Chemické vědy

Výzkum v oboru analytické chemie na ÚCHP probíhá v Oddělení analytické chemie se zaměřením na různé aspekty spektroskopie Nukleární Magnetické Rezonance (NMR). Hlavním tématem je tzv. NMR-omika, která na základě koncentrací látek dokáže pomocí vícerozměrných statistických metod např. oddělit vzorky pacientů od vzorků zdravých jedinců (metabolomika). Stejného principu využíváme jako jediní na světě i pro analýzu organických látek v aerosolech (aerosolomika). Dalším nosným tématem jsou receptory pro komplexaci aniontů nebo pro chirální rozpoznání. Oddělení také poskytuje podporu ostatním oddělením ústavu, tam kde jejich vlastní analytické vybavení nestačí. Pro analýzu anorganických látek je laboratoř vybavena atomovými spektrometry MP-AES a ICP-OES. Pro analýzu organických sloučenin lze kromě NMR využít hmotnostní spektrometrii s vysokým rozlišením (HRMS), UV-Vis spektroskopii či vysokoúčinnou kapalinou chromatografii (HPLC). Pro kvalitativní a kvantitativní analýzu organických látek v komplikovanějších směsích je možno využít kombinovaných technik jako jsou LC-NMR, LC-HRMS nebo GC-MS.

Výzkum v oboru organické chemie na ÚCHP probíhá ve dvou vědeckých odděleních. Oddělení pokročilých materiálů a organické syntézy se zabývá převážně fotochemickou syntézou polycyklických aromatických uhlovodíků jako jsou především heliceny a fenaceny. Základní sloučeniny jsou následně derivatizovány za účelem zlepšení jejich optických a elektronických vlastností, které jsou následně testovány pro různé aplikace v nejrůznějších odvětvích výzkumu. Oddělení bioorganických látek a nanokompozitů se mimo jiné zaměřuje na přípravu fluorovaných sacharidů, glykosidů a jejich multivalentních analogů, které nacházejí uplatnění v glykobiologii jako inhibitory enzymů, modelové molekuly pro studium interakcí sacharidů s proteiny a jako látky modifikující celulární glykom. Druhým z klíčových témat oddělení je návrh a příprava nových dendrimerů, dendritických a hypervětvených molekul a molekulárních útvarů s přesně definovanou strukturou. Tyto makromolekuly jsou dále studovány jako nosiče léčiv, nevirové vektory terapeutických úseků siRNA/DNA nebo jako komponenty pokročilých kompozitních materiálů.

Výzkum v oboru fyzikální chemie je na ÚCHP soustředěn do dvou vědeckých oddělení. V Oddělení molekulárního a mesoskopického modelování se studují komplexní fluidní systémy v objemové fázi a nanoprostoru při rovnovážných a nerovnovážných podmínkách. Počítačové modelování na molekulární a mesoskopické úrovni zde slouží jako komplementární nástroj k reálným experimentům a nachází tak uplatnění v chemickém a materiálovém inženýrství, protože ozřejmuje vztah mezi mikrostrukturou systémů a jejich makroskopickým chováním. Druhou skupinou zabývající se fyzikální chemií je skupina Termodynamiky specifických materiálů, která funguje v rámci Oddělení chemie a fyziky aerosolů. Základním tématem jejího výzkumu jsou vlastnostmi látek s fázovou přeměnou a teplosměnných kapalin, které lze využít v akumulátorech tepla. Oblastí zájmu je jak experimentální stanovení termofyzikálních vlastností látek důležitých pro skladování energie, tak matematické modelování přenosu tepla a hmoty v porézních materiálech s termochemickou přeměnou.