Prejsť na obsah
Spolupráca s praxou

Výskumná charakteristika UVPT:

Ústav výskumu progresívnych technológií (ATRI -Advance Technologies Research Institute) vznikol v roku 2013, ako novovybudovaný ústav Materiálovotechnologickej fakulty v Trnave, Slovenskej technickej univerzity v Bratislave. Ústav je taktiež súčasťou a primárnym užívateľom prostriedkov a technológií Univerzitného vedeckého parku CAMBO v Trnave, vybudovaného zo ŠF SR v celkovej hodnote 42 mil. EUR.

ATRI je zameraný predovšetkým na materiálové inžinierstvo v oblasti iónových a plazmových technológií, na automatizáciu a informačné a komunikačné technológie ako aj  na oblasti chémie, fyziky a astrofyziky. Okrem toho sa zameriava na medzinárodne integrovaný špičkový výskum, ako základ aplikovaného výskum a prenosu nových technológií do priemyslu, na úzku spoluprácu najmä s regionálnym priemyslom, kde  chcem rozvinúť činnosti podporujúce zavádzanie inovácií do praxe. Popri vzdelávaniu 3. stupňa vysokoškolského štúdia v oblasti svojho pôsobenia ponúka ATRI aj odbornú výchovu pre pracovníkov priemyselnej praxe, s cieľom podporiť transfer a zavádzanie inovácií v priemysle Slovenska, a zároveň tak podporiť aj ekonomický rast nášho EU regiónu. Výskumná činnosť na Ústave výskumu progresívnych technológií je sústredené do troch oddelení:

  • Oddelenie iónových technológií - Vedecké centrum materiálového výskumu predstavuje vedecko-výskumnú základňu pre aplikáciu iónových a plazmových technológií vo fyzikálnom a materiálovom inžinierstve a v nanotechnológiách. Je vybavené špičkovými technológiami na modifikáciu a analýzu povrchových, podpovrchových a tenkých vrstiev tuhých látok s využitím pôsobenia urýchlených iónov a plazmy. Súčasťou Centra materiálového výskumu sú 
  • pracovisko iónových urýchľovačov, ktoré  sa zaoberá využitím urýchlených iónov na syntézu, modifikáciu a analýzu materiálov. Jeho cieľom je využitie urýchlených iónov na syntézu, modifikáciu a analýzu materiálov. K dispozícii sú dve kľúčové zariadenia: 6 MV Tandetron - lineárny tandemový urýchľovač iónov a 500 kV iónový implantátor. Pracovný rozsah urýchľujúceho napätia Tandetronu je od 300 kV a implantátora od 20 kV. Je možné urýchľovať takmer všetky prvky, t. j. od vodíka po zlato, okrem inertných plynov. Celkový dosiahnuteľný rozsah energií urýchlených iónov pokrytý týmito dvomi zariadeniami predstavuje interval od 10 keV po 50 MeV.
  • pracovisko plazmových technológií, sa zameriava na využitie plazmových technológií a skúmanie parametrov plazmy pri úpravách povrchových vrstiev materiálov. Základ vybavenia pracoviska tvoria zariadenia na magnetrónové naprašovanie a plazmou podporovanú iónovú implantáciu (PIII).

Oblasti aplikácie vyskumu iónových technológií

Automobilový priemysel: Nechránené časti v automobilovom a strojárskom priemysle (vstrekovacie trysky, vačkové hriadele, ložiská ventily a iné); Vstrekovanie plastov do foriem (zvyšovanie bezpečnosti pri odstraňovaní súčiastok vytvorených vstrieknutím do formy, ako aj ochrana proti oteru pri vysoko namáhaných častiach formovacích nástrojov);

Medicína: Medicínske a biologické aplikácie (protézy z materiálov s pôvodne nedostatočnou oteruvzdornosťou); Stenty“ (endoluminálne cievkové protézy), nanopórové stenty pre dodatočne ovládané dávkovania liekov, biokompatibilné a krvo-kompatibilné materiály, atď., pre modernú medicínu;

Strojárstvo: Povrchové nitridovanie nehrdzavejúcich ocelí pomocou iónovej implantácie za účelom vylepšenia ich oteruvzdornosti pri udržaní vysokej koróznej odolnosti; Ochrana proti vysoko teplotnej oxidácii (zliatiny TiAl, turbínové konštrukcie);

Elektronika: Iónová implantácia povrchov polymérov pre vylepšovanie niektorých vlastností povrchu, ako elektrickej vodivosti, biokompatibility, atď.

Iné: Ďalšie možnosti iónovej implantácie v priemysle v oblastiach iných než mikroelektronika, ako napríklad presná mechanika, špeciálne konštrukčné časti drahých hodiniek;

Oblasti aplikácie výskumu plazmových technológií

Automobilový priemysel: Tribologické povlaky pre motory áut a povrchové úpravy komponentov pre vyššiu účinnosť a nižšiu environmentálnu záťaž.

Elektronika: Priehľadné vodivé vrstvy s vylepšenými optickými a elektrickými vlastnosťami.

Strojárenský a letecký priemysel: Povrchy s vyššou odolnosťou voči opotrebeniu a tepelnou stabilitou.

Biomedicína: Implantáty s vyššou mierou biokompatobility

 Oblasti základného výskumu oddelenia plazmových technológií

  • Diagnostika plazmy
  • Charakteristika optických a elektrických vlastností
  • Meranie parametrov plazmy: napr. elektrónová, iónová hustota a iné.
  • Štúdium pohybu elektrónov a iónov v plazme
  • Optická emisná spektroskopia iónov
  • Oddelenie chémie a fyziky: Výskum oddelenia fyziky a chémie je zameraný na oblasti: vývoja a aplikácie tzv. "couplet cluster" metódy,  výpočtov vlastností kovových klastrov "ab initio", presných výpočtov molekulárnych NMR vlastností vrátane relativistických a solvatačných efektov, výpočetov hyperplôch potenciálnej energie pre teoretickú infračervenú spektroskopiu, výpočtov atmosferickej chémia, modelovania materiálových rozhraní a ich vplyv na termodynamické vlastnosti nano-vrstiev, rýchlych stochastických variácií jasnosti "červený šum" akréčnych procesov v dvojhviezdach a aktívnych galaktických jadrách, Monte carlo simulácie červeného šumu a analýza družicových dát misií Kepler a XMM-Newton.V rámci aplikovaného výskumu pre priemysel boli doteraz v rámci oddelenia riešené problémy v oblasti vývoja softvéru pre modelovanie magnetických polí v okolí cievok v elektromagnetických relé (Hengstler/ Danaher) a v oblasti dizajnovania a optmalizácie vysokovýkonných ultrazvukových vysielačov ( Kraintek).
    Oddelenie využíva výpočtové zdroje HPC klastra Slovenskej technickej Univerzity a Slovenskej akadémie vied.Oddelenie spolupracuje s viacerými Univerzitami a výskumnými centrami vo sevete ako napr.: Oddelenie astronómie Kyótskej univerzity, Japonsko; Ústav organickej chémie, Poľská akadémia vied; EMPA, Švajčiarske federálne laboratóriá pre materiálový výskum a technológie, Dubendorf, Švajčiarsko; ESAC, Európska vesmírna agentúra (ESA), Madrid, Španielsko; Cadarache, Saint-Paul-lez-Durance, Francúzsko; GSMA, Reimská Univerzita Champagne-Ardenne, Reims, Francúzsko.

Oblasti výskumu oddelenia fyziky a chémie

  • Vývoj a aplikácie metód spriahnutých klastrov
  • Ab initio výpočty vlastnosti kovových klastrov
  • Presné výpočty NMR vlastnosti molekúl
  • Výpočet hyperplôch potenciálnej energie pre teoretickú infračervenú spektroskopiu, výpočtová atmosférická chémia
  • Ab initio modelovanie rozhraní povrchov materiálov a vplyv na termodynamické vlastnosti nanovrstiev
  • Rýchle stochastické variácie jasnosti (červený šum) akrečných procesov v interagujúcich dvojhviezdách a aktívnych galaktických jadrách
  • Monte Carlo simulácie červeného šumu a analýzy družicových dát z misií Kepler a XMM-Newton
  • Oddelenie automatizácie, informatiky a aplikovanej matematiky- V oblasti priemyselnej automatizácie, zberu a spracovania údajov, elektroniky a mikroelektroniky poskytuje oddelenie podporu ostatným zložkám ústavu i fakulty. Vybavenie centra umožňuje okrem iného vykonávať testy s využitím analógovo-digitálneho simulátora pripojiteľného na reálne zariadenia, priemyselného kamerového systému a ďalších technológií.
  • Oblasti základného a aplikovaného výskumu:
  • Automatizácia a inžinierstvo riadenia v priemysle
  • Umelá inteligencia, strojové učenie, interakcia človek - robot, robotika
  • Modelovanie, simulácia a optimalizácia výrobných procesov a systémov
  • Big data a získavanie znalostí z výrobných databáz v hierarchickom riadení procesov
  • Matematické modely a reprezentácie (systémy s rýchlou spätnou väzbou)
  • Počítačové videnie a spracovanie obrazu
  • Vývoj softvéru (GIS , telemetrické systémy, Distribuované riadiace systémy)

Oblasti aplikácie výskumu oddelenia automatizácie, informatiky a aplikovanej matematiky

  • Priemysel: Simulačne štúdie materiálového toku, výrobných procesov a logistiky, analýza súčasného a plánovaného stavu, podpora pre rozmiestňovanie pracovísk a vytváranie výrobnej dispozície, návrh nového layoutu
  • Automatizácia: Inteligentné robotické systémy, počítačové videnie, strojové učenie, spracovanie obrazu v rôznych oblastiach výskumu. Návrh a analýza algoritmov z oblasti umelej inteligenciie - hlboké neurónové siete.