Kemija za trajnostni razvoj
Trajanje: 1.1.2022 - 31.12.2027
Vodja:
prof. dr.
Lavrenčič Štangar Urška
P1-0134
V raziskovalnem programu »Kemija za trajnostni razvoj« razvijamo materiale in procese v skladu s trajnostnim razvojem ter pri tem izkoriščamo združeno ekspertizo anorganskih in organskih kemikov, ki sodelujemo v programu in prihajamo iz dveh ustanov (Univerza v Ljubljani, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo ter Institut Jožef Stefan). Usmerili smo se na deset segmentov raziskav.
1. Fotokataliza za zaščito okolja
Razvijamo fotokatalizatorje in fotokatalitske reaktorje za čiščenje vode in zraka, s poudarkom na praktični uporabi. Pri razgradnji je poudarek na onesnažilih, ki jih s konvencionalnimi metodami težko odstranimo (hormonski motilci, farmacevtske učinkovine, per- in poli-flourirane spojine…).
2. Katalitske pretvorbe CO2
Raziskujemo poti za pretvorbo CO2 v uporabne kemikalije. V ta namen pripravljamo katalizatorje na osnovi CeO2 in ZrO2. Pri tem se bomo posvetili tudi kinetičnim študijam, ki so v dosedanjih raziskavah zapostavljene.
3. Zelene oksidativne metode za selektivno pretvorbo organskih molekul
Razvijamo metode za selektivno pretvorbo organskih molekul z uporabo zelenih oksidantov. Ovrednotili bomo njihov okoljski potencial in raziskali uporabo alternativnih topil in trdnih nosilcev. Sintetizirali bomo nove ciklične perokside, ki so biološko aktivni (antimalariki, antiTBC, protivirusni…).
4. Valorizacija biomase
Raziskujemo pretvorbo lignoceluloze v uporabne kemikalije in materiale. Lignin bomo pretovorili v uporabne aromate z zelenimi oksidanti, raziskali bomo pretvorbo celuloze (hidrogeli…) ter modificirali emodin z namenom izboljšanja njegove biološke in fotokemijske aktivnosti.
5. Računalniško modeliranje katalizatorjev
S pristopom računalniškega modeliranja in strojnega učenja (v sodelovanju s tujimi raziskovalci) bomo lahko napovedali lastnosti novih katalizatorjev ter s tem pospešili njihov razvoj in izbiro učinkovitih sinteznih poti.
6. Protikorozijska zaščita
Cilj predlaganega programa je razviti okolju sprejemljive protikorozijske »pametne« zaščite za kovine in njihove zlitine v različnih korozijskih medijih.
7. Večfunkcionalne prevleke
Razvijamo večfunkcionalne prevleke, ki izkazujejo samočistilnost oz. preprečujejo tvorbo ledu na površini. Raziskave bodo usmerjene tudi v razvoj protibakterijskih in protivirusnih prevlek na kovinskih površinah.
8. Nove generacije sončnih celic
Usmerjamo se v inovativne projekte razvoja perovskitnih sončnih celic, ki so pomemben člen pri razvoju novih nizkoogljičnih tehnologij.
9. Zmanjšanje mobilnosti potencialno strupenih elementov
Proučujemo biodostopnost PSE v različnih prahovih (hišni, cestni prah) in adsorpcijo PSE neposredno na biooglje. Kljub številnim raziskavam je dejanska vloga biooglja pri stabilizaciji PSE še precej nepojasnjena.
10. Koordinacijska kemija v trajnostnem razvoju
Raziskujemo koordinacijsko kemijo molibdena v višjih oksidacijskih stanjih, cinka(II) in bakra(II) s ciljem določiti in optimizirati reakcijske pogoje, da poteče kemijska pretvorba ligandov. Pri novih kurkuminskih kompleksih se bomo posvetili njihovi sintezi, karakterizaciji in protivirusni učinkovitosti.
Predloženi program se v celotni vsebini vključuje v prednostne smeri, ki so definirane v evropski strategiji Obzorje Evropa 2021-2027, ki predstavlja tekoči program razvoja Evropske skupnosti. Trajnostni razvoj ponovno predstavlja vseobsegajoči okvir vizije naslednjega programa EU za naložbe v raziskave in inovacije. Odlična znanost in inovacije so ključni faktorji, ki Evropi pomagajo na poti razumne, trajnostne in vključujoče rasti pri reševanju perečih družbenih izzivov. V skladu s prioritetami evropske strategije se v našem programu osredotočamo na varno, čisto in učinkovito energijo, zeleno kemijo in tehnologijo ter trajnostni pristop pri upravljanju z okoljem. Z delom raziskav se bomo vključili tudi v prioriteto prilagoditve digitalni dobi. Naš cilj ostaja odličnost v znanosti z močno usmeritvijo v inovacije in industrijsko sodelovanje. Tako soustvarjamo evropsko znanstveno odličnost in prispevamo k inovativnosti industrije svojega okolja.