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

Norští vědci v praxi ověřili scénu z Obecné školy

Je to jedna z nejikoničtějších scén ve filmu Obecná škola – přes varování ředitele školy se několik žáků titulní instituce rozhodne olíznout v zimě zábradlí, jen aby k němu vzápětí přimrzli. Děti školou povinné stejnou chybu zřejmě dělají na více místech světa. O jak nebezpečnou praktiku jde, se rozhodl prověřit tým mladých vědců v Norsku.
před 17 hhodinami

Zelená vlna míří na sever. Němečtí vědci popsali, jak změna klimatu mění lesy

Lesy podstupují řadu proměn. Některé jsou sezonní, jiné dlouhodobější a souvisejí s klimatem. Nová studie teď popsala, jak se posouvají linie stromů směrem k severu – a to včetně míst, kde to vědci nepředpokládali.
před 20 hhodinami

Slunce migrovalo ze srdce galaxie s hvězdnými dvojčaty, naznačuje výzkum

Slunce se narodilo v centru Mléčné dráhy, tedy v ideálních podmínkách pro vznik hvězd. Pak se ale přesunulo do míst, kde jsou nejlepší podmínky pro vznik života. Ukazuje to nová studie založená na datech z evropské družice.
před 22 hhodinami

Zoo se mění v domovy zvířecích důchodců. Nutí je to i k utrácení zdravých kusů

Několik trendů vede společně k tomu, že zoologické zahrady chovají stále víc přestárlých zvířat a nemají kvůli tomu prostory pro rozmnožování těch důležitých. Popsala to rozsáhlá zahraniční studie, ale trend potvrdily pro ČT24 i některé české zoo.
15. 3. 2026

Alternativní Nobelovy ceny končí v USA. Míří do země, která dala světu Einsteina a kukačky

Udělování humoristických Ig Nobelových cen se po více než třiceti letech přesune ze Spojených států do Švýcarska. Zakladatel akce Marc Abrahams už totiž nepovažuje USA za bezpečnou zemi pro hosty cen. Abrahams uvedl, že za rozhodnutím stojí vývoj ve Spojených státech za poslední rok, což odpovídá návratu Donalda Trumpa do Bílého domu.
14. 3. 2026

Déšť jako zbraň. Vojenská meteorologie je pro moderní války zásadní

Vliv meteorologie na vojenské konflikty je zásadní, ale veřejností mnohdy podceňovaný. Přitom bez špičkové předpovědi počasí se nedá žádný moderní konflikt vyhrát.
13. 3. 2026

Čeští vědci využívají AI k hledání „překlepů“ v mozku

Najít v mozku drobné problémy, které mohou jednou přerůst třeba v Alzheimerovu chorobu, to je cílem výzkumu Milana Němého z ČVUT. Využití při tom má umělá inteligence.
13. 3. 2026

Mise Artemis pro přistání na Měsíci může mít zásadní problémy, varuje inspektor

NASA nedávno změnila své plány ohledně mise na Měsíc. Stále ale doufá, že tam do roku 2028 její astronauti přistanou. Teď se objevila další překážka – podle zprávy kontrolního orgánu by let byl spojený s riziky pro bezpečnost posádky. Ve čtvrtek večer pak NASA informovala, že start mise Artemis II, při které astronauti obletí Měsíc, by mohl proběhnout 1. dubna.
12. 3. 2026Aktualizováno12. 3. 2026
Načítání...