Daniel Bím z Ústavu fyzikální chemie VŠCHT v Praze plánuje v rámci projektu JUNIOR STAR přijít na způsob, jak využít světlo a elektrické napětí jako efektivní nástroje pro řízení chemických reakcí. Cílem je nalézt šetrnější a efektivnější způsoby syntézy důležitých látek – od materiálů po léčiva. Jeho práce se zaměřuje na tzv. niklové komplexy, sloučeniny, které by v budoucnu mohly sloužit jako vhodnější alternativy ke vzácným a toxickým kovům, které se dnes v průmyslu běžně používají jako katalyzátory chemických reakcí.
Niklové komplexy
Niklové komplexy jsou sloučeniny, ve kterých je atom niklu vázán na organické molekuly zvané ligandy. Tyto komplexy fungují jako katalyzátory – umožňují nebo urychlují chemické reakce, které by jinak probíhaly velmi pomalu nebo by neprobíhaly vůbec. Jednou z výhod niklu je, že může existovat v různých oxidačních stavech, což mu dává široké spektrum katalytických možností. Zajímavé dále je, že tyto oxidační stavy lze řídit pomocí světla nebo elektrického potenciálu, což umožňuje přesné řízení jeho reaktivity.
Výzkum Daniela Bíma kombinuje chemii s fyzikálními principy, díky čemuž může katalytické procesy zkoumat z různých perspektiv. Tento přístup dává výsledkům jeho práce příslib širokého aplikačního potenciálu, a to nejen v oblasti chemie, ale i v energetických a environmentálních technologiích. „Cílem je pochopit, jak přesně tyto katalyzátory fungují a jak úpravy ligandů mohou ovlivnit reaktivitu niklu. Tento přístup nám umožní navrhnout efektivnější a cílenější katalyzátory chemických reakcí,“ představuje cíle svého projektu Daniel Bím. Tyto poznatky mohou přispět k vývoji nových metod syntézy organických látek, které by díky využití světla a elektrického napětí byly šetrnější k životnímu prostředí a mohly by nahradit často velmi drahé a v mnoha případech i toxické kovy používané dnes.
Uplatnění výsledků
Lepší pochopení mechanismů fungování niklových katalyzátorů by mohlo vést k jejich optimalizaci pro konkrétní reakce. „Rádi bychom objevili nové směry, kde tradiční katalyzátory nejsou účinné,“ dodává Daniel Bím. Díky možnosti řídit katalytické procesy pomocí světla nebo elektrického potenciálu se otevírají nové možnosti pro udržitelné metody syntézy organických látek. Výzkum tak může mít zásadní význam například pro farmaceutický průmysl, ale i pro další oblasti výroby materiálů a chemikálií, kde existuje poptávka po nových metodách syntézy.
Neexistují špatné nápady
Důležitá je pro řešitele práce s mladými vědci – aktivně se věnuje mentoringu a zapojuje studenty do výzkumu. „Snažím se vytvořit prostředí, kde se studenti nebojí experimentovat a učit se z chyb. Ve vědě totiž neexistují špatné nápady – jen ty, které je třeba otestovat. Chci studenty povzbudit, aby se nebáli přicházet se svými vlastními nápady a diskutovat o nich,“ vysvětluje. Tento přístup je nejen součástí jeho vědecké praxe, ale také jeho přesvědčení o důležitosti interdisciplinarity ve výzkumu.
Ing. Daniel Bím, Ph.D.
Daniel Bím působí na Ústavu fyzikální chemie VŠCHT v Praze, kde díky grantu JUNIOR STAR založil vlastní výzkumnou skupinu. Na svém projektu aktivně spolupracuje s odborníky z dalších předních českých výzkumných institucí, například z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR. Jeho odborné vazby však sahají i za hranice České republiky – cenné kontakty navázal během své postdoktorské stáže v Kalifornii. Tyto kontakty mu umožňují přístup ke špičkovým technologiím a metodám, které rozšiřují možnosti jeho výzkumu.
