Na 250 subjektů veřejného a soukromého sektoru se v České republice zabývá nanotechnologiemi. A zájem o tento průřezový obor budoucnosti stále stoupá, zvláště mezi firmami. Vidí v něm šanci jak se vzdálit konkurenci a pouštějí se do průmyslového využití nanotechnologií, zejména do výroby nanomateriálů. Možnost seznámit se s výsledky výzkumu a vývoje nanotechnologií v ČR a zahraničí budou mít i letos účastníci mezinárodní konference NANOCON 2015 pořádané v Brně 14. až 16. října. Jde o jednu z největších akcí svého druhu ve středoevropském regionu. Loni se jí zúčastnilo více než čtyři sta odborníků ze čtyřiceti zemí celého světa. Nanotechnologie už zdaleka nejsou záležitostí pouze badatelského výzkumu. Prosazují se v ochraně životního prostředí, v komunikačních technologiích, medicíně, genetice, pomáhají vylepšit výrobky i zefektivnit výrobní procesy. Zboží s předponou „nano“ dál zaplavuje trh. Výzkumem nanotechnologií a výrobou nanoproduktů se už ve světě zabývají tisíce firem. Prudce narůstá počet patentů udělených na různé nanotechnologické materiály a technologie. Očekává se, že nanotechnologie v příštích letech ovlivní téměř všechna průmyslová odvětví a některá zásadním způsobem. Nejvíc konkrétních výzkumných úkolů se podařilo dovést do praxe chemickému průmyslu. Například nanofilmy našly uplatnění v solárních článcích, světelných diodách, fotonice, bezdrátové komunikaci nebo polovodičích. Nanotechnologie se rychle rozšířily též ve výrobě nosičů pro ukládání dat. Dovolují mj. pomýšlet na mobilní telefon s kapacitou paměti v řádu terabytů. V příštích letech má hnát dynamiku trhu vzhůru hlavně poptávka obranného sektoru a zdravotnictví, tedy oborů, které v tak velké míře (jako některá jiná odvětví) nepodléhají výkyvům hospodářského cyklu. Zatímco do roku 2015 by trhu s nanoprodukty měly stále dominovat USA a západní Evropa, v dalších letech má jejich podíl klesat ve prospěch zemí Asie a Tichomoří. Nanotechnologický boom ženou dopředu obrovské státní výdaje vynakládané ve světě na výzkum tohoto průřezového oboru. Podle některých odhadů (Cientifica Ltd.) v roce 2014 překročily 100 miliard dolarů. A spolu s výdaji soukromého sektoru se výše investic do nanotechnologií ve světě šplhá k astronomickým 250 miliardám dolarů. Nejštědřejší je stále americká administrativa, která vydává v současnosti na nanovýzkum zhruba pět miliard dolarů ročně. Za USA následuje Čína, Japonsko a Rusko. V USA míří do nanotechnologií také nejvíce soukromých investic. Cíl je zřejmý – udržet celosvětové prvenství v tomto strategicky důležitém oboru. Nanovýzkum v ČR Výši prostředků alokovaných v České republice na výzkum a vývoj (VaV) nanotechnologií lze vzhledem k roztříštěnosti systému podpory VaV u nás jen odhadovat. V roce 2008, kdy bylo prováděno poslední detailnější šetření (společností ČSNMT), šlo zhruba o 1,85 miliardy Kč, z toho 91 % z veřejných zdrojů (hlavně prostřednictvím Akademie věd ČR, ministerstva školství mládeže a tělovýchovy a částečně též ministerstva průmyslu a obchodu). A lze předpokládat, že se tento objem přinejmenším zachoval. Skončil sice dotační program Akademie věd ČR zvaný Nanotechnologie pro společnost, ale do výzkumu nanotechnologií začaly v ČR ve velkém promlouvat strukturální fondy EU, především pokud jde o budování infrastruktury pro výzkum a vývoj a pořizování moderních laboratorních přístrojů v mimopražských regionech. S vcelku štědrou státní podporou roste i zájem vědců a firem o nanotechnologie. Touto problematikou se zabývá v současnosti 28 ústavů Akademie věd ČR. Hodně odborníků se této problematice věnuje a řeší nejvíce výzkumných projektů ve Fyzikálním ústavu Akademie věd ČR (FZÚ). Skupině badatelů z FZÚ se například podařilo objevit nový princip spintronické součástky založené na antiferomagnetu, který představuje zásadní průlom v dalším vývoji senzorů a počítačových mikrosoučástek. „Otevřela se před námi zcela nová oblast antiferomagnetických materiálů s kovovými a polovodičovými vlastnostmi, která je mnohem širší a bohatší než kovové feromagnety, na něž se až doposud spintronické součástky omezovaly,“ vysvětluje vedoucí týmu Tomáš Jungwirth. Na tento výzkum získal prestižní grant od Evropské výzkumné rady dotovaný částkou 2,5 milionu EUR na období 5 let (2011–2015). Nanotechnologickou mapu Česka v posledních 5 letech rozšířilo nejméně 8 regionálních výzkumných center, které se ve větší či menší míře zabývají aplikovaným výzkumem nanotechnologií. Jejich vznik byl podpořen ze strukturálních fondů EU a státního rozpočtu ČR úhrnnou částkou 170 milionů EUR. Jedním z nich je Regionální centrum pokročilých technologií a materiálů v Olomouci (RCPTM). V jeho laboratořích se zrodila např. univerzální metoda modifikace pevných materiálů nanočásticemi stříbra, která by měla nalézt uplatnění mj. při povrchové úpravě lékařských nástrojů. Podobná centra vyrostla v Liberci, Brně, Ostravě, Plzni a dalších místech ČR. Na dlouhodobou výzkumnou spolupráci akademické sféry s průmyslovými firmami v nanotechnologiích je zaměřeno rovněž 10 tzv. Center kompetence podpořených Technologickou agenturou ČR. Jedno z těchto center se zabývá například výzkumem pokročilých mikroskopických a spektroskopických technik (centrum pod koordinací VUT v Brně – Fakulta strojního inženýrství), využitím šetrných nanotechnologií a biotechnologií pro čištění vod a půd (koordinátorem centra je Univerzita Palackého v Olomouci – Přírodovědecká fakulta), vývojem a aplikacemi nanokompozitů na bázi grafenu (koordinátorem je Ústav anorganické chemie AV ČR), výzkumem povrchových úprav (SYNPO) nebo vývojem originálních léčiv se zabývá centrum koordinované Ústavem organické chemie a biochemie AV ČR. Nanotechnologický (převážně základní) výzkum probíhá nebo bude probíhat (ve větší či menší míře) též v šesti obřích výzkumných Centrech excelence budovaných nákladem 840 milionů EUR z fondů Evropské unie a České republiky v Dolních Břežanech, Brně, Řeži u Prahy, Ostravě a ve Vestci u Prahy. Středoevropský technologický institut (CEITEC) se sídlem v Brně, konkrétně jeho výzkumná skupina Chytré nanostroje, se zabývá například využitím nanotechnologií jako moderních nástrojů v léčbě infekcí vyvolaných multirezistentními kmeny bakterií. Když nápad nezůstane jen na papíře Vedle nanotechnologických výzkumných kapacit v ČR přibývá i firem, které v nanotechnologiích vidí zajímavou podnikatelskou šanci. Počet subjektů zabývajících se v Česku výzkumem, vývojem nanotechnologií a výrobou konkrétních nanoaplikací se za posledních 7 let ztrojnásobil. Největší dynamika je přitom patrná mezi malými a středními firmami. Ve společnosti Contipro Biotech v Dolní Dobrouči na Ústeckoorlicku se několik desítek výzkumných pracovníků specializuje na výzkum a vývoj nanovláken a mikrovláken z biopolymerů (polysacharidů a bílkovin) a jejich využití jako přípravků pro hojení ran, vývoj nosičů pro cílenou distribuci biologicky aktivních látek a přípravků pro tkáňové inženýrství. Nátěrové hmoty s dlouhodobým antimikrobiálním účinkem na bázi nanomateriálů, kaučukovité nanokompozity pro gumárenské výrobky v automobilovém a obranném průmyslu se rodí v laboratořích výzkumné organizace SYNPO z Pardubic. Uhlíkové nanostruktury do senzorů vyvíjejí ve firmě TESLA Blatná. Inotex ze Dvora Králové nad Labem se zabývá vývojem multifunkčních textilií pro zdravotnictví. Filtrační materiály na bázi nanovláken, například do ochranných obličejových masek, se rodí v laboratořích firmy SPUR ze Zlína. Asio, brněnský výrobce čistíren odpadních vod, vyvíjí nanovlákenné filtry pro čištění vzduchu ve vodárenských zařízeních. Potěšitelné je, že mezi výstupy vývojových projektů nanotechnologické povahy přibývá konkrétních výrobků, které jsou nabízené na trhu. Rastrovací elektronové mikroskopy z brněnského TESCANU, umožňující vhled do mikro a nanosvěta, našly uplatnění již v 50 zemí světa. Liberecká firma ELMARCO se poslední dva roky (po prodeji divize polovodičů) specializuje výlučně na další vývoj technologie Nanospider a na výrobu zařízení na produkci nanovlákenného materiálu v průmyslovém měřítku. Fotokatalyticky aktivní nátěrovou hmotu vyvinutou ve spolupráci s Ústavem anorganické chemie AV ČR má ve svém výrobním programu moravský výrobce barev Rokospol. Zubní implantát obsahující nanostrukturní titan vyvinula a nabízí firma Timplant z Ostravy, lůžkoviny z patentované nanovlákenné textilie Nanovia Antiallergy vyrábí firma nanoSPACE z Domažlic. Příkladem, že práce výzkumného týmu na univerzitě může i v českých podmínkách vyústit v založení výrobní firmy, je společnost NANO IRON z Rajhradu u Brna. Vyrábí nanočástice elementárního železa, které používají sanační firmy při čištění podzemních vod kontaminovaných chlorovanými uhlovodíky. „Nanočástice vyráběné touto technologií byly již aplikovány v reálných sanacích na řadě lokalit v ČR. Pilotní reaktor využívající nanoželezo k dočištění povrchových a pitných vod znečištěných arsenem jsme instalovali také v Maďarsku,“ uvádí Radek Zbořil, jeden ze zakladatelů NANO IRONU a též profesor na Univerzitě Palackého v Olomouci. Na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity v Brně vyvinutá technologie, která umožňuje nahradit chemikálie používané při úpravě materiálů speciálními elektrickými výboji generujícími tzv. studené elektrické plazma, byla impulsem pro založení spin-off firmy ROPLASS. Konference NANOCON 2015 v Brn ě Na české půdě se zrodily a rodí i další aplikace. I letos je jejich tvůrci představí na mezinárodní konferenci NANOCON (www.nanocon.eu) pořádané Českou společností pro nové materiály a technologie (ČSNMT) ve spolupráci s RCPTM a firmou Tanger 14. až 16. října 2015 v Brně. Odborné příspěvky od výzkumníků z ČR i zahraničí, které na konferenci zazní, se budou konkrétně týkat nanomateriálů, jejich vlastností a způsobu přípravy, dále problematiky nanostrukturních kovových materiálů, nanostříbra, polymerních nanokompozitů, uhlíkatých nanomateriálů, materiálů pro elektroniku a optiku a nanokeramických materiálů. Pozornost bude zaměřena i na biomateriály pro medicínu, například na magnetické nanobiokompozity a jejich možné využití. Ve snaze akcentovat nutnost odpovědného výzkumu a komercializace nanotechnologií se jedna z odborných sekcí konference bude zabývat nanotoxicitou a bezpečností práce s nanomateriály a nanočásticemi. Jiřina Shrbená Nanosekce České společnosti pro nové materiály a technologie
