšenou poptávku po nových multifunkčních materiálech a rozhraních s přesně přizpůsobitelnými vlastnostmi a mnoha fyzikálními, elektronickými, chemickými a biologickými funkcemi. To vyžaduje materiály a technologie přesahující současný stav poznání. Realizace projektu a jeho očekávané výsledky chtějí pomoci tyto problémy vyřešit – ať již konkrétními výrobky, nebo prostřednictvím lepší optimalizace výrobních procesů, jejich monitoringu a kontroly.
„Na poli senzoriky máme v Sekci optiky Fyzikálního ústavu mnohaleté zkušenosti a tým světově uznávaných expertů. Ať již na vývoj biosenzorů, chemických senzorů, na oblast biofotoniky či umělé inteligence zpracovávající získané výstupy. Propojování výsledků výzkumu našich vědců s praxí je pro nás naprostou samozřejmostí, nesmírně mě proto těší, že i díky NCK MATCA a financím z Národního plánu obnovy můžeme spolupráci s našimi partnery ze soukromého sektoru dále rozšiřovat a přispívat tím k vyšší konkurenceschopnosti českých firem i ke zlepšení každodenních životů nás všech,“ řekl Alexandr Dejneka, vedoucí Sekce optiky a hlavní řešitel NCK MATCA.
Kvalita odpadních vod
Ve spolupráci s partnery z vědeckých pracovišť i průmyslových společností budou vědci v rámci NCK MATCA vyvíjet například senzory pro kontrolu kvality odpadních vod. Umožní rychlé kontinuální testování, měření přítomnosti patogenů ve vodním hospodářství, biologických vzorcích a případnou identifikaci dalších látek ohrožujících zdraví. Technologie bude efektivní, rychlá, spolehlivá a ve výsledku cenově dostupnější než srovnatelná konkurenční řešení. Hlavním přínosem nicméně bude rychlejší a efektivnější reakce na případné ohrožení, a tím i předcházení potenciálním škodám na zdraví i majetku.
Detekce plynů při plazmatických a tavicích procesech
Experti sdružení v NCK MATCA budou vyvíjet nové pokročilé materiály, výrobní technologie a metodiky pro novou třídu chemických senzorů pro široké aplikace. Využitelné budou například pro monitorování životního prostředí v rámci koncepce Smart city, ve výstražných systémech průmyslových závodů či pro systémy včasného varování policie, záchranného systému a armády. Výroba senzorů a senzorových platforem navíc není v České republice zatím příliš rozšířená, v oblasti detekce plynů není v tuzemsku dokonce ani jediný komerční výrobce. Řešení projektu povede k rozvoji unikátního know-how v oblasti výroby chemických senzorů a ke školení kvalifikovaných specialistů, kteří budou mít přehled o celém řetězci – od základního výzkumu až po výrobu a instalaci v praxi.
Kontrola kvality procesů hoření
Kromě vývoje samotného boroskopu, který umožní vizualizaci plamene v reálném čase a parametrů hoření v extrémních podmínkách, bude velmi důležitou součástí projektu vývoj a výroba ochranného obalu, který odstíní měřící ústrojí od zdroje žáru. Využívat se bude totiž v různých druzích pecí – cementářských, slévárenských i ocelářských a případně také v jiných zařízeních, která pracují s ohněm o vysoké teplotě.
Vývoj tenkých vrstev
V rámci projektu tým expertů vyvine a otestuje senzory pro měření ionizačního stupně plazmatu při procesu nanášení tenkých vrstev povlaků. Díky tomu budou moci navrhnout úpravu depozičních podmínek s cílem zvýšit ionizaci rozprášených částic dopadajících na substrát. Výsledná vrstva tak bude tenčí, čímž se ušetří čas nanášení i materiál, a tedy i celkové náklady na výrobu. Nové specializované verze povlaků budou využitelné v oblastech výkonového vystružování, hlubokého vrtání a závitování, kde stávající obloukové povlaky jsou nevhodné z důvodu nevyhovující drsnosti a povlaky magnetronové nemají potřebnou výkonnost.
„Tento dílčí projekt pokrývá vysoce aktuální témata, po nichž je celospolečenská poptávka i enormní zájem od průmyslových podniků. V oblasti vývoje a výroby chemických senzorů navíc přicházíme s tématem, se kterým český průmysl dosud pracoval jen minimálně a pomáháme tak představit tuzemské ekonomice nový obor s vysokou přidanou hodnotou. I proto má spolupráce mezi akademickou a soukromou sférou smysl,“ řekl Tomáš Jetmar, generální manažer NCK MATCA.
Na projektu se podílí patnáct akademických a průmyslových partnerů. Jeho výsledky naleznou uplatnění v široké škále každodenních činností – od jaderných a fotovoltaických elektráren, přes péči o životní prostředí, sledování klimatu uvnitř budov až po zdravotnictví. Jeho výsledkem bude 13 výstupů – funkčních vzorků, užitných vzorů a ověřených technologií. Projekt bude vhodně doplňovat oblast Strategie AV21 (Průlomové technologie budoucnosti – Senzorika pro AI budoucnosti), v níž je aktivní Sekce optiky Fyzikálního ústavu.
Projekt NCK MATCA je podporován