Týden Akademie věd ČR
“Dny otevřených dveří”
První ročník pod názvem Týden Akademie věd ČR se uskuteční v termínu od 3. do 4. listopadu 2021 od 10 – 18 h. Předvedeme Vám poutavé chemické experimenty, představíme Vám naše nejnovější úspěchy a ukážeme na čem vědci a vědkyně dlouhodobě pracují. Letos jsme si pro Vás připravili 14 témat. Registrace větších skupin nutná (kontakt: kulaviak@icpf.cas.cz). Těšíme se na Vás.
TÉMATA:
A) CO2: Superkritický sluha, ozónový padouch
O oxidu uhličitém se často mluví jako o padouchovi, který ničí naši planetu. My Vám však ukážeme všechny jeho stavy, včetně toho superkritického, jehož využití planetě naopak prospívá. Nadbytečný CO2, který je produkován mnohými průmyslovými procesy, umíme místo vypuštění do atmosféry využít tak, abyste z něj měli užitek i Vy! U nás se dozvíte, že bez tohoto „superkritika“ bychom NEměli bezkofeinovou kávu, Coca Colu, velmi kvalitní vína, ale ani rozmanitost druhů piv. Ukážeme Vám také ostatní metody izolace léčivých látek z rostlin a sami si budete moci vyzkoušet, jak dobrý máte čich. A možná onoho „superkritika“ také spatříte na vlastní oči!
B) Kuchyně jako chemická laboratoř
Běžná kuchyně nemusí nutně sloužit jen pro přípravu dobré večeře, přijďte se na vlastní oči přesvědčit, že i z té Vaší se může v mžiku stát chemická laboratoř. Uvidíte celou řadu zajímavých experimentů s běžnými potravinami a seznámíte se s návody, jak například připravit domácí lávovou lampu, jak oloupat syrové vajíčko, jak chemicky zhasnout svíčku a jak rozdělit barvičky na křídě. Vše, co budete potřebovat, naleznete doma a my Vám rádi ukážeme, jak na to.
C) Laserová chemie
Při ukázce v oddělení laserové chemie uvidíte přístroje a lasery používané při pokusech. Předvedeme vlastnosti a účinky laserových paprsků, nejdříve zkusíme pár „ výstřelů“ a pak předvedeme typický pokus s laserovou ablací, při kterém je původní materiál rozložen, přemístěn, chemicky změněn a uložen ve formě tenké vrstvy. Dozvíte se, jaké vlastnosti mohou mít takto připravené látky, jak se tyto nové vlastnosti zkoumají a taky jak by tyto nové materiály mohly jednou sloužit.
D) Nanorecyklace
V chemii využíváme mnoho látek, které se NEspotřebovávají během reakce. Např. katalyzátory mají za úkol chemickou reakci usnadnit nebo ovlivnit její průběh. Recyklace katalyzátorů je výhodná ekonomicky i ekologicky, problém ovšem může nastat s jejich „tříděním“. Jejich ukotvení (imobilizace) na nanoskopický molekulární nosič (dendrimer či dendron) nám usnadní jejich oddělení ze směsí a opakované využití, buď pomocí fluorové extrakce nebo nanofiltrací přes membránu. Přijďte se podívat, jak se dají recyklovat jednotlivé molekuly!
E) Kosmické superpotraviny
Řasy a sinice jsou fascinující organismy, které mj. vyrobí zhruba 3/4 celkového podílu kyslíku ve vzduchu. Naše laboratoř je zaměřena především na jejich potravinářské a environmentální využití. Hlavními oblastmi výzkumu jsou zefektivnění kultivace, sklízení a hledání nových možností využití mikroskopických řas a sinic. Proč jsou řasy zelené? Co má společného NASA a vznik života za Zemi? Jak řasy vypadají a jak chutnají? Proč jsou superpotraviny super? Na tyhle otázky po návštěvě naší laboratoře zvládnete odpovědět.
F) Diagnóza onemocnění pomocí NMR spektroskopie
Každé onemocnění se mimo jiné projevuje i ve změnách koncentrací nízkomolekulárních látek v krvi, moči, mozkomíšním moku, dechovém kondenzátu a dalších tělních tekutinách. Tyto změny jsou často nepatrné a objevíme je jen, když porovnáme vzorky nemocných a zdravých jedinců. Jednou z metod, která nám umožňuje stanovit dostatečné množství metabolitů pro takové porovnání, je NMR spektroskopie. Pomocí NMR metabolomiky tak můžeme včas diagnostikovat různé typy a stadia rakoviny, ale také neurodegenerativní a jiná onemocnění. Jak taková diagnostika probíhá, Vám ukážeme během exkurze.
G) Jak ochočit teplo a chlad
Termodynamika je naukou o teple a pohybu a o tom, jak teplo působí na fyzikální a chemické děje. Parní stroje, spalovací motory, chlazení a mražení potravin, vytápění domů, destilace lihovin a další děje mající termodynamický základ jsou nedílnou součástí každodenního života a jevů, které běžně pozorujeme. V naší laboratoři vás seznámíme mj. s tím, jak je možné využít znalostí termodynamiky k energetickým úsporám nebo jak je možné přeměnit teplo na pohyb.
H) Stavíme chemický mikroreaktor
Na našem pracovišti Vás seznámíme s pojmem mikroreaktor, a k čemu je nám dobrý. Ukážeme Vám různé typy mikroreaktorů. Takové, které se vejdou do kabelky, ale i reaktory, které schováte do dlaně s kanálkem tenkým jako vlas. Ukážeme Vám „lego pro chemické inženýry“ a jeho využití při práci v laboratoři i mimo ni. Vysvětlíme si, jakou důležitost mají pro nás bublinky, a sami si připravíte barevnou lávovou lampu. Dále uvidíte různé typy 3D tiskáren a jejich využití v reaktorovém inženýrství.
I) Malé rozměrem, velké významem
Miláčku, podívej se na ty krásné červánky!
Ach joo, už nám zase prší.
Dívej, ten mrak vypadá jako aportující pes!
Přes tu mlhu už zase nic nevidím…
Určitě jste si něco takového už říkali. Zamysleli jste se ale nad tím, jak tyto jevy v přírodě vznikají? Za červánky, déšť či mlhu jsou spoluzodpovědné malé částice v atmosféře zvané aerosoly. O tom, co jsou, odkud přišly, co dalšího způsobují a jak je případně můžeme sledovat se více dozvíte na našem stanovišti.
J) Pravda ve/o víně
Také patříte mezi ty, kteří ve víně spatřují zázračný nápoj s blahodárnými účinky na Vaše srdce a cévní systém? Přijďte do naší laboratoře zjistit, jak je to s obsahem bioaktivních sloučenin ve Vašem oblíbeném nápoji, ovoci, ale i třeba odpadních produktech ze zpracování vinné révy, jako jsou slupky nebo větve a zbytky listů. Pomůže nám při tom kapalinová chromatografie a také hmotnostní spektrometrie s vysokým rozlišením.
K) Bubliny v průmyslu
Bubliny můžeme najít všude kolem nás. V přírodě jako hudební doprovod deště, či šumění peřejí, v gastronomii např. ve formě pěny u piva, řetízkování v šumivých nápojích, či ve šlehačce na dortu. Rovněž můžeme využít bublin jako tisíce neúnavných pomocníků v průmyslu. Tahají těžké částice z kapalin (flotace), míchají kádě s biomateriálem (bioreaktory), či zrychlují výrobou léčiv (reaktory a absorbéry). Přijďte si pohrát s bublinami.
L) Kde oko nestačí
Pozorování okolního světa je nedílnou součástí vědy. Pokud Vás zaujme něco malého, tak můžeme použít lupu. Pokud lupa nestačí, tak je tu optický mikroskop. Pokud chceme znát větší detaily, pak potřebujete vidět elektrony. Skenovací elektronový mikroskop umožňuje pozorovat až 100 000x zvětšené objekty – ať připravené v laboratoři, nebo nalezené v přírodě.
M) Experiment světlem
Věděli jste, že světlo může být nepostradatelným pomocníkem v chemické laboratoři? Světlo v laboratoři neslouží pouze k jejímu osvětlení, ale můžeme se s ním setkat hned na několika úrovních. Při přípravě nových chemických molekul, při jejich detekci a zkoumání jejich vlastností. Některé molekuly dokonce samy světlo vyzařují. Mezi ně patří i heliceny, jejichž výzkumem se zabýváme. Pokud se chcete dozvědět o přípravě a vlastnostech těchto látek více, přijďte navštívit naši laboratoř.
N) Záhadný svět sypkých hmot
Sypké hmoty (granulární materiály) jsou všude kolem nás, ať už jako cukr v cukřence, uhlí do kamen, či roj meteoritů. Občas se mohou chovat jako pevné látky, jindy pak jako kapaliny nebo plyny. Kromě toho se ale vyznačují také chováním, které u klasických skupenství nepozorujeme. Tyto odlišnosti může člověk využívat (měření času v přesýpacích hodinách, budování staveb), často ale způsobují různé problémy, jako například ucpávání zásobníků či roztržení obilných sýpek. Ve větším měřítku mohou granulární vrstvy zejména ve spojení s vodou způsobovat katastrofické přírodní jevy. Stlačení pórů horniny naplněných vodou může vést až k sesuvům a zkapalnění půdy.