Nový český nanomateriál umožní levnější výrobu léčiv a chemikálií. Připomíná povrch Marsu

Vědci z Českého institutu výzkumu a pokročilých technologií (CATRIN) při Univerzitě Palackého v Olomouci a Vysoké školy báňské – Technické univerzity v Ostravě (VŠB-TUO) vyvinuli ve spolupráci s kolegy z Leibnizova ústavu pro katalýzu v německém Rostocku unikátní ekologicky šetrný nanomateriál, který dokáže urychlit a zlevnit průmyslovou výrobu mnoha významných léčiv a chemikálií.

Vědci se zaměřili na šetrnou přípravu mnoha chemických látek používaných ve farmacii, zemědělství, petrochemickém nebo potravinářském průmyslu takzvanou hydrogenací, tedy reakcí s využitím molekulárního vodíku.

Jednou z nezbytných podmínek pro urychlení těchto chemických reakcí a jejich vyšší výtěžnost je použití katalyzátoru. Cílem bylo vyvinout levný a netoxický materiál, který by dokázal přeměny organických sloučenin zlevnit a zefektivnit. V současnosti se totiž k tomuto účelu využívají zejména vzácné kovy, jako jsou platina, palladium nebo ruthenium, což průmyslovou výrobu výrazně prodražuje. Jako účinný katalyzátor slouží také nikl, který je ale toxický.

„Společně s německými kolegy jsme studovali procesy hydrogenační syntézy aminů, což jsou výchozí látky nebo meziprodukty zejména při výrobě léčiv. Aminoskupiny totiž obsahuje více než 40 procent všech léčiv. Aminy ale hrají důležitou roli i při výrobě barviv, plastů, tenzidů, dezinfekčních materiálů nebo zemědělských chemikálií. Při vývoji nového hydrogenačního katalyzátoru jsme vsadili na železo a oxid křemičitý, tedy široce dostupné, netoxické a levné materiály,“ přiblížil postup Manoj Gawande z olomoucké CATRIN.

Cesta do průmyslu by měla být hračka

Příprava nového nanomateriálu je podle vědců levná a technologicky snadno přenositelná do průmyslového měřítka. Materiál lze použít opakovaně a je mimořádně účinný při syntéze široké škály aminů.

„Díky chemickému složení a topografii si ho lze představit jako povrch Marsu, jen v mnohonásobném zmenšení. Z křemenné hmoty vyrůstají tyčovité nanočástice železa, které vytváří jakési krátery na povrchu katalyzátoru. Nanočástice železa jsou obaleny několikananometrovou slupkou oxidu železitého, která se ukazuje jako zcela klíčová pro dosažení vysoké výtěžnosti aminů. Neméně důležitá je přítomnost malého množství hliníku,“ popsal materiál jeden z korespondujících autorů Radek Zbořil.

Právě vysvětlení souvislosti mezi chemickým složením katalyzátoru a jeho mimořádnou účinností podle něj bylo pro česko-německý tým největší výzvou.

„Jedná se o téměř magický nanomateriál, ve kterém všechny komponenty mají definovanou roli. Věřím, že tato společná práce může mít zásadní dopad v globální snaze o nalezení průmyslově uplatnitelného levného katalyzátoru, který by mohl nahradit doposud používané vzácné kovy a který bude fungovat také v dalších důležitých reakcích s použitím molekulárního vodíku,“ uzavřel vedoucí německého týmu a ředitel Leibnizova ústavu pro katalýzu v Rostocku Matthias Beller.

Vědci nanomateriál úspěšně otestovali na více než osmdesáti organických reakcích včetně syntézy takzvaných mastných aminů. Ty se hojně používají při výrobě zemědělských chemikálií, kosmetiky, antimikrobiálních přípravků a celé řady dalších produktů. Jejich obrat na trhu tvoří přes tři biliony amerických dolarů.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Vědci se domnívají, že našli prastarého předchůdce písma

První písmo podle učebnic dějepisu vzniklo na Blízkém východě, někdy kolem roku 3400 před naším letopočtem. Němečtí vědci ze Saarlandské univerzity teď ale tvrdí, že našli důkazy o tom, že historie písma je mnohem, mnohem starší. Možná dokonce o desítky tisíc let.
před 15 hhodinami

USA se na Trumpův pokyn vrací ke glyfosátu. Ministr Kennedy otočil

Prezident Donald Trump minulý týden vydal exekutivní příkaz, kterým se rozhodl podpořit domácí produkci fosforu a herbicidu glyfosátu. Chemikálii řada organizací viní z negativních dopadů na lidské zdraví, i kvůli možnému riziku rakoviny. Aktivně proti ní v minulosti vystupoval i současný ministr zdravotnictví Robert F. Kennedy mladší. Ve vládním angažmá otočil s tím, že na glyfosátu je závislé americké zemědělství.
před 17 hhodinami

Bouba a kiki fungují i u kuřat. Vědci boří jeden z pilířů jazykovědy

Nový výzkum italských psychologů zjistil, že jedno z univerzálních pravidel v lidském jazyce zřejmě nemá nic společného s řečí. Funguje totiž také u kuřat, která od lidí dělí tři sta milionů let evoluce.
před 19 hhodinami

Před 70 lety padla Stalinova modla. Pomohl k tomu ze záhrobí i Lenin

Takzvaná „Fronta na maso“ – monumentální Stalinův pomník na pražské Letné – stál na místě necelý rok, když se nad jeho existencí už začaly stahovat mraky. Před 70 lety totiž začal XX. sjezd Komunistické strany Sovětského svazu. Tehdejší první tajemník Nikita Chruščov na něm poprvé veřejně odsoudil Stalinovy zločiny a vytváření jeho kultu osobnosti. Projev byl tajný, brzo se ale dostal do světa. A Stalinova sláva začala uvadat. Příslib společenského uvolnění ale Sověti následně rázně utnuli.
před 23 hhodinami

Porno, sítě, hry. Hyde Park Civilizace řešil digitální hrozby

Stále mladší děti tráví stále více času na sociálních sítích. Ty jim poskytují spoustu zábavy, poznání i sociálních vazeb, ale také skýtají mnoho nástrah. Pro rodiče může být složité tato rizika pochopit, protože v jejich mládí nebyla lidská identita natolik propojená s tou digitální a většina takových hrozeb nebyla tak rozšířená. Tématu se věnoval Hyde Park Civilizace.
před 23 hhodinami

Marihuana v dospívání zdvojnásobuje riziko duševních nemocí

Téměř půl milionu mladých lidí zkoumali američtí vědci v rozsáhlé studii, která se věnovala konzumaci marihuany. Výzkum ukázal, že existuje souvislost mezi kouřením konopí a vznikem psychických chorob. A s velkou pravděpodobností jde o souvislost příčinnou.
23. 2. 2026

Zákaz mobilů ve školách dle výzkumu přímo nezlepšuje známky ani duševní pohodu

Zákaz mobilních telefonů ve školách nevede přímočaře ke zlepšení studijních výsledků. Žáci sice nejsou tak rozptylováni, ale na druhou stranu roste neklid a nekázeň ve třídách. Vyplývá to z dat z 21 zemí včetně Česka, která analyzovali vědci výzkumného týmu IRTIS Fakulty sociálních studií Masarykovy univerzity v Brně. Podle tohoto výzkumu plošné zákazy nefungují a nejsou tedy ani univerzálním řešením. Vhodnější je přizpůsobit pravidla místním podmínkám.
23. 2. 2026

Při extrémních vedrech vznikají nad městy nanočástice schopné proniknout do plic

Světová velkoměsta se vlivem oteplování planety i toho, jak zastavěná jsou, stávají stále rozpálenějšími kotli. Má to v mnoha ohledech negativní dopady na lidské zdraví. Teď vědci popsali další možný: vznik atmosférických aerosolů složených z nanočástic, které mohou proniknout do plic. To se donedávna pokládalo za nepravděpodobné.
23. 2. 2026
Načítání...