INTENTIO, cena Univerzity Karlovy

„Udržitelný rozvoj“

Cena se uděluje za odborné práce a projekty, které přispívají k rozvoji udržitelného života společnosti i jedince.

Yuliia husak, gymnázium Roudnice nad labem

Název práce: Udržitelnost začíná stabilitou: návrh a in situ studium zeolity stabilizovaných nanokatalyzátorů pro valorizaci biomasy

Paliva, plasty, léčiva a mnoho dalších výrobků každodenního života dnes vzniká především z ropy a zemního plynu. Co kdyby ale bylo možné vyrábět většinu těchto produktů z obnovitelných zdrojů? Například zeslámy, dřevního odpadu nebo zbytků rostlin? Právě tato myšlenka stojí za výzkumem Yulii Husak.

Yuliia je absolventkou Gymnázia v Roudnici nad Labem a nyní pokračuje ve studiu na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy. Ve svém výzkumu se zabývá studiem materiálů, které by mohly pomoci šetrněji proměňovat rostlinnou biomasu na biopaliva a další užitečné látky. Jejím cílem je snížit spotřebu energie a množství odpadu a posunout tak výrobu ekologičtějším směrem. Úspěšný výzkum by zároveň mohl vést ke snížení závislosti chemického průmyslu na fosilních surovinách.

Základem jejího výzkumu jsou katalyzátory látky, které urychlují chemické reakce. Lze je přirovnat k neviditelným pomocníkům: umožňují, aby výroba probíhala rychleji, při nižší teplotě a s menší spotřebou energie. Yuliia pracuje s velmi malými částicemi kovů, zejména niklu a ruthenia, které umisťuje do porézního materiálu zvaného zeolit. Porézní materiály a katalyzátory na nich založené jsou velmi důležité nejen pro výrobu chemikálií, ale například také pro čištění vody a vzduchu nebo zachytávání oxidu uhličitého. Jen pro zajímavost, výzkum porézních materiálů získal v roce 2025 Nobelovu cenu za chemii

Zeolit připomíná mikroskopickou houbu plnou drobných kanálků. Tyto póry drží kovové částice na místě a brání jim, aby se při zahřívání spojily do větších, méně účinných shluků. Materiál díky tomu může zůstávat funkční i za náročných podmínek. Yuliia stabilitu částic sledovala elektronovým mikroskopem při zahřívání až na 700 °C a ověřila, že zůstávají velmi malé a rovnoměrně rozptýlené.

Pokud se podaří podobné katalyzátory dále rozvinout, mohou jednou pomoci proměnit rostlinný odpad v cenné suroviny pro paliva, plasty, kosmetiku či léčiva. Výroba by tak mohla být úspornější, méně závislá na cenách ropy a zemního plynu a odolnější vůči výkyvům na světových trzích. Výzkum v měřítku nanočástic tak může přispět k velké změně: k výrobě běžných produktů šetrněji k přírodě i společnosti.

K výzkumu se dostala během letní praxe na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy. Následně ve výzkumné skupině profesora Jiřího Čejky, pod vedením doktora Michala Mazura a bakaláře Samuela Kolesára, připravovala práci v rámci Středoškolské odborné činnosti (SOČ). S touto prací postoupila do celostátního finále a ve své kategorii získala 3. místo v České republice.

V současnosti nastupuje ke studiu chemie na Univerzitě Karlově a ve stejné výzkumné skupině pokračuje i ve svém výzkumu v rámci projektu Techscale.

Její práce ukazuje, že i v měřítku částic tisíckrát menších než šířka lidského vlasu lze hledat řešení velkých energetických a ekologických výzev.