A VILÁGÍTÓ MOLEKULÁK VILÁGA Témavezetők: Demeter Attila, Béres Marianna MTA Természettudományi Kutatóközpont Anyag- és Környezetkémiai Intézet A Nap fényt és hőt bocsát ki úgynevezett elektromágneses sugárzás formájában. Ugyanakkor mesterséges fényforrások jelenléte is hozzátartozik mindennapjainkhoz. Ezen fotonok energiáját molekulák vizsgálatára, és kémiai reakciók indukálására is használhatjuk. Amikor a molekula elnyel egy fotont, akkor nagyon megnő az energiája, és ez a plusz energia segítheti kötések felhasadását, illetve új kötések létrejöttét. A legrégebben vizsgált fotoindukált folyamatok közé tartoznak a fénnyel gerjesztett benzofenon reakciói: e folyamatokban gyakran μs illetve ms élettartamú gyökök és gyökionok keletkeznek, ezek további reakciói eredményezik a nemegyszer meglepő kémiai termékeket. A vizsgálatokhoz olyan lámpát kell használnunk, amelynek a fényét elnyeli a molekula. A gerjesztett benzofenon az elnyelt fény egy töredékét, némileg hosszabb hullámhosszakon ugyan, de ki is bocsájtja (foszforeszkál), ami lehetőséget biztosít arra, hogy időben követni tudjuk a reagáló részecske koncentrációját. Ha lézerrel gerjesztjük a ketont, a reaktív részecske pillanatszerűen keletkezik, és fénykibocsátása segítségével követhetjük az eltűnését. A keletkező rövid élettartamú részecskék időfüggő fényelnyelése alapján a kutatótábor hetében arra keressük a választ, hogy milyen részecskék keletkeznek, illetve azok hogyan, és milyen sebességgel reagálnak tovább.
A benzofenon atomjai és kémiai kötései
BIOKARBONSAVAK ÁTALAKÍTÁSA HASZNOS VEGYI ANYAGOKKÁ Témavezetők: Harnos Szabolcs és Novodárszki Gyula MTA Természettudományi Kutatóközpont Anyag- és Környezetkémiai Intézet A fosszilis energiaforrások (kőszén, kőolaj, földgáz) használatából eredő számos közvetett vagy közvetlen környezetkárosító hatás (savas esők, üvegházhatás, fotokémiai szmog, stb.) miatt egyre több kutatás célja az alkalmas megújuló szénforrások megtalálása, valamint azokból az ipar számára hasznos nyersanyagok előállítása. Az egyik nagy mennyiségben rendelkezésünkre álló megújuló szénforrás a biomassza (a másik a szén-dioxid). A természet közel 170 milliárd tonna biomasszát termel évente, aminek hozzávetőlegesen 65–75%-a poliszacharid (pl. cellulóz, hemicellulóz, kitin). Jelenleg mindössze a biomassza 3–4%-át hasznosítjuk. Ésszerű, hogy a biomassza táplálékként nem használható részének, a lignocellulóznak az átalakítását kell előtérbe helyezni. Termikus, kémiai vagy biológiai lebontással több vegyület viszonylag nagy hozammal állítható elő. Ezek az un. platform vegyületek. Fontosak a különböző karbonsavak (ecetsav illetve a levulinsav). Ecetsavból hidrogénezéssel, aldehidek, alkoholok, éterek vagy észterek állíthatók elő. Kiemelkedő fontossággal
bír
az
alkohol,
amely
nemcsak
vegyipari
nyersanyagként,
hanem
bioüzemanyagként is hasznosítható. A levulinsav hidrogénes redukálásával gammavalerolakton (GVL) képződik. A GVL előfordul gyümölcsökben, adalékként alkalmazzák az élelmiszeriparban, illetve továbbalakítható szerves vegyületeken keresztül üzemanyaggá, oldószerekké, vegyszerekké. A kiindulási reaktánsnál lényegesen nagyobb kalorikus értékű termékek, mint például az etanol, a GVL vagy a 2-metiltetrahidrofurán (2-MTHF) felhasználható benzinadalékként. A levulinsav továbbalakítható 5-aminolevulinsavvá amely nem mérgező, és biodegradálódó gyomírtószerként alkalmazható. A munka célja, hogy ecetsav és levulinsav modellreaktáns katalitikus hidrogénezésével olyan hasznos termékeket állítsunk elő, mint az etanol vagy a GVL. Olyan diákok jelentkezését várjuk, akik érdeklődnek a környezetvédelem és a katalízis iránt. A tábor alatt megismerkedhetnek különféle katalizátorokkal, azok fizikai-kémiai jellemzési módszereivel (pl. röntgen diffrakció, nitrogén adszorpció, transzmissziós elektronmikroszkóp, stb.).
BIOORTOGONALIZÁLT FLUORESZCENS JELZŐVEGYÜLETEK SZINTÉZISE Témavezetők: Herner András és Cserép Gergely MTA Természettudományi Kutatóközpont Szerves Kémiai Intézet Az élő szervezetekben lejátszódó folyamatok megértésében fontos szerepet játszik, hogy a biomolekulák képalkotó technikákkal is tanulmányozhatók. Az érzékeny és viszonylag olcsó detektálás miatt a képalkotó módszerek előszeretettel alkalmaznak fluoreszcens jelzővegyületeket, mind in vivo, mind in vitro kísérletekben. Ezek a technikák lehetővé teszik a sejten belüli folyamatok tér- és időbeli követését. A fluoreszcencia jelensége azon alapszik, hogy egyes szerves vegyületek magasabb energiájú (gerjesztett) állapotba kerülnek, ha nagy energiájú fénnyel sugározzák be őket. A gerjesztés során szerzett többletenergiát később úgy adják le, hogy közben fényt sugároznak ki (fotont emittálnak). A fluoreszcens jelzővegyületeket kétféleképpen vihetjük be a vizsgált rendszerbe: i) szintetikus szubsztrátok szintézis közbeni vagy „poszt-szintetikus” jelölésével, illetve ii) a vizsgált természetes vegyületek in situ jelölésével. Az utóbbi technika elengedhetetlen feltétele a jelzővegyületek ún. bioortogonális reakcióval történő bevitele. A bioortogonális reaktáns-párra igaz, hogy azok szervezetidegenek, a vizsgált rendszerrel szemben inertek, egymással viszont szelektív, nagy hatékonysággal lejátszódó reakcióban vesznek részt, melynek során stabil kovalens kötést alakítanak ki egymással. Ilyen bioortogonális reakció például az alkinok (–C≡C–) és azidok (–N3) közti cikloaddíció, gyűrűt alkotó egyesülés. Az egy hetes kutatási téma célja olyan fluoreszcens vegyületek előállítása, melyek bioortogonális kapcsolásra alkalmas funkciós csoportot (ciklooktint) tartalmaznak. A munka során a hallgatók betekintést nyerhetnek egy szerves kémiai -preparatív- laboratórium mindennapjaiba, illetve elsajátíthatnak néhány egyszerűbb szintetikus, kromatográfiás és analitikai módszert is. Helyszín: „Lendület” Kémiai Biológia Kutatócsoport (MTA-TTK, SzKI)
EGY ÚJ SZERVES MOLEKULA ELŐÁLLÍTÁSA ÉS JELLEMZÉSE Témavezetők: Kovács Péter, Stirling András MTA Természettudományi Kutatóközpont Szerves Kémiai Intézet A Heterociklusos Kémiai Laboratóriumban több évtizede foglalkozunk olyan heterociklusos vegyületek előállításával, amik várhatóan jótékony hatással bírnak az emberi szervezetre, és így gyógyszerként felhasználhatók. A kutatótábor alatt bepillantást engedünk egy ilyen vegyület előállításába. A keletkező vegyület szerkezetét igazolnunk is kell, amit különböző modern analitikai módszerekkel végzünk (NMR, IR, MS). A szintetikus út vegyületeit számítógépes modellezés segítségével is megvizsgáljuk és így is értelmezzük reaktivitásukat. A táborba olyan érdeklődőket várunk, akiket érdekel a laboratóriumban végzendő kísérleti munka, szeretnek különböző vegyszerekkel dolgozni. Az előállított vegyületet a reakció elegyből izoláljuk, azaz elkülönítjük a keletkezett melléktermékektől. A tisztításhoz kromatográfiás tisztítási módszereket (vékonyréteg kromatográfia, oszlop kromatográfia) használunk. A molekulamodellezéshez korszerű kvantumkémiai programcsomaggal végzünk gyors számításokat, amelyek eredményeit szabad elérésű molekulamodellező programokkal jelenítjük meg. Lehetőséget biztosítunk különböző spektroszkópiai mérések megismerésére és végrehajtására, amikkel a keletkező vegyület szerkezetét bizonyítani tudjuk.
FÉNY A LOMBIKBAN?!-KEMILUMINESZCENS ANYAGOK ELŐÁLLÍTÁSA ÉS VIZSGÁLATA Témavezetők: Fegyverneki Dániel, Siegl Zoltán MTA Természettudományi Kutatóközpont Szerves Kémiai Intézet Egy átlagember egy kémikust általában a következőképpen képzel el: valaki fehér köpenyben lombikok tartalmát öntögeti össze, miközben füst, szikrák és mindenféle fényjelenség keletkezik. A kevésbé misztikus valóságban azonban a vegyészek szívesen nélkülözik a füst és a lángnyelvek megjelenését, mert ritkán jelentenek jót. Ezek alól természetesen kivételt képeznek azon esetek, amikor mindezt ellenőrzött körülmények között tudjuk megvalósítani, és még hasznunkra is válnak. Ezen területek közé tartozik a kemilumineszcencia és annak alkalmazásai. Kemilumineszcencián olyan fényjelenséget értünk, amely során egy kémiai reakcióban gerjesztett állapotba került molekula fény kisugárzásával kerül vissza alapállapotba. Ezt a jelenséget nagyon ritkán és csak alacsony intenzitással észlelhetjük. Ennek oka, hogy a keletkező fény energiatartalma nagyon magas, magasabb, mint egy kémiai reakcióhoz általában szükséges energia, ezért a molekulák általában továbbalakulnak, mintsem fényt bocsátanának ki. Emiatt e jelenség vizsgálata is csak viszonylag későn kezdődött, az 1870-es években, és az 1900-as évek derekán teljesedett ki. Mára a biológiai-biokémiai laboratóriumok egyik legérzékenyebb vizsgálatává vált, melyet jól ismerhetünk a manapság oly elterjedt és népszerű helyszínelős televíziós sorozatok vérvizsgálataiból.
A kutatótábor hete alatt szeretnénk a diákokat bevezetni egy szerves kémiai labor életébe néhány egyszerű kísérlet segítségével, amelyek során kemilumineszcenciát mutató vegyületeket fognak előállítani, majd fényjelenséggel járó reakcióban kipróbálni különféle reakciópartnerek segítségével, valamint különböző adalékanyagok hatását vizsgálni a fény színére, intenzitására, időtartamára, hogy ezzel egy kis fényt hozzanak a hétköznapjainkba.
FESZÜLTSÉG NÉLKÜL MINDENNAP - AVAGY A MAGNÉZIUM SZEREPE IDEGSEJTJEINK MŰKÖDÉSÉBEN Témavezetők: Kékesi Orsolya és Pál Ildikó MTA Természettudományi Kutatóközpont Kognitív Idegtudományi és Pszichológiai Intézet Manapság a kereskedelmi csatornák adásaiban szereplő reklámok egyre többször hívják fel figyelmünket arra, hogy milyen fontos a napi rendszeres magnézium bevitel. A gyógyszergyárak azt ígérik, hogy a termékük szedésével elkerülhető az idegi kimerültség és a feszültség. A 12-es atomszámú alkáliföldfém valóban az egyik legfontosabb nyomelem az emberi szervezetben. Minden egyes emberben 23-25 gramm magnézium van, aminek 60% a csontokban, 39 %-a a sejteken belül, főleg az izmokban található, illetve 1 % a szabad magnézium a szervezetünkben. A magnézium több mint 300 enzim működéséhez nélkülözhetetlen, különösen a szervezet energiaháztartásának fenntartásában részt vevő, illetve a DNS-t és RNS-t szintetizáló enzimek működésében fontos. A magnézium hiánya az izmok és szívműködés káros befolyásolásán kívül jelentős hatással van a közérzetünkre, hangulatunkra, sőt akár depressziót vagy migrént is előidézhet. Azok a diákok, akik hozzánk csatlakoznak, bekapcsolódhatnak egy olyan kutatásba, amelyben azt vizsgáljuk, hogy milyen hatással van a magnézium hiánya az idegsejtek aktivitására. A kísérleteket patkány agyszeleteken végezzük, amiken elektrofiziógiai méréssel a szövet egy pontján mérjük, hogyan reagálnak az idegsejtek a feszültséggel való ingerlésre normál és magnéziumhiányos közegben, illetve ezzel párhuzamosan képalkotással, feszültségfüggő festék alkalmazásával azt is megvizsgáljuk, hogy milyen hatással van a magnézium hiánya az agyszelet különböző részein. Emellett azt is demonstráljuk, hogy a magnézium hiánya a szövetben az epilepsziás rohamokra emlékeztető aktivitási mintázatot is generálhat.
A képen a nyilak mutatják az idegi aktivitás terjedésének irányát az agyszövetben. A fehér vonalak az idegsejtek sejttesteinek helyét jelölik.
FOTOKATALÍZIS Témavezetők: Tálas Emília, Vass Ádám, Szíjjártó Gábor MTA Természettudományi Kutatóközpont Anyag- és Környezetkémiai Intézet
Nagy kihívás, hogy a nap elektromágneses sugárzásában rejlő energiát közvetlenül hasznosítsuk. A fotokatalízis egy fény által kiváltott kémiai folyamat, mely során a fény gerjeszti a katalizátort, ami azután redoxireakciókat indít el. Célunk olyan, a látható fény tartományában működő fotokatalizátorok előállítása, amelyek a metanol fotokatalitikus reformálásával az alábbi egyenlet szerint hidrogént fejlesztenek:
A hidrogén megfelelő energiatároló és hordozó, tüzelőanyag-cellákban nagy hatásfokkal alakítható át elektromos energiává. Ha a metanolt biomasszából állítjuk elő, a széndioxid kibocsátás sem nő, mivel a reakcióban annyi CO2 keletkezik, amennyi a biomassza anyagok létrejöttekor felhasználásra került. A kutatótáborban a diákok megismerhetik a fotokatalitikus rendszer működését, valamint a TiO2 és GaN-ZnO alapú fotokatalizátorok előállítását és jellemzését. A munka során gázkromatográfiásan mérhetik a hidrogénfejlődést, amiből a katalitikus aktivitásra vonhatók le következtetések.
HOGYAN ÉPÜL FEL A SEJTMEMBRÁN? EGYSZERŰ MODELLEK ELŐÁLLÍTÁSA ÉS VIZSGÁLATA Témavezetők: Mihály Judith, Keszthelyi Tamás MTA Természettudományi Kutatóközpont Anyag- és Környezetkémiai Intézet Az élő sejtek citoplazmáját sejtmembrán veszi körül, egy olyan szelektíven áteresztő határoló réteg, mely fizikailag elválasztja a sejten belüli alkotókat a sejten kívüli környezettől, azonban lehetővé teszi a környezettel való anyag- és információcserét. A sejtmembrán felépítésének és működésének minél pontosabb megértése elengedhetetlen ahhoz, hogy a sejtben zajló folyamatokat ellenőrizni, és szükség esetén célirányosan befolyásolni tudjuk, vagyis, hogy pontos diagnosztikai, és mellékhatásoktól mentes, minimális hatóanyagot igénylő terápiás eljárások legyenek kidolgozhatók. A sejtmembrán alapját az elsősorban foszfolipidekből álló kettősréteg alkotja, és ehhez kapcsolódnak a membrán funkcionális egységei: a fehérjék és szénhidrátok. Kutatásaink során a sejtmembránok egyszerű modelljeként szolgáló, különböző összetételű foszfolipid szerveződések alapkutatás szintű vizsgálatával foglalkozunk. Vizes oldatban a foszfolipidek spontán önszerveződéssel háromdimenziós képződményeket - micellákat és vezikulákat alkotnak, míg a víz/levegő határfelületen kétdimenziós szerveződések - monorétegek alakulnak ki. A víz/levegő határfelületről a monoréteg átvihető szilárd hordozóra, amelyen egy újabb monoréteg felvitelével kettősréteg alakítható ki. Az itt említett természetes és mesterséges két- és háromdimenziós lipid szerveződések modellül szolgálnak a sejtmembrán működésének megértéséhez, valamint liposzómás gyógyszerhordozók és bioszenzorok tervezéséhez. A kutatótábori munka keretében az érdeklődő diákok lipid monorétegeket és kettősrétegeket fognak készíteni. A lipid szerveződések szerkezetét és kölcsönhatásait műszeres eljárásokkal fogják vizsgálni. Ezt a témát, melynek során egy biológiai eredetű és elsősorban biokémiai jellegű problémát modern fizikai-kémiai módszerekkel tanulmányozunk, széles érdeklődési körrel rendelkező diákok számára ajánljuk. A témán előreláthatólag két diák fog dolgozni, érdeklődés szerint akár eltérő mélységben vizsgálva a probléma biokémiai illetve műszeres, fizikai oldalát.
KEMÉNYÍTŐ ALAPÚ POLIMEREK TULAJDONSÁGAINAK TANULMÁNYOZÁSA Témavezetők: Bódiné Fekete Erika, Bere József MTA Természettudományi Kutatóközpont Anyag - és Környezetkémiai Intézet A
keményítő
nagy
mennyiségben
megtalálható
a
természetben,
mint
megújuló
nyersanyagforrás (búza, kukorica, burgonya), így kézenfekvő műanyag alapanyagként történő felhasználása.
Merev
szerkezete
miatt
azonban
csak
úgynevezett
lágyító
szerek
felhasználásával dolgozható fel. Az így kapott anyagot termoplasztikus keményítőnek (TPS) nevezzük. A TPS fóliák csomagolóipari felhasználhatóságának javítása (gázzáró képesség, mechanikai tulajdonságok javítása és a vízérzékenység csökkentése) érdekében intenzív kutatások folynak. A mai trendeknek megfelelően fontos a biológiai lebonthatóság, így a TPS filmek tulajdonságait egyéb természetes anyagokkal, pl. alga kivonatokkal (agar-agar, nátrium-alginát) próbáljuk meg javítani. A tábor során a résztvevők megismerkedhetnek a keményítő alapú polimer filmek laboratóriumi előállításával, illetve a kész termékek tulajdonságainak (mechanika tulajdonság nedvességmegkötés, átlátszóság) vizsgálatával. Olyan diákok jelentkezését várjuk, akik érdeklődnek a laboratóriumi munka (kimérés, bemérés, pipettázás, kevertetés) és az ettől merőben eltérő műszeres vizsgálatok iránt is.
LIPOSZÓMÁS GYÓGYSZERHORDOZÓ RENDSZEREK Témavezetők: Nagyné Naszályi Lívia, Szigyártó Imola Csilla MTA Természettudományi Kutatóközpont Anyag- és Környezetkémiai Intézet Az utóbbi évtizedekben az új hatóanyagok felfedezése mellett fontos szerepet kap a korábbról már ismert hatóanyagok újraformulálása, melynek célja a hatékonyabb gyógyszer-bejuttatás kevesebb mellékhatással. A nanohordozóba zárt hatóanyag a célszövethez érkezésig nem érintkezik a szervezettel, így a bomlékony molekulák megóvhatók, valamint a toxikus molekulák nem
károsítják az
egészséges
szöveteket.
Célzott
hatóanyag-bejuttatás
alkalmazásával kisebb mennyiség is elegendő a hatóanyagból, mivel jobban hasznosul. Ez a szervezet terhelését csökkenti, így csökkennek a mellékhatások is. A liposzómák, mint nanohordozók egyszerűen előállíthatók a sejtfalat is alkotó lipidekből (pl. 1,2-dipalmitoil-snglicero-3-foszfatidil-kolin, DPPC) kihasználva önrendeződő tulajdonságukat. Liposzómás rákellenes készítményt már sikerrel alkalmaznak daganatellenes terápiában. Kutatómunkánk során azt vizsgáljuk meg a diákokkal közösen, hogy a rákmegelőző és gyógyító hatással rendelkező flavonoidok, amelyek igen bomlékonyak, stabilizálhatók-e liposzómába csomagolva. Flavonoidokat csomagolunk be DPPC alapú liposzómákba. Vizsgáljuk a növényi anyag hatását a liposzómák szerkezetére differenciális pásztázó kalorimetriával (μDSC), Fouriertranszformációs infravörös spektroszkópiával (FTIR), kisszögű röntgenszórással (SAXS), valamint fagyasztvatöréses transzmissziós elektronmikroszkópiával (FF-TEM). Ez utóbbi egy különleges képalkotó technika lágy anyagokra kifejlesztve. A növényi hatóanyagok bezárását, stabilitásuk megőrzését és kioldódásukat ultraibolya-látható spektroszkópiával fogjuk vizsgálni. Azon diákok jelentkezését várjuk, akik szívesen fejlesztik kézügyességüket (analitikai mérlegen való bemérés, automata pipetta használat, mintabetöltés kapillárisba stb.), de fogékonyak a mérőműszerek működésének megismerésére is, hiszen nagyműszerek használatába is betekinthetnek.
NANOTECHNOLÓGIA – KÉRDEZZ! FELELEK Témavezetők: Paszternák András, Pávai Mária MTA Természettudományi Kutatóközpont Anyag- és Környezetkémiai Intézet
„Hazatérve édesanyám sosem azt kérdezte tőlem, mi volt az iskolában. Hanem azt: Mit kérdeztél ma, fiam?” S. Peres Napjainkban egyre gyakrabban hallunk a nanotechnológia felhasználásával kifejlesztett anyagokról, módszerekről és az ezek segítségével létrehozott termékekről. Az általunk vezetett téma célja, hogy a résztvevő középiskolások átfogó képet kapjanak a „nanokorszak” kialakulásáról és vívmányairól. Kérdéseket teszünk fel, amelyekre közösen keressük a választ: Mivel foglalkozik a nanotechnológia? Bevezetőként áttekintjük a nanotechnológia történetét, fő kutatási területeit és a rendelkezésre álló eszköztárát. A kutatókat napjainkban leginkább foglalkoztató témákra fokuszálunk. Hogyan készítünk nanobevonatokat? A „kíváncsi kémikusok” a témavezetők irányításával önállóan hoznak létre nanométer vastagságú rétegeket, mintázatokat. „Láthatjuk” a nanométert? A kialakított rétegek kémiai és fizikai tulajdonságait a diákok különböző vizsgálati módszerekkel jellemzik. Az atomi erőmikroszkóp (AFM) segítségével „láthatóvá teszik” a nanorétegeket, megtanulják a képfeldolgozás és értékelés alaplépéseit. Miként lesz a mérési adatból eredmény? A hét során összegyűjtött adatokat közösen gyúrjuk tudományos eredménnyé, rávilágítunk közérthető bemutatásuk módszereire. Hogyan kommunikálnak egymással a XXI. század nanokutatói? Míg lejátszódnak a kémiai reakciók, megnézzünk, hogyan tartják a kapcsolatot a különböző országokban, kontinenseken kutató nanoszakemberek a virtuális tudományos közösségi hálózatok segítségével.
ÓRIÁSMOLEKULÁK – A SZÉLESKÖRŰ LEHETŐSÉGEK VILÁGA Témavezetők: Osváth Zsófia, Szabó Ákos MTA Természettudományi Kutatóközpont Anyag- és Környezetkémiai Intézet
A polimerek olyan óriásmolekulák, amelyeket kis szerves molekulák összekapcsolódásával állíthatunk elő. Ezek az anyagok az élet szinte minden területén jelen vannak, köszönhetően annak, hogy tulajdonságaik széles határok között változtathatók. A polimerek előállítása ugyanis extra lehetőségeket ad a vegyészek kezébe, mivel a kémiai minőség mellett változtathatjuk többek között a molekulatömeget vagy a láncok szerkezetét is. A tábor során a résztvevők belekóstolhatnak a kémia ezen erőteljesen fejlődő, sokoldalú területébe, és kipróbálhatják annak a széles eszköztárnak elemeit, amely lehetővé teszi a jövő anyagainak megalkotását. Elsősorban laboratóriumi munka iránt érdeklődő diákokat várunk.
RÉTEGSZILIKÁT POLIMER NANOKOMPOZITOK ELŐÁLLÍTÁSA ÉS JELLEMZÉSE Témavezetők: Hegyesi Nóra, Renner Károly MTA Természettudományi Kutatóközpont Anyag- és Környezetkémiai Intézet Mindennapi tevékenységeink során lépten-nyomon találkozunk műanyagokkal. A műanyagok legfontosabb alkotóelemei a polimerek, de majdnem minden esetben tartalmaznak valamilyen egyéb, tulajdonságot javító, valamint a felhasználási célnak megfelelő módosító töltőanyagot (pl.: CaCO3-ot a merevség növelésére) is. Az így kapott anyagokat nevezzük kompozitoknak. Ha a töltőanyag legalább egyik dimenziója nanométeres mérettartományba esik, nanokompozitokról beszélünk. A kutatók által igen széles körben vizsgált anyagok a rétegszilikát nanokompozitok, melyeknél a töltőanyagnak csak az egyik dimenziója esik nanométeres nagyságrendbe, a többi mérete ennél sokkal nagyobb. Ennek az ún. nagy alaki tényezőjüknek köszönhetően várhatóan javítják a műanyagok ütésállóságát. A kutatás során egy szintetikus rétegszilikáttal, a laponite-tal dolgozunk. Célunk annak vizsgálata, hogy a laponite hogyan befolyásolja a műanyag ütésállóságát. A kutatótáborban a résztvevők módosítják a laponite felületét a rajta található Na+ ionok szerves ammónium ionokra történő lecserélésével azért, hogy csökkentsék a rétegszilikát felületi feszültségét. A felületkezelt rétegszilikátból ezt követően poli(metil-metakrilát) (plexi) kompozitokat állítanak elő, így megismerkedve a műanyagok feldolgozása során alkalmazott technológiákkal. Végül különböző szabványok szerint vizsgálják az előállított műanyag mechanikai tulajdonságait. A téma a műanyagok, illetve az anyagtudomány iránt érdeklődő fiataloknak felel meg.
