Nanovlákenné polymery

Vzhledem k skutečnosti, že Česká republika díky Technické Univerzitě v Liberci (TUL) patří mezi světovou špičku ve výrobě nanovláken, bylo jen otázkou času, kdo se chopí příležitosti a takzvaně prošlape cestičku v dosud neprobádané oblasti, jako je využití nanovlákenných materiálů v analytické chemii. Tohoto úkolu se zhostila PharmDr. Martina Háková, Ph.D.. Ta v roce 2015 začala své doktorské studium zaměřené na problematiku využití nanovláken na Univerzitě Karlově, Farmaceutické fakultě v Hradci Králové a rozhodla se tak úzce propojit specifický výzkum obou pracovišť.

Hledání nových materiálů ve spojení s moderními analytickými technikami je jedním ze směrů základního výzkumu v kontrolně analytických laboratořích, který je velmi důležitý. Výsledky z této oblasti vedou k výrazné úspoře času laboratorních postupů, snížení náročnosti na provedení analýz a následně i ke snížení finanční nákladnosti. Díky tomu jsou pak kontrolně-analytické laboratoře schopné nabízet rychlé spolehlivé a levné testování v různých oblastech výzkumu a v běžné praxi. Kompletní rozbory pitné vody, stanovení přítomnosti pesticidů v půdě nebo identifikace toxinů v potravinách? To jsou velmi důležité laboratorní analytické techniky, které jsou nezbytnou součástí mnoha oborů, od ochrany životního prostředí po farmacii. Kvalita těchto analytických technik je spjata s použitím speciálních materiálů primárně určených k záchytu látek a přečištění kontaminovaných vzorků tzv. sorbentů. Vědecká práce Martiny Hákové spočívala ve velmi inovativní myšlence využití nanovláken pro tvorbu sorbentů s velmi unikátními vlastnostmi, které tato téměř česká specialita přináší. Nanovlákenné sorbenty měly zefektivňovat testování a odstraňovat některé nevýhody komerčně dostupných sorbentů.

Dr. Háková jako jedna z prvních kompletně popsala možnosti využití nanovlákenných materiálů v pokročilých analytických technikách. Pro využití potenciálu, který použití nanovláken v analytické chemii přináší, bylo zapotřebí dlouholetého systematického výzkumu, který přinesl celou řadu unikátních výsledků. Jedním z těchto výsledků byl vznik patentované technologie na výrobu vlákenných sorbentů ze směsi mikro a nanovláken, která přináší kombinaci vysoké produktivity výroby, strukturní stability a extrakční účinnosti. Následně vznikly protokoly povrchové úpravy těchto materiálů, které pomáhají dále zefektivňovat a cílit extrakce na vybrané látky. Nebyly to ale pouze nové materiály a jejich modifikace, co dělá tento výzkum tak inovativním. Je to také vznik velmi podrobné laboratorní metodiky manipulace se těmito sorbenty a podrobné návody. Dr. Háková testovala podmínky použití nanovláken ve vysokotlakých průtokových systémech, vliv výrobních faktorů na jejich stabilitu a extrakční účinnost. Následně ověřovala možnost jejich využití při analýze léčiv v biologických vzorcích a kontaminantů v životním prostředí. Díky výzkumu Dr. Hákové bylo identifikováno několik velmi účinných nanovlákenných materiálů, které jsou, v porovnání s komerčně dostupnými sorbenty méně nákladné a poskytují lepší výsledky. Bylo prokázáno, že použití nanovláken jako sorbentů v extrakčních technikách vede ke snížení spotřeby organických rozpouštědel a výrazné úspoře času. Díky tomu mají dané analýzy menší dopad na životní prostředí. Díky její práci je možné jednoduše a efektivně zanalyzovat například vzorek piva nebo vína a určit, zda obsahuje například škodlivé mykotoxiny nebo naopak v případě vína prospěšné biologicky aktivní látky. Nebo například kompletně zanalyzovat vzorek říční vody za méně než 5 minut. Analytické metody Dr. Hákové jsou jednoduše přenositelné do kterékoli jiné laboratoře s potřebným vybavením.

Celý výzkum, sestávající z uceleného souboru unikátních vědeckých výsledků, obstál v mezinárodním měřítku, byl s velkým nadšením přijímán vědeckou veřejností, která kvituje její široký přínos v analytické chemii. Tento přínos podporuje také fakt, že výzkum pokračuje úspěšně dále nejenom v základní rovině, ale započalo jeho uvádění do praxe.