Výroční zpráva vysokoškolského ústavu Nové technologie – výzkumné centrum Západočeské univerzity v Plzni za rok 2014
Zpracovalo vedení NTC 2. února 2015
Obsah Obsah .................................................................................................................................................2 1. Úvodní slovo ředitele ......................................................................................................................3 2. NTC v roce 2014 ..............................................................................................................................4 3. Výzkum a vývoj ...............................................................................................................................6 4. Z odborů a oddělení ........................................................................................................................9 5. Další aktivity.................................................................................................................................. 16 6. Hospodaření ................................................................................................................................. 17 7. Závěr............................................................................................................................................. 18 Kontaktní údaje ................................................................................................................................ 18
2
1. Úvodní slovo ředitele Výzkumné centrum Nové technologie (dále NTC) má již od svého vzniku v roce 2000 v úmyslu věnovat se velmi kvalitnímu uživatelsky orientovanému a aplikovanému výzkumu se silným akcentem na intenzivní spolupráci s průmyslem. I v roce 2014 jsme významně naplňovali tento základní záměr. Málokteré pracoviště na univerzitě se může pochlubit takovou dlouholetou a stabilní spoluprací s řadou průmyslových podniků. NTC si stále drží prvenství v objemu realizovaného smluvního výzkumu na Západočeské univerzitě v Plzni. V roce 2014 jsme se však výrazně posunuli i v jiných oblastech, které jsou důležité i z hlediska stabilního financování a dlouhodobého rozvoje. Výrazně jsme pokročili v internacionalizaci našeho pracoviště, působí zde kvalitní zahraniční pracovníci i doktorandi. To se výrazně promítlo i do zvýšení počtu kvalitních impaktovaných publikací a napojení na mezinárodní projekty (např. participace v projektu COST). Současně jsme se velmi intenzivně začali věnovat i transferu technologií, což nám otevřelo nové obzory, ale přineslo i zcela nové nároky na fungování našeho výzkumného centra. V roce 2014 se podařilo rozběhnout vývojovou laboratoř ve Velenické ulici zaměřenou na komercializaci v oblasti průtočných baterií. Za velký úspěch roku považuji zdárné – a zdá se, i bezproblémové – ukončení realizační fáze projektu (centra) CENTEM a získání projektu NPU1 na podporu jeho udržitelnosti. Za to je zapotřebí poděkovat především jeho řediteli, dr. Petru Martincovi, ale i celému realizačnímu týmu. Myslím, že je zapotřebí ocenit i práci administrativy a podpůrných složek. Bez nich bychom nemohli naše velké plány realizovat. Myslím, že i rok 2014 prokázal, že máme dobrou strategii, že ji dokážeme naplňovat a jít soustavně za našimi cíli.
Miroslav Holeček, ředitel NTC
3
2. NTC v roce 2014 V roce 2014 rozvíjelo NTC svoje aktivity v souladu s Dlouhodobým záměrem na období 2011 – 2015 a jeho aktualizací na rok 2014. Klíčovou aktivitou roku 2014 bylo úspěšné ukončení realizační fáze infrastrukturálního projektu CENTEM (Centrum nových technologií a materiálů) financovaného z OP VaVpI (Operační program Výzkum a vývoj pro inovace). Mimo CENTEM však řešilo NTC i řadu dalších projektů od tuzemských poskytovatelů, jako jsou například Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy (MŠMT), Ministerstvo průmyslu a obchodu (MPO), Grantová agentura České republiky (GAČR) a Technologická agentura České republiky (TAČR). Bylo zahájeno řešení prestižního projektu financovaného z Norských fondů. V rámci tohoto výzkumu bylo kromě plánovaných aplikovaných výsledků úspěšně transferovaných průmyslovým partnerům dosaženo i mnoha kvalitních publikačních výstupů důležitých pro hodnocení NTC z hlediska excelence výzkumu. Kromě dotačních projektů je nedílnou součástí NTC i silná a dlouhodobě budovaná vazba na průmyslové partnery za účelem spolupráce v oblasti smluvního problémově orientovaného výzkumu. NTC podpořilo rozvoj nového tématu v oblasti výzkumu elektronové struktury a optických a mechanických vlastností nových materiálů. Jedná se o základní výzkum s vysokým publikačním potenciálem, na kterém se podílí dva významní odborníci ze zahraničí a tři zahraniční studenti. NTC nyní sídlí ve čtyřech budovách v areálu Vědecko-technického parku (VTP), obývá polovinu přízemí budovy Fakulty pedagogické ZČU ve Veleslavínově ulici a využívá poloprovozní prostory ve Velenické ulici v Plzni. Celková plocha užívaná NTC tak činí 2 302,14 m2 v prostorách ZČU a VTP a externě si najímá 263,52 m2 ve Velenické ulici v Plzni. NTC disponuje moderním přístrojovým vybavením v hodnotě 377 mil. Kč. Personální obsazení NTC zůstává obdobné jako v roce 2013, počet fyzických zaměstnanců narostl na 131. Personální struktura NTC je uvedena v tabulce níže. Personální kapacity
Osob
FTE
131
94,6
Z toho profesorů
9
4,9
Z toho docentů
11
7,4
Z toho Ph.D.
48
40,5
Z toho Ph.D. studentů
37
23,2
Z toho technických pracovníků
26
18,6
Celkem
4
Organizační struktura NTC vychází z řešení 9 výzkumných témat, z nichž 5 je podpořeno končícím projektem CENTEM a navazujícím projektem NPU1. Jedná se o: Modelování dynamických procesů (MDP) Modelování a měření interakcí v technických systémech (MIS) Modelování a monitorování lidského těla (MLT) Mezioborové aktivity (MOA) Centrum nových technologií a materiálů (CENTEM) s výzkumnými programy: o Morfologie a povrchová textura materiálů (CT1) o Polymerní technologie (CT2) o Laserové technologie a termomechanika (CT3) o Inženýrství speciálních materiálů (CT4) o Materiály a technologie (CT5) Graficky je členění NTC zobrazeno na následujícím obrázku.
Vzhledem k přechodu do fáze udržitelnosti se oddělení CT2 a CT4 s ohledem na sdílení prostor, přístrojů a doplňujících se aktivit sloučí. Toto sloučení je podpořeno i doporučením evaluační zprávy projektu CENTEM. V roce 2014 byl nadále rozvíjen systém řízení zaváděním procesů výkonnostního managementu přispívajícího k plnění cílů a celkové vyšší motivaci zaměstnanců. Jedná se o systém, kdy se na bázi společných schůzek s jednotlivými odděleními stanoví cíle oddělení pro daný rok, ty se pravidelně kontrolují a jejich splnění je finančně odměňováno na konci roku. Ukazuje se, že tento systém skutečně motivuje zaměstnance k produkci kvalitních výstupů. Jako druhý pilíř výkonnostního managementu byl zahájen vlastní motivační systém, 5
kdy byli pilotně v roce 2014 jednotliví zaměstnanci finančně odměňováni za získání projektu nebo zakázky smluvního výzkumu a za vytvoření excelentních výzkumných výsledků. V neposlední řadě se NTC jako každoročně podílelo na vzdělávacích aktivitách formou pořádání pravidelných přednášek a seminářů a na motivaci studentů středních škol prostřednictvím letních brigád v NTC. Účastnilo se Dnů vědy a techniky, prezentovalo se na národních i mezinárodních akcích.
3. Výzkum a vývoj Smluvní výzkum V rámci aktivit souvisejících se spoluprací s komerčními partnery probíhala v roce 2014 výzkumná a servisní činnost pro 44 subjektů. Jednalo se o výzkumné instituce a především o průmyslové podniky. Bylo vyřešeno 73 zakázek smluvního výzkumu a 44 zakázek doplňkové činnosti v celkové hodnotě 13,8 mil. Kč. Klíčovými partnery byly subjekty Doosan Škoda Power s.r.o., ŠKODA AUTO a.s., Howden ČKD Compressors s.r.o., ŠKODA JS a.s., Frentech Aerospace s.r.o., ZVVZ-Enven Engineering, a.s., Sécheron Tchequie, spol. s r.o. aj. Řešení všech výše uvedených zakázek proběhlo v dohodnutých termínech a v souladu s představou zadavatelů. CENTEM Realizační fáze projektu CENTEM programu OP VaVpI, který byl největší aktivitou NTC z výzkumného i finančního hlediska, byla ukončena v souladu s plánem v prosinci 2014. Kromě jednoho software, který není klíčový, byla nakoupena všechna plánována investiční zařízení v celkové hodnotě cca 250 mil Kč. Plánované neinvestiční prostředky byly vyčerpány a efektivně využity k zajištění výzkumných cílů. Všechny milníky a monitorovací indikátory byly splněny a hodnoty většiny z nich byly překročeny. V roce 2014 se významně zvýšil počet výstupů z výzkumné činnosti, které byly publikovány v impaktovaných časopisech. Počet těchto výstupů za rok 2014 překročil hodnotu 120. V průběhu roku 2014 byl rovněž zpracován projekt CENTEM+ do Národního programu udržitelnosti NPU1. Tento pětiletý projekt v soutěži uspěl a jeho každoroční způsobilé náklady jsou 60 mil. Kč, z čehož cca 27 mil. Kč činí dotace. V tomto projektu, který podpoří fázi udržitelnosti projektu CENTEM v období let 2015 – 2019, byly na základě doporučení evaluační komise MŠMT dva výzkumné dílčí projekty CT1 a CT2 sloučeny do jednoho nazvaného „Inženýrství speciálních materiálů“. V rámci realizační fáze projektu CENTEM bylo dokončeno budování laboratoře pro výzkum stacionárního úložiště elektrické energie a sestavení výpočetního clusteru obsahujícího 12 výpočetních uzlů. Projekt nyní přechází do fáze udržitelnosti. Projekty
6
Dotační projekty byly i v roce 2014 jedním z největších zdrojů neinvestičních příjmů NTC. Tyto projekty jsou řešené především v oblasti aplikovaného výzkumu v úzké vazbě na průmyslové podniky, které jsou obvykle hlavními příjemci projektů a NTC v nich působí jako výzkumná instituce ve prospěch těchto průmyslových partnerů. V průběhu roku 2014 bylo ukončeno několik projektů a také bylo řešeno několik projektů pokračujících v dalších letech. V roce 2014 bylo úspěšně ukončeno řešení dvou projektů OP VK (Operační program Vzdělávání pro konkurenceschopnost) od MŠMT, a to v oblasti polymerních membrán a v oblasti mezioborového partnerství pro umělou inteligenci, ve finančním objemu 5,2 mil. Kč. Dále bylo řešeno několik aktivit ve dvou projektech, které jsou součástí programu TAČR Centra kompetence v celkovém finančním objemu 3,1 mil. Kč. V roce 2014 pokračovalo řešení projektu Členství v Radě a Výboru pro vzdělávání FISITA podpořené z programu INGO II od MŠMT ve finančním objemu 0,2 mil. Kč, který zajišťuje zastoupení zaměstnance NTC v Radě a výborech Mezinárodního sdružení automobilových společností. Dále pokračovalo řešení dvou projektů od MPO v celkové výši dotace 4,3 mil. Kč zaměřených na optimalizaci parametrů radiálních kompresorových stupňů v součinnosti s firmou Howden ČKD Compressors s.r.o. a na výzkum tzv. hélického paprsku ve spolupráci s firmou Continental Automotive Czech Republic s.r.o. V roce 2014 začalo NTC řešit několik nových významných projektů. K jednomu stávajícímu projektu financovaného z GAČR, zaměřenému na vývoj nových funkčních nanomateriálů obsahujících tranzitivní kovy, přibyly další dva projekty řešící modifikaci morfologie a povrchové textury materiálů a utváření morfologie nano- a mikro- celulárních polymerních pěn. Celková finanční dotace projektů od poskytovatele GAČR je 2,4 mil. Kč. Další významnou skupinou projektů řešených v NTC jsou projekty z programu ALFA a OMEGA, kde je poskytovatelem TAČR. Od poloviny roku 2014 bylo získáno 5 nových projektů v programu ALFA. Projekty v programu ALFA jsou zaměřeny na podporu aplikovaného výzkumu a experimentálního vývoje ve spolupráci s průmyslem v ČR. Projekty jsou zaměřené na vývoj v oblasti aktivních kapot u automobilů ve spolupráci s Vision Consulting Automotive, s.r.o. a dalšími čtyřmi průmyslovými partnery, vývoj technologie získávání rostlinných olejů s firmou Farmet a.s., vývoj vodivých kompozitních materiálů s TIÚPLAST a.s., výzkum zaměřený na vysoce účinný katalyzátor a proces pro degradaci rezistentních antibiotik ve spolupráci s PRO-AQUA CZ, s.r.o, a na výzkum porézních a makroporézních titanových povrchů ke zlepšení adheze kostní tkáně s firmou MATEX PM, s.r.o. Kromě těchto nových projektů byl řešen dosavadní projekt z programu ALFA zaměřený na ložiskové stavebnicové systémy pro horizontální uložení hřídelů rychloběžných strojů s GTW BEARINGS s.r.o. a jeden projekt z programu OMEGA na využití senzoriky pro zefektivnění péče o stárnoucí a handicapovanou populaci ve spolupráci s Lékařkou fakultou Univerzity Palackého v Olomouci. Od poskytovatele TAČR byly podpořeny projekty v celkovém finančním objemu 2,5 mil. Kč. 7
A konečně byly také zahájeny 2 výzkumné aktivity v OP VaVpI v programu Komercializace výsledků výzkumných organizací a ochrana jejich duševního vlastnictví z oblasti tzv. pre-seed aktivit, v celkové finanční podpoře 1,5 mil. Kč. Na podzim roku 2014 se podařilo uspět v získání mezinárodního projektu. Byl získán projekt financovaný z Česko-norského výzkumného programu, kde míra úspěšnosti získání projektu byla jen 4,9%. V tomto programu bylo přijato jen 19 projektů z celkem 389 přihlášených projektů. Také se podařilo zapojit do programu COST v projektu zaměřeného na Teoretickou spektroskopii nových materiálů založenou na kooperativním využití více programů s důrazem na polovodiče a izolanty. V tomto roce byla mimo jiné zaměřena větší pozornost na podávání projektů v rámci programu H2020, kde byly podány celkem 4 projekty. Dále bylo také podáno několik dalších přihlášek do programu COST, přihláška projektu do programu EUREKA a v neposlední řadě přihláška do mezinárodního grantového projektu pro společný základní výzkum Rakouska a České republiky. Spolupráce v rámci ZČU NTC se v roce 2014 i nadále podílelo na spolupráci s ostatními fakultami ZČU v rámci řešení Studentské grantové soutěže (SGS). V roce 2014 bylo podpořeno celkově 5 projektů v objemu 2,4 mil. Kč, které byly získány z účelové podpory na specifický vysokoškolský výzkum od MŠMT. Na těchto projektech se především podíleli studenti Fakulty strojní (FST), aplikovaných věd (FAV), pedagogické (FPE) a filozofické (FF). V roce 2014 byl získán projekt z programu Vnitřní soutěž na ZČU v Plzni na podporu vlastního akreditovaného Ph.D. oboru v roce 2014 na Fakultě strojní k tvorbě e-learningových pomůcek pro studium vybraných předmětů doktorského (Ph.D.) studia. Finanční objem projektu byl necelých 0,4 mil. Kč. Odborné výsledky I v roce 2014 se NTC podílelo na řešení projektů výzkumu a vývoje (VaV) a současně především na řešení projektů s průmyslovými partnery. Dosažená řešení nejlépe prezentují publikační a aplikované výsledky uváděné v celostátním rejstříku výsledků RIV. Shrnutí dosaženého počtu publikačních a aplikovaných výsledků v roce 2014 je uvedeno v následujících tabulkách. Publikační výsledky Článek v časopise Příspěvek na konferenci Kniha Kapitola v knize Technické zprávy
Počet 122 34 1 1 109
Aplikované výsledky Ověřená technologie Funkční vzorek Autorizovaný software Užitný vzor
8
Počet 5 6 1 1
Níže je uvedeno 10 nejvýznamnějších výsledků NTC: 1. Jourdan, M.; Minár, J.; Braun, J.; Kronenberg, A.; Chadov, S.; Balke, B.; Gloskovskii, A.; Kolbe, M.; Elmers H. J.; Schiinhense, G.; Ebert, H.; Felser, S.; Kffiui, M.: Direct observation of half-metallicity in the Heusler compound Co2MnSi. NATURE COMMUNICATIONS, 2014, roč. 5, květen 2014, s. 1-5. ISSN: 2041-1723. IF=10.742. 2. Agbo, S. N.; Dobrovolskiy, S.; Wegh, G.; van Swaaij, R. A. C. M. M.; Tichelaar, F. D.; Sutta, P.; Zeman, M.: Structural analyses of seeded thin film microcrystalline silicon solar cell. PROGRESS IN PHOTOVOLTAICS: RESEARCH AND APPLICATIONS. č. 22, s. 346-355. ISSN: 1062-7995. IF=9.696. 3. Dudák, M.; Novák, V.; Kočí, P.; Marek, M.; Blanco-García, P.; Jones, G.: Prediction of diffusivity and conversion of n-decane and CO in coated Pt/y-Al203 catalyst depending on porous layer morphology. APPLIED CATALYSIS 8: ENVIRONMENTAL, 2014, roč. 150-151, May, s. 446-458. ISSN: 0926-3373. IF=6.007. 4. Khan, W.; Minár, J.: Theoretical study on optical and thermoelectric properties of the direct band gap a/(3-Ca2CdAs2 pnictide semiconductors. RSC ADVANCES, 2014, roč. 4, č. 87, s. 46791-46799. ISSN: 2046-2069. IF=3.708. 5. Rajendran, S.; Medlín, R.; Bělský, P.; Vavruňková, V.; Očenášek, J.; David, B.; Šutta, P.: Heterogeneous phase formation in diluted magnetic semiconducting Zn1-x-yCoxAly0 (CAZO) nanoparticles. RSC ADVANCES, 2014, roč. 4, č. 45, s. 23405-23411. ISSN: 20462069. IF=3.708. 6. Al-Jaary, A.; Khan, W.: Electronic structure, optical and thermoelectric transport properties of layered polyanionic hydrosulfate LiFeSO40H: Electrode for Li-ion batteries. JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS, 2014, roč. 591, s. 362-369. ISSN: 0925-8388. IF=2.726. 7. Pavelka, M.; Maršík, F.; Klika, V.: Consistent theory of mixtures on different levels of description. INTERNATIONAL JOURNAL OF ENGINEERING SCIENCE, 2014, roč. 78, květen 2014, s. 192-217. ISSN: 0020-7225. IF=2.291. 8. Šesták, J.: Is the original Kissinger equation obsolete today: not obsolete the entire non-isothermal kinetics? JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY, č. 117, s. 3-7. ISSN: 1388-6150. IF=2.206. 9. Houdková, Š.; Smazalová, E.; Vostřák, M.; Schubert, J.: Properties of NiCrBSi coating, as sprayed and remelted by different technologies. SURFACE AND COATINGS TECHNOLOGY., 2014, roč. 253, srpen 2014, s. 14-26. ISSN: 0257-8972. IF=2.199. 10. Voldřich, J.: Brakes, Thermal and Thermoelastic Analysis. In: R. B. Hetnarski (Ed.) ENCYCLOPEDIA OF THERMAL STRESSES, s. 486-497. Springer Dordrecht Heidelberg New York London 2014. 978-94-007-2738-0.
4. Z odborů a oddělení Modelování deformačních a dynamických procesů Pracovníci odboru pokračovali v roce 2014 v úspěšné spolupráci s průmyslovými a výzkumnými partnery a v řešení projektů TAČR ALFA. Dále přispěli k řešení projektů Centrum výzkumu TE01020068 a CENTEM.
Odbor v roce 2014 posílili noví kolegové J. Očenášek a J. Lazar. Odbor tak mohl na vyšší úrovni oživit kvalitnější publikační činnost. J. Lazar byl v rámci grantového programu PostDoc2014 hodnocen „splněno vynikajícím způsobem“. Dále se v první polovině roku pravidelně (téměř každý týden) konal odborný pracovní seminář odboru. Spolupráce s průmyslem přinesla smluvní výzkum za cca 700 tis. Kč. Jednalo se hlavně o spolupráci s firmou Doosan Škoda Power s.r.o. na analýze nelineárních vibrací olopatkovaného turbínového disku s lopatkami LSB48, která byla umožněna rovněž novými teoretickými výsledky dosaženými odborem v rámci projektu TE01020068. Dále úspěšně pokračovala spolupráce s firmami GTW Bearings, s.r.o., GTW Technik, s.r.o. a Wikov Gear s.r.o. v oblasti segmentových ložisek. Pro tyto firmy bylo provedeno několik kontrolních výpočtů ložisek nebo jiných konstrukčních uzlů. Pro společnost Sécheron Tchequie, spol. s r.o., odbor vyvíjí software pro analýzu dynamiky pantografů. Úspěchem byla mimo jiné i publikace Encyclopedia of Thermal Stresses, do níž odbor jako jediný z ČR přispěl esejí. Nakladatelstvím Springer je inzerována mimo jiné slovy „The Encyclopedia of Thermal Stresses is an important interdisciplinary reference work. … For the coming decade, this is likely to remain the most extensive and authoritative work on Thermal Stresses.“ Modelování a měření interakcí v technických systémech Odbor se nadále zaměřoval především na aplikovaný výzkum a spolupráci s průmyslem. V roce 2014 se jeho pracovníci podíleli na řešení výzkumných projektů z programů MPO a TAČR. U programů MPO odbor zajišťoval závazky spolupříjemce ve společném projektu s firmou Howden ČKD Compressors s.r.o. a podílel se spolu s oddělením CT3 na řešení projektu s firmou Continental Automotive Czech Republic s.r.o. Pracovníci odboru se zároveň podíleli na řešení projektu centra kompetence TAČR s názvem „Pokročilé technologie pro výrobu tepla“, který je veden FS ČVUT. Odbor se tradičně zaměřoval na spolupráci s průmyslovými partnery, kde poskytoval odborné zázemí a podporu výzkumu a vývoje. Činnost odboru je směřována do oblasti energetiky a automobilového průmyslu, znalosti pracovníků ale nacházely uplatnění i v dalších oblastech. Za rok 2014 je nutné zmínit zejména spolupráci s firmami: Doosan Škoda Power s.r.o., Howden ČKD Compressors s.r.o., ŠKODA AUTO a.s., G-Team, a.s. či NET4GAS, s.r.o. V rámci spolupráce s Howden ČKD Compressors s.r.o. bylo v roce 2013 instalováno v budově VTP C1 (zde odbor sídlí) zkušební zařízení kompresorových stupňů Darina IV. V roce 2014 bylo na zkušebním zařízení již proměřeno několik nových stupňů radiálních kompresorů. Na přípravě a realizaci měření ale i detailním vyhodnocování výsledků a optimalizaci měření se značnou měrou podílejí i pracovníci odboru. 10
Dále se podařilo významně posílit výpočetní kapacitu pro numerické simulace pořízením nového výpočetního clusteru. Modelování a monitorování lidského těla V oblasti biomechaniky bylo dále posíleno odvětví monitorování biometrických signálů, kde se podařilo získat finanční prostředky v rámci projektu pre-seed pro rozvoj senzoru pro monitorování teploty, který v současnosti prochází posouzením shody pro využití v klinickém prostředí. Dále odbor získal projekt TAČR z výzvy ALFA 4 „Vývoj systému aktivní kapoty automobilu s ohledem na rozmanitost lidské populace a implementace biomechanického modelu lidského těla“, který aplikuje výsledky předchozího projektu „Škálovatelné modely člověka pro zvýšení bezpečnosti v dopravě“ pro vývoj aktivní kapoty a posiluje spolupráci Senzor pro měření teploty s komerční sférou (Vision Consulting Automotive s.r.o., MECAS ESI s.r.o., BRANO a.s., IDIADA CZ a.s.) a navazuje spolupráci s renomovanou výzkumnou organizací Centrum dopravního výzkumu (CDV) v Brně. Odbor posílil i mezinárodní spolupráci, když hostil jednoho studenta a dva zkušené výzkumníky z Varšavské polytechniky a tři studenty magisterských studijních oborů z brazilských univerzit. V oblasti podpory vzdělávání odbor opět hostil pět středoškolských studentů v rámci letních brigád. V neposlední řadě odbor dále rozvíjel spolupráci s Lékařskou fakultou Univerzity Karlovy v Plzni a Ústavem péče o matku a dítě v Praze v oblasti prevence porodních poranění, kde aplikuje přístupy virtuálního modelování pro simulaci porodu. Mezioborové aktivity Rok 2014 byl velice významný, neboť se odboru podařilo získat a zahájit prestižní mezinárodní projekt, jehož je hlavním řešitelem a koordinátorem a který umožní další intenzivní rozvoj výzkumu v oblasti technologického vylepšování kognitivních schopností člověka. Byla tak nastartována nová zásadní etapa směřování celého pracoviště. Odbor uspěl v obrovské konkurenci výzvy CZ09 Česko-Norského výzkumného programu, kde bylo podpořeno pouze 19 z celkového počtu 389 podaných projektů. Díky tomu mohl být zahájen projekt „Naturalness in Human Cognitive Enhancement“ (HCENAT), kde odbor koordinuje a integruje výzkum v rámci konsorcia, jehož součástí jsou další dva čeští partneři (Klinika otorhinoloaryngologie a chirurgie hlavy a krku a Národní ústav duševního zdraví) a dva norští partneři (University College of Gjøvik a Oslo and Akershus University College of Applied Sciences). Do projektu se též podařilo zapojit skupinu řečové syntézy z výzkumného programu Kybernetické systémy NTIS ZČU. Cílem projektu HCENAT je poskytnout vědecky 11
podloženou, jasnou a zároveň přístupnou analýzu oblasti technologického vylepšování kognitivních schopností člověka (HCE), pokyny a návody pro osoby zodpovědné za vývoj, implementaci a rozhodování v oblasti HCE, jakož i pro budoucí uživatele systémů HCE. Odbor se zapojí do programu Meta Pioneers ve spolupráci s kalifornskou firmou Meta Company. Cílem programu je položit základy vývoje nových aplikací pro brýle pro rozšířenou realitu (AR Glasses). Díky projektu HCENAT byla zakoupena vývojová verze unikátních brýlí pro rozšířenou realitu Meta 1 a sada tzv. "smartglasses” Vuzix M100 k dalším experimentům v oblasti HCE. Morfologie a povrchová textura materiálů Oddělení v roce 2014 zahájilo řešení dvou projektů GAČR zabývajících se studiem utváření polymerních pěn a studiem reakcí na povrchu modifikovaného grafitu. Od poloviny roku 2014 je řešen též projekt TAČR zaměřený na elektricky vodivé kompozitní materiály využitelné mimo jiné v moderních elektrochemických systémech. V Laboratoři akumulace energie probíhá dokončování průtočné baterie s výkonem 2 kW a s 10 kWh uložené energie. Ve Velenické ulici byla dobudována Laboratoř akumulace energie, v rámci níž byl jako první dokončen vývoj zařízení pro přípravu 30 litrů elektrolytu za den pro vanadové průtočné baterie. Objem smluvní spolupráce v roce 2014 činil 550 tisíc Kč. Většina tohoto objemu byla generována pomocí mikro-tomografu (např. pro společnost Behr, nyní Mahle-Behr). Prohloubily se vazby na dceřiné společnosti firmy Valeo a Mahle, kde lze očekávat pokračující spolupráci. Koncem roku 2014 proběhla instalace autoklávu umožňujícího studium utváření morfologie mikro-celulárních pěn s využitím superkritického CO2. Co se týče úspěchů konkrétních pracovníků, je třeba zmínit Ing. Jiřího Vránu, který získal za svoji diplomovou práci zabývající se přípravou elektrolytu pro průtočnou redoxní baterii cenu ABB University Award 2014 (v kategorii Efficient use of energy), dále cenu České membránové platformy a firmy Unipetrol a cenu ČSOB za první místo v soutěži Diplomka na stojáka (jak od odborné poroty, tak od diváků) v kategorii technických věd. Oddělení úspěšně propagovali i postdkotorandi, kteří poskytli rozhovory pro scicom.cz, kde prezentovali témata a zařízení, na kterých pracují. Některé z nich byly využity i k prezentaci formou „Věda na talíři“ v Techmania Science Center. V laboratoři oddělení byla kromě toho natočena i část dílu „Doba plastová“ seriálu „Lovci záhad“. Oddělení se nadále také pravidelně zúčastňuje dnů otevřených dveří a jiných aktivit směřujících k přiblížení vědeckých témat laické veřejnosti.
12
Polymerní technologie V roce 2014 byl do zkušebního provozu uveden prototyp vysokoteplotního vodíkového palivového článku (HTPEM), a následně bylo zahájeno jeho testování. Oddělení dále rozšířilo a detailněji zpracovalo termodynamickou analýzu procesů ve vodíkových palivových článcích, přičemž vypracovaná metodika byla ověřena vlastními experimenty. Pokračovalo se nadále v modifikaci membrán typu Nafion® za účelem zvýšení jejich pevnosti a prodloužení životnosti. Zahájena byla též syntéza vlastních membrán na bázi polyimidů a polyvinylalkoholu k zajištění vlastní produkce polymerních elektrolytických membrán (PEM) s požadovanými vlastnostmi pro přípravu vlastních palivových článků. Dále oddělení rozpracovalo metodiku charakterizace difúzních vrstev a navrhlo metodu umělé degradace za použití oxidačních činidel. Oddělení dokončilo současně syntézu nových telechelických prepolymerů s hydrofilními bloky na bázi polyoxyethylenu a nových síťovadel komerčně dostupných blokových amfifilních kopolymerů polyoxypropylenu a polyoxyetylenu. Výzkum struktury a termomechanických vlastností byl prováděn pomocí unikátního zařízení využívajícího maloa širokoúhlový rozptyl X-paprsků a metod termické analýzy. Dne 26. března 2014 oddělení zorganizovalo ve VTP mezinárodní workshop na téma „Materials and technologies for PEM fuel cells“. Na tomto workshopu bylo předneseno 10 příspěvků, z toho 3 zahraničními účastníky (1 z Nizozemska a 2 z Německa). V rámci řešení projektu CENTEM bylo v roce 2014 publikováno 8 článků s IF a dalších 88 článků bylo nabídnuto k publikaci. Členové týmu přednesli 12 příspěvků na mezinárodních konferencích. Co se týče konkrétní aplikace výsledků oddělení, probíhá testování vysokoteplotních palivových článků s membránami Německé firmy FuMA-Tech. Firma FuMA-Tech patří k předním Evropským výrobcům polymerních membrán a tato spolupráce je součástí přípravy společného EU projektu, který bude zaměřen na vývoj komponent pro konverzi chemické energie ve specifických aplikacích. Oddělení zakoupilo a instalovalo unikátní systém quickConnectFixture ve speciální úpravě pro sledování rozložení proudové hustoty v membráně a sledování změn tloušťky membrány a elektrodových vrstev v závislosti na síle stlačení palivového článku. Laserové technologie a termomechanika Rok 2014 by se dal z pohledu oddělení charakterizovat jako rokem nákupů nového investičního vybavení, jeho zprovozňování a celkové přípravy aplikačních laboratoří pro budoucí spolupráce s průmyslovými firmami. Úspěšně probíhalo řešení projektu CENTEM. Podařilo se splnit všechny plánované milníky a indikátory. Průběžně se ve spolupráci s průmyslovými partnery řeší dva významné 13
dlouhodobé projekty aplikovaného výzkumu. Prvním je „Centrum výzkumu a experimentálního vývoje spolehlivé energetiky“, kde jsou aktivity zaměřeny na využití termografie v oblasti diagnostiky materiálů. Druhým je projekt „Vize budoucnosti – Helický paprsek“, kde se oddělení podílí na vývoji nových dílů v oblasti ostřikovacích systémů automobilů. Tento projekt je mimo jiné ukázkou dobré mezioborové spolupráce mezi pracovišti NTC. V roce 2014 pokračovala úspěšná spolupráce se společností ŠKODA Auto, kde oddělení zajišťuje experimentální ověřování vlivu různých inovativních úprav na bubnových brzdách. Nárůst poptávek zaznamenává laboratoř měření optických vlastností, kde byl v průběhu roku dokončen vývoj metod měření emisivity a odrazivosti za pokojových i vysokých teplot a tyto metody následně nabídnuty pro průmyslové i vědecké spolupráce včetně mezinárodních. Pracovníci oddělení se v průběhu roku věnovali přípravě vzdělávacích modulů pro oblast laserových technologií. Cílovou skupinou těchto modulů jsou zaměstnanci průmyslových firem (technologové, projektoví manažeři). Vzniklo dvanáct modulů, obsahujících teoretickou i praktickou část, které prošly pilotním ověřením. V roce 2014 byly v rámci projektu CENTEM významně rozšířeny laserové aplikační laboratoře o nové pulzní laserové technologické systémy využitelné zejména pro oblast povrchových úprav a obrábění. Možnosti analýz technologických procesů pak podstatným způsobem zlepšují nové termovizní kamerové systémy s vysokým rozlišením. Oddělení pořádalo ve spolupráci s VZÚ Plzeň ve dnech 14. – 15. října 2014 mezinárodní workshop „Coatings for High Temperature Applications“, zaměřený na oblast povrchového zpracování materiálů pomocí technologií žárových nástřiků a laserových depozic. Záštitu nad pořádáním převzala organizace European Thermal Spray Association. Workshopu se zúčastnilo více než 70 osob z ČR i zahraničí. Intenzivní diskuse a exkurze účastníků workshopu v aplikačních laboratořích NTC vedly k zahájení prací na několika společných mezinárodních projektech. V roce 2014 se oddělení významně zapojilo do evropského vzdělávacího programu „Photonics Explorer“. Pracoviště se také podílelo na tvorbě dílu „Doba plastová“ pořadu Lovci záhad (ČT-D). Inženýrství speciálních materiálů
14
Oddělení v uplynulém roce úspěšně realizovalo plán vědecko-výzkumných činností vedoucí ke splnění stanovených cílů v programu "Výzkum a vývoj polymerních kompozitů" CENTEM (CT4). Dlouhodobý experimentální program vedl ke splnění milníků týkajících se vývoje a aplikace částicových kompozitních materiálů s definovanými magnetickými vlastnostmi. V rámci této činnosti byly připraveny matrice plněné keramickým a elektromagnetickým plnivem a testovány parametry výroby pomocí technologie vysokotlakového lisování. Tato činnost vedla k realizaci a přípravě materiálových listů s definovanými vlastnostmi různých kompozitních systémů a k registraci několika ověřených technologií. Oddělení se v roce 2014 podařilo získat projekt "Porézní a makroporézní titanové povrchy s inkorporovanými submikronovými Si-, SiOx- a TiOx částicemi pro zlepšení osseointegrace a adhese kostní tkáně k titanovým implantátům" podpořený TAČR. Projektu je přikládána velká důležitost zejména z důvodů rozvoje vědecko-výzkumné spolupráce mezi laboratoří laserové chemie MATEX PM, s.r.o. a Ústavem chemických procesů AVČR. V roce 2014 byla podána přihláška projektu EUREKA týkající se česko-rumunské spolupráce v oblasti vývoje a aplikace anorganických pojiv pro stavební a inženýrské aplikace. V rámci programu H2020 se oddělení zapojilo do přípravy projektu FINAICOST týkajícího se vývoje kompozitních materiálů na bázi přírodních vláken pro průmyslové a konstrukční aplikace. Podařilo se navázat VaV spolupráci s francouzskou firmou COVIDIEN týkající se měření a charakterizace polymerních vláken pomocí dynamicko-mechanického analyzátoru (DMA). V rámci řešení interního VaV projektu byla rozvíjena spolupráce se švýcarskou firmou SIKA Group AG. V roce 2014 pokračovala regionální spolupráce se stavební firmou PROVAS Plzeň s.r.o. V roce 2014 byl zakoupen a instalován universální trhací stroj s kapacitou 100 kN. V minulém roce oddělení uspořádalo odbornou přednášku prof. V. J. Ševčenka, člena Ruské akademie věd, ředitele Institutu chemie silikátů v Petrohradě a prof. Nae-Lih Nick Wu, zasloužilého profesora oddělení Chemického inženýrství Národní university Taiwan. Jako úspěšnou je zapotřebí nesporně označit vědeckou publikaci profesora Jaroslava Šestáka "Thermal Analysis of Micro-, Nano- and Non-Crystalline Materials: Transformation, Crystallization, Kinetics and Thermodynamics" která byla nakladatelstvím Springer zařazena mezi dvacet nejvíce citovaných knih 2013/14. Materiály a technologie Oddělení v roce 2014 pokračovalo zejména ve výzkumu a vývoji technologie křemíkových nanokrystalů v dielektrické matrici pro fotovoltaiku a fotoniku. Nadále pokračovala úspěšná spolupráce s průmyslovými firmami, z nichž ty nejvýznamnější pro rozvoj oddělení představují firmy VALEO VÝMĚNÍKY TEPLA, k. s., Diamorph hob certec s.r.o, LaserTherm spol. s.r.o., Precision Castparts CZ s.r.o či FIMM SoNick SA. Výzkum v rámci spolupráce s těmito firmami byl zaměřen především na analýzu příčin poruch součástí tepelných výměníků či keramických pecních válečků, na analýzu povrchových úprav 15
keramických izolátorů, analýzu materiálů pro ultrazvukovou detekci či analýzu fázového složení keramických materiálů po tepelném zpracování. Oddělení se podařilo úspěšně nainstalovat aktivní odrušovací systém elektromagnetického rušení od firmy JEOL pro transmisní elektronový mikroskop a systém pro zvýšení bezpečnosti provozu technologických zařízení na depozici tenkých vrstev a solárních článků. V rámci spolupráce se zahraničními experty oddělení uspořádalo přednášku prof. RNDr. Ivana Gleska, Ph.D. a RNDr. Heleny Gleskové, Ph.D. z Department of Electronic and Electrical Engineering, University of Strathclyde, Glasgow, UK. Z úspěchů konkrétních zaměstnanců lze jistě zmínit ocenění vedoucího oddělení doc. RNDr. Pavola Šutty, Ph.D., který byl Česko-Slovenskou krystalografickou společností vyznamenán Krystalografickým kmetem II. stupně. Pracovníci oddělení v roce 2014 publikovali 21 příspěvků v odborných časopisech a přednesli 14 příspěvků na 9 různých významných mezinárodních konferencích.
5. Další aktivity V roce 2014 spolupořádalo NTC 15. mezinárodní konferenci „Human Biomechanics“, které se zúčastnili 3 vyzvaní významní zahraniční přednášející a na 40 účastníků z ČR i zahraničí. NTC je díky oddělení CT3 lokálním partnerem pro Českou republiku pro výukové sady „Photonics Explorer", experimentální sady určené pro potřeby výuky optiky na základních popř. středních školách. Sada byla vyvinuta mezinárodním týmem učitelů a odborníků v pedagogice z 11 zemí Evropské unie. NTC se podílelo na lokalizaci do českého jazyka a zajišťuje pro ČR marketing projektu. V průběhu roku byla sada díky oddělení CT3 rozšířena do 34 škol na území celé ČR. Aktuálně se řeší dodávka 90 ks sad sponzorovaných firmou Automotive Lighting pro školy z kraje Vysočina. Počty studentů a kladné ohlasy učitelů svědčí o úspěchu a užitečnosti tohoto projektu. NTC podporuje výuku fyziky na středních školách a populárním způsobem přiblížilo svoje aktivity nejmladším divákům v pořadu Lovci záhad na ČT: D (oddělení CT1 a CT3). Brigády pro středoškoláky V roce 2014 byla již po sedmé během letních prázdnin nabídnuta středoškolským studentům možnost spolupráce formou brigády, tentokrát za podpory celouniverzitního projektu Popularizace vědy a badatelského výzkumu (PVBV) v rámci programu OP VK. Všechna oddělení odboru CENTEM spolu s odborem Modelování a monitorování lidského těla zaměstnávaly celkem 12 brigádníků. Studenti vykonávají smysluplnou práci a získávají praxi v rámci reálného výzkumu, zakázky či projektu. Současně jsou tímto způsobem ideálně
16
motivováni ke studiu technických oborů, čímž se dlouhodobě snažíme čelit poklesu zájmu o tyto pro nás klíčové obory. Díky další podpoře Karlovarského kraje se podařilo zaměstnat i tamější studenty a rozšířit tak pole působnosti v oblasti hledání mladých talentů i mimo Plzeňsko. Dobrá praxe v rámci vzdělávání Brigády pro středoškoláky byly s pozitivní zpětnou vazbou prezentovány jako dobrá praxe v rámci světového automobilového kongresu FISITA (Fédération Internationale des Sociétés d'Ingénieurs des Techniques de l'Automobile), což je mezinárodní sdružení automobilových společností. Česká republika má v tomto sdružení jediného delegáta, který je zaměstnancem NTC. Jeho projekt na podporu aktivit souvisejících s výkonem funkce delegáta byl podpořen projektem MŠMT, jehož výsledky byly hodnoceny oponentním řízením jako vynikající. Otevíráme dveře vzděláním NTC se snaží oslovit středoškolské studenty nejen v rámci letních brigád. V roce 2014 aktivně prezentovalo svoje aktivity na akci „Otevíráme dveře vzděláním“ pořádané Vyšší odbornou školou a Střední průmyslovou školou elektrotechnickou v Plzni. Středoškolská odborná činnost V roce 2014 se konalo finále středoškolské odborné činnosti v Plzni. NTC se aktivně účastnilo této aktivity jednak předáním finanční ceny za 1. místo v oboru „fyzika“ a jednak realizací návštěvy svých laboratoří pro všech 22 finalistů z celé České republiky a Slovenska.
6. Hospodaření Významným zdrojem pro NTC je příjem z institucionálních prostředků, který v roce 2014 činil 17 481 tis. Kč. Tento zdroj přímo souvisí s uváděním výsledků výzkumu a vývoje do RIV. NTC stále upevňuje svoji pozici na trhu i v oblasti smluvního výzkumu. V roce 2014 se jím podařilo získat 16% z celkových zdrojů NTC, což je stejný poměr jako v roce 2013. Příjmy z dotačních projektů základního a aplikovaného výzkumu od poskytovatelů GAČR, MŠMT, MPO a TAČR převyšovaly objem 57 mil. Kč. Nově byl získán prestižní zahraniční projekt Norských fondů, jehož dotace pro rok 2014 činila 718,5 tis. Kč. 17
Struktura neinvestičních zdrojů ve výši 89 263 tis. Kč je uvedena na následujícím obrázku. Za podpory projektu CENTEM investovalo NTC 51,7 mil. Kč do nového přístrojového vybavení.
7. Závěr NTC dostálo v roce 2014 všem svým závazkům. Úspěšně dokončilo realizační fázi projektu CENTEM a vstoupilo do provozní fáze, která byla podpořena projektem CENTEM+, na nějž NTC obdrží v rámci programu NPU1 ve výši 134 mil. Kč na období 2015 – 2019. NTC ukončilo řešení několika projektů a mnoha zakázek smluvního výzkumu. Na pokračujících projektech probíhá řešení podle plánu. I když byl získán prestižní projekt podporovaný z Norských fondů, mezinárodní spolupráce se i nadále jeví slabou stránkou, kde se NTC stále nedaří navázat významná zahraniční partnerství, která by vyústila v projekty zahraničních poskytovatelů, jako např. HORIZON 2020. S ohledem na naplňování dlouhodobého záměru 2012 – 2015 je v roce 2015 jedním z hlavních úkolů NTC úspěšný rozběh provozní fáze projektu CENTEM a splnění všech jeho monitorovacích indikátorů.
Kontaktní údaje Západočeská univerzita v Plzni Nové technologie – výzkumné centrum Univerzitní 8, 306 14 Plzeň tel.: 377 63 4701, fax: 377 63 4702 e-mail:
[email protected], URL: http://ntc.zcu.cz
18
