Kukovecz Ákos mta.hu

Kutatási téma

A fluidomok (gázok és folyadékok) és a nanorészecskékből álló makro- és mezoporózusos hálózatok kölcsönhatása

Kukovecz Ákos figyelme mintegy tizenöt éve, doktori munkájának elkészítése során fordult a nanotechnológia felé, 2003 óta kizárólag nanoszálak, nanocsövek és hálózataik kutatásával foglalkozik. Lendületes csoportjával a nanorészecskékből álló mikro- és mezoporózus hálózatokban tanulmányozza a gázok és folyadékok, valamint a szilárd anyagok kölcsönhatása során végbemenő folyamatokat. A gyakorlatban bizonyítottan működő koncepció hátterének feltárása a ma használatos műszereknél hatékonyabb szenzorok fejlesztését segíti elő.

„A felhasználói elvárás szerint egy jó érzékelő legyen gyors, olcsó, kicsi, energiatakarékos és hosszú élettartamú. A két legfontosabb minőségi paraméter azonban mindig az érzékenység és a szelektivitás. Előbbi azt mutatja meg, milyen mennyiségű célanyagot fog már jelezni a szenzor, utóbbi pedig azt, milyen hatékonyan tudja felismerni a célanyagot a többi jelen lévő anyag között. Kutatásaink során főleg a szelektivitást tanulmányozzuk, egy, a gyakorlatban bizonyítottan működőképes koncepció fizikai kémiai hátterét szeretnénk feltárni. Munkánk célja elsősorban nem egy működő, azonnal piacképes műszer készítése, hanem az elméleti hátterének megértéséhez szükséges felfedező kutatás" - összegezte terveit a kutató.

Befogadó intézet

Szegedi Tudományegyetem - Alkalmazott és Környezeti Kémiai Tanszék

A kutatócsoport működési időszaka

2012–2017

A kutatócsoport tagjai

Haspel Henrik predoktor; Kozma Gábor predoktor; Puskás Róbert PhD-hallgató; Dobó Dorina PhD-hallgató; Papp Ibolya Zita PhD-hallgató

A kutatócsoport honlapja

www.porousnanocomposites.com

Interjú a kutatóval

Az interjú 2012. december 28-án jelent meg az mta.hu-n.

Gázok és folyadékok, valamint mikro- és makroporózusos hálózatok kölcsönhatását tanulmányozza a Lendület program támogatásával Kukovecz Ákos kémikus és kutatócsoportja a Szegedi Tudományegyetemen. Eredményeik a jelenleg használatban levő érzékelőknél hatékonyabb nagy teljesítőképességű analitikai szenzorok fejlesztését segíthetik elő.

"Mikropórusoknak a két nanométernél kisebb, mezopórusoknak a 2-50 nanométer átmérőjű pórusokat nevezzük. Ezek nagyon apró lyukak: egy emberi hajszál több ezerszer vastagabb egy mezopórusnál" – érzékeltette az arányokat a kutató. Mint elmondta, míg mikropórusok általában kristályosodás útján keletkeznek, mezopórusok úgy is létrehozhatók, hogy a kutatók véletlenszerűen nanoszálakat helyeznek egymásra. Az így kapott anyag jellemzői változtathatók, tulajdonságai igény szerint tervezhetők, igazodva a felhasználási terület – például a hőszigetelő anyagok, a különböző szűrők és érzékelők gyártása – kívánalmaihoz. Azonban a nanoporózus struktúrák fizikai kémiájáról, a gázok és folyadékok – azaz a fluidumok –, valamint a szilárd anyagok kölcsönhatása során végbemenő folyamatokról még nem tudunk eleget. A kutatócsoport főképp e folyamatokat igyekszik jobban megismerni, eredményeik pedig az érzékelők fejlesztésében kamatoztathatók.

A mindennapok során használatos műszaki berendezésekben rengeteg szenzor működik, gyártásuk mára óriási üzletággá nőtte ki magát. „A felhasználói elvárás szerint egy jó érzékelő legyen gyors, olcsó, kicsi, energiatakarékos és hosszú élettartamú. A két legfontosabb minőségi paraméter azonban mindig az érzékenység és a szelektivitás. Előbbi azt mutatja meg, milyen mennyiségű célanyagot fog már jelezni a szenzor, utóbbi pedig azt, milyen hatékonyan tudja felismerni a célanyagot a többi jelen lévő anyag között. Kutatásaink során főleg a szelektivitást tanulmányozzuk, egy, a gyakorlatban bizonyítottan működőképes koncepció fizikai kémiai hátterét szeretnénk feltárni. Munkánk célja elsősorban nem egy működő, azonnal piacképes műszer készítése, hanem az elméleti hátterének megértéséhez szükséges felfedező kutatás" – összegezte a csoport terveit Kukovecz Ákos.

A kutató figyelme mintegy tizenöt éve, doktori munkája elkészítése során fordult a nanotechnológia felé. Kizárólag nanoszálak, nanocsövek és hálózataik vizsgálatával 2003 óta foglalkozik. "A téma iránti érdeklődésemet először az újdonság varázsa keltette fel. Lehetőségem nyílt belülről megfigyelni, ahogyan egy fiatal tudományterület kibontakozik, és a laboratóriumi körülmények közül kilépve, különlegességből hétköznapi életünk részévé válik" – emlékezett vissza Kukovecz Ákos. Az idő előrehaladtával, a témát jobban megismerve, érdeklődése csak fokozódott: „A mai napig elbűvöl, ahogyan a méretcsökkentés hatására a mennyiségi változások minőségibe fordulnak, és ahogyan egyre több eszközhöz jutunk, amellyel az anyag szerkezetét akár a legfinomabb szintig szabályozhatjuk. Kémiai technológiai tantárgyak oktatójaként pedig azt tartom figyelemreméltónak, hogy a nanométeres mérettartományban is pontosan megtervezett szerkezetek mennyivel hatékonyabbak, anyag- és energiatakarékosabbak lehetnek, mint a jelenleg még sokkal elterjedtebb makro- vagy akár mikrostrukturált anyagok."

A Lendület-pályázat támogatásának köszönhetően a kutatócsoport új mérőhelyet épít ki. A beszerzések moduláris rendszerben valósulnak meg, így az egyes berendezések külön-külön és ipari megbízásokra is használhatók. Utóbbi esetben az infrastrukturális fejlesztés újabb források bevonását eredményezheti, amely a csoport hosszú távon fenntartható működését szolgálja.

A kutatócsoport befogadó intézménye, a Szegedi Tudományegyetem több nemzetközi pályázaton is részt vesz, amelyek tudományos céljai kiegészítik a Lendület-csoport munkatervét, elősegítve szoros együttműködésüket. "A nanotechnológia rendkívül forrásigényes terület, a világ élvonalába azok az intézmények tartoznak, amelyek kedvező innovációs környezetben, a tőkeerős versenyszférával kooperálva tudnak dolgozni" – hívta fel a figyelmet a kémikus.

A kutatócsoportban három predoktor – Győri Zoltán, Haspel Henrik és Kozma Gábor –, valamint három PhD-hallgató – Puskás Róbert, Dobó Dorina és Papp Ibolya Zita – dolgozik. Tevékenységüket saját honlapjukon, illetve közösségi oldalon mutatják be, hogy leendő munkatársaik és a csoport nemzetközi tudományos partnerei minél jobban megismerhessék kutatásaikat.

Kukovecz Ákos úgy véli, egy kutatóhely akkor válhat valódi tudományos műhellyé, ha nemzetközileg is versenyképes témákban magas színvonalú oktatást folytat, jól képzett szakemberek működhetnek benne együtt, valamint megfelelő kapcsolatrendszer is rendelkezésére áll. "A Lendület program mindhárom tényezőhöz jelentősen hozzájárul, a támogatás elnyerése látványosan visszaigazolja egy-egy kutató eredményeit. Ma Magyarországon a fiatal kutatók számára nincs ennél jobb lehetőség, hogy iskolateremtő személyiséggé váljanak."