Záró Szakmai jelentés

Átírás

1 SZEGEDI TUDOMÁNYEGYETEM Környezet- és Nanotechnológiai Regionális Egyetemi Tudásközpont Záró Szakmai jelentés (2005. november június 30.) A projekt a Nemzeti Kutatási és Technológiai Hivatal támogatásával valósult meg. 2009

2 Tartalomjegyzék Vezetői összefoglaló... 3 A Környezet- és Nanotechnológiai Regionális Egyetemi Tudásközpont (KNRET) konzorcium szervezeti rendszere... 6 Környezettechnológia Alprogram Nanotechnológia Alprogram Energiaforrások Alprogram Informatika Alprogram Egészségügy Alprogram Jövőkép Mellékletek melléklet: A KNRET program összesített eredményei melléklet: A KNRET program gazdaságilag releváns eredményi partnerek szerint bontva melléklet: A KNRET Program saját forrás és önerő felhasználásának alakulása

3 Vezetői összefoglaló 2005-ben a Szegedi Tudományegyetem és 9 partnercége egy új típusú együttműködési formát hozott létre a Dél-alföldi Régióban, amely nem csak szervezeti megújulást, hanem a kooperációs fejlesztések révén gazdaságilag és tudományosan egyaránt kiemelkedő, hasznosítható eredményeket, illetve a régió lakosságának és vállalkozásainak életminőségét javító megoldásokat eredményezett. Az elmúlt közel 4 év során a KNRET bizonyította életképességét, aminek egyik legfontosabb jele, hogy a KNRET ma már nem pusztán pályázati projektkonzorcium, hanem egy, a Szegedi Tudományegyetemen belül elkülönítetten gazdálkodó kutatási kooperációs szervezeti egység, egyre szélesedő partneri körrel és kutatási potenciállal. Az elmúlt években mind kutatási, mind oktatási célú projektjeink kiemelkedő eredményekre vezettek, amelyek révén jelentős számú nappali tagozatos alapképzésben, Ph.D. képzésben résztvevő hallgató, valamint fiatal kutató aktuális, az ipar érdeklődésére is számot tartó projekt- és diplomatémán dolgozhatott, kutatási, publikálási lehetőséget, valamint szakmai műhelyt biztosítva számukra. A program három évében összesen 8 új termék, 11 új szolgáltatás, 12 technológia, 5 alkalmazás és 13 prototípus jött létre. A létrejött eredményekre 4 hazai, 1 nemzetközi szabadalmat jelentettünk be, 1 fejlesztés eredménye pedig a PCT fázisába jutott. A programban meghirdetett témákból 13 Ph.D. értekezés és 1 MTA doktora értekezés született, 2 további Ph.D. értekezés nyilvános vitájára a program zárását követően, de még 2009-ben sor kerül. Oktatási alprojektjeink keretében összesen 21 e-learning tananyag került kifejlesztésre, amelyek valamennyi egyetemi hallgató számára elérthetők, több tárgy esetében az elektronikus vizsgázás lehetősége is biztosított. A program három éve bővelkedett mind a szakmai, mind a pénzügyi kihívásokban, amelyeknek köszönhetően a Támogatási Szerződés költség- és munkaterve többször módosításra került. Az okok közül kiemelendő az egyes évekre tervezett feladatokra tervezett költségek költségnemek szerinti megváltozása, az előlegfolyósítás elmaradása miatt a beruházások, illetve nagyobb értékű beszerzések elhalasztása, a kutatási irányok zsákutcáinak elkerülése érdekében a munkaterv tartalmának indokolt megváltoztatása, illetve az egyes feladatok idő előtti elvégzése miatti évek közötti feladat- és költségátcsoportosítások. A KNRET konzorcium eredetileg millió Ft támogatásból és millió Ft saját forrásból gazdálkodott. Az időközben történt Támogatási Szerződés módosítások, illetve revíziók révén a felhasznált támogatás millió Ft-ot, a teljesített saját forrás pedig millió Ft-ot tett ki. A Környezettechnológia Alprogram kutatásaink továbbvitele érdekében több Innocsekk Plusz és Nemzeti Technológiai Program pályázatokat készítettünk elő. A Nanotechnológia Alprogram eredményeinek továbbvitelét a konkrét vállalati megbízások mellett nyertes FP-6 pályázatban valósítjuk meg. Energiaforrások Alprogramunk keretében újonnan generált projektjeink közül megemlítendő elnyert FP-6, FP-7, illetve francia-magyar TÉT pályázataink. Informatika Alprogramunk eredményességét két új FP-7-es, továbbá spin-off cégünk GOP pályázata is alátámasztja. Egészségügy Alprogramunk kutatási eredményeinek továbbélését 2 új FP-7-es pályázat, továbbá nyertes Baross Gábor Program, illetve Nemzeti Technológiai Program pályázatok biztosítják a következő években. 3

4 A KNRET menedzsmentje számára a program konzorciumi jellege, de intézményi beágyazottsága szintén komoly kihívásokat jelentett. Az azonnali naprakész és projektcentrikus adatok kinyerése érdekében szükségessé vált az egyetem központi könyvelési és bérszámfejtési rendszerének kiegészítése a KNRET székhelyén működtetett saját tükörelszámolási szoftverrel. A. tükör-elszámolási rendszer amellett, hogy az egyes kiadástípusok könyvelését tetszőleges sorrendben teszi lehetővé, biztosítja az adatok több szempont szerint való összesítését, továbbá riportok és kimutatások számos kombinációja állítható elő a használatával. Kialakított, illetve letisztított üzletfejlesztési tevékenységünk, illetve célzott marketing akcióink, valamint más egyetemekkel való együttműködés révén számos új egyetemi-ipari partnerségi kapcsolatot generáltunk. Ezen a téren fontosnak tartjuk megemlíteni, hogy új ipari partnerekkel több mint 200 millió Ft értékű K+F szerződés került megkötésre, amelyek eredményei már több esetben iparilag is hasznosulnak. A kutatási programok tekintetében a Környezettechnológia alprogram eredményei közül kiemelendő egy membránszeparációs technológia kifejlesztése és a metaklór növényvédőszer koncentrációjának jelentős csökkentése a mintaterepen, amit közel egy éves mérési adatsor is alátámaszt. Ipari partnereink 5 új, autóipari terméket, valamint hulladékok ártalmatlanítására szolgáló rendszer prototípust, továbbá vizek arzénmentesítésére irányuló technológiát dolgoztak ki. Nanotechnológia alprogramunkban az olajipari tömlőkbe beépülő gumikeverékek öregedési tulajdonságainak vizsgálata során nagy hőállóságú, illetve hőszigetelő adalékokat sikerült kifejleszteni. Emellett olyan optikai szenzorokat sikerült előállítani, amelyek jelzik a környezetre káros szerves gázok illetve gőzök jelenlétét. Kifejlesztettünk egy oxigén mérésére alkalmas fotoakusztikus alapú gázáteresztő-képesség mérési elvet, illetve megépítettük egy ezen az elven működő rendszert. A módszer alkalmazhatóságát beleértve a különböző méretű csövek mérésének lehetőségét méréssorozat keretében igazoltuk. Gazdaságilag releváns eredményeink közül kiemelendő 5 gumiipari termék, és 4 szolgáltatás kifejlesztése, amelyek hasznosítása a Szegedi Tudományegyetem spin-off cégén keresztül megkezdődött, illetve további spin-off cég alapítása várható hamarosan. Energetika alprogramunk keretében a biomassza tárolása során fellépő veszteség minimalizálása terén elért eredményeinket két biogáz üzem tervezése, illetve működése során hasznosítják. Tüzelőanyagcella hatékony működésével foglalkozó kutatóink sikeresen választottak ki olyan katalizátorokat, amelyek magas hőmérséklet mellett alkalmasak hidrogént előállítani etanolból. Munkáink eredményét 4 új szolgáltatás és 3 technológia fémjelzi. Az Informatika alprogramban egy új, UBIFS névre elkeresztelt fájlrendszert fejlesztettünk ki. A programban folyó kutatások felkeltették egy orvostechnikai cég figyelmét, akivel együttműködve mobil EKG eszközhöz kifejlesztettünk egy olyan szoftvert, amely lehetővé teszi a készülék memóriakapacitásának kibővítését, hosszú távú monitorozásban való használatát, továbbá otthoni betegápolásban és távgyógyászatban való alkalmazását. Beüzemelésre került két saját fejlesztésű szenzoros adatgyűjtő és -feldolgozó rendszer. Ezek eredményeképpen az egyik esetben épületek díszvilágításának monitorozása, a másik esetben újszülöttek anyagcsereszűrése történik korszerű módon. A mobil Linux flash fájlrendszerfejlesztéseink eredményeként már nem csak a KNRET keretein belül használhatók fel, hanem hivatalosan is a Linux rendszermag részévé váltak. Egészségügy alprogramunk keretében Szeged város és környékén végzett méréseink rámutattak, hogy összefüggés áll fenn a környezet partikuláris szennyezettségének mértéke, valamint a közlekedés intenzitása között. A nanorészecskék környezeti hatásai témával foglalkozó alprojektünkben duzzadásra képes kompozitgélek fejlesztése során olyan jó minőségű töltőanyagot állítottunk elő, amelyet gyakorlati hasznosítás céljából szabadalmi oltalom alá vontunk. A vizsgálat adatait a feldolgozást követően az egyes óvodák vezetői, óvónői részére visszajuttattuk olyan 4

5 formában, amely tartalmazta a teljes gyermekpopuláció, valamint saját csoportjuk eredményeit. Ennek birtokában módjuk nyílt annak megismerésére, hogy milyenek az oda járó gyermekek otthoni körülményei, illetve milyen volt fejlődési, növekedési előéletük, s ehhez kapcsolódóan milyen feladatok várnak rájuk. Munkánkat 3 szabadalom és 1 szolgáltatás kifejlesztése fémjelzi. Úgy gondoljuk, az elmúlt időszak tudományos eredményeinek hasznossága ma már mind a tudományos világ, mind a helyi lakosság és vállalkozások számára kézzel fogható. A programban elért eredmények valamennyi alprojektben új kutatási irányokra, témákra is ráirányították a figyelmet. A kooperációs kutatómunkákba becsatlakozó új kutatócsoportok és vállalkozások érdeklődése azt bizonyítja, a program sikeresen működött közre a Dél-alföldi Régió tudásalapú gazdaságfejlesztésében, megalapozva a program folytatását célzó erőfeszítéseket. 5

6 A Környezet- és Nanotechnológiai Regionális Egyetemi Tudásközpont (KNRET) konzorcium szervezeti rendszere A Környezet- és Nanotechnológiai Regionális Egyetemi Tudásközpont konzorciumi formában működik; a konzorcium vezetője és a projekt gesztora a Szegedi Tudományegyetem, mint önálló jogi személyiséggel rendelkező, központi költségvetési szerv. A konzorciumi partnereket a Konzorciumi Szerződés fogja össze, amely a konzorcium legfőbb döntéshozó szerveként a Program Tanácsot jelöli meg. Az operatív menedzsment feladatokat a KNRET konzorcium a Konzorciumvezetőhöz rendelte. A Tudásközpont menedzsment szervezete ennek megfelelően az SZTE elkülönült elszámolású, részben önállóan gazdálkodó, központi igazgatási egysége, amely saját munkahely és témaszámokkal rendelkezik. A Program Tanács A Tudásközpont legfőbb döntéshozó szerve az SZTE kutatásvezetőit és az ipari partnereket magába foglaló Program Tanács, amely a KNRET program stratégiájának megvalósulásáért és a Pázmány Péter RET program sikeres lebonyolításáért felel. A Program Tanács legfontosabb feladatai az alábbiak: Javaslatot tesz a KNRET kutatási irányaira, és a program fejlesztési lehetőségeire vonatkozóan. Áttekinti az előző időszakban megvalósult kutatás-fejlesztési eredményeket, összehasonlítja azokat a Pázmány Péter pályázat Támogatási Szerződésében megfogalmazott munkatervi feladatokkal és határozatot hoz a szükséges intézkedések megtételére; Meghatározza a K+F eredmények hasznosításának és jogvédelmének módját; Kifogás esetén dönt a KNRET programban létrejött szellemi alkotás feltalálói részesedéséről; Közreműködik a partnerek közötti vitás kérdések rendezésében A KNRET 3 éves működése során a Program Tanács nem talált olyan működési területet, ami kiemelt jelentőségű intézkedést igényelt volna. A menedzsment beszámolóit a Program Tanács minden esetben elfogadta. A Program működése során a Program Tanács munkájában aktívan részt vett az SZTE innovációs igazgatója, aki a Tanács ülésein tanácskozási joggal rendelkezik. A részvétele az újdonságkutatási, illetve szabadalmaztatási eljárások lefolytatásának gyorsítása miatt a program sikeressége szempontjából rendkívül fontos volt. A Program Tanács az előlegfolyósítás jelentős késedelme miatt a partnerek munkatervben vállalt feladatainak nyomon követése alapján szeptemberében a Program június 30-ig történő hosszabbításáról döntött. Az átmeneti időszakban a vállalt beruházások, vizsgálatok megvalósítását kiemelten kísérte figyelemmel. A Képzési Tanács A Képzési Tanács a KNRET oktatásért és képzésért felelős szerve, amely 9 főből (5 egyetemi oktatási felelősből és 4 ipari partner képviselőjéből) áll. A Képzési Tanács feladatai: A Pályázat oktatási stratégiájában meghatározott képzési feladatok megvalósításának áttekintése; javaslattétel az oktatási stratégia módosítására, a projekt előrehaladásának megfelelően; a PhD képzések alprogramokkal történő összehangolása; a PhD képzések tudományos színvonalának véleményezése; javaslattétel a létrehozott új információk tananyagokban, oktatásban való megjelenítéséről. 6

7 A KNRET egyik legfontosabb alapelve a kutatás-fejlesztés során szerzett tapasztalatok átadása a jövő kutatóinak, ezért elengedhetetlen a program eredményeinek folyamatos átültetése az egyetemi képzésbe, mind graduális, mind posztgraduális szinten. Ennek kiemelt jelentősége okán a Tudásközpont minden alprogramjának önálló projektjét képezik az oktatási feladatok, amelyek a Tudományos Tanács stratégiai irányítása mentén kerülnek megszervezésre. A kutatási eredmények egyetemi képzésbe való átemelésének legtermészetesebb formája, hogy a programban résztvevő oktatók és kutatók az új ismereteket folyamatosan beépítik a tananyagokba. A program 3 évében emellett jelentős számú e-learning tananyag fejlesztésére is sor került: 1. táblázat: A KNRET Program oktatási alprojektjeinek főbb eredmény indikátorai E-learning tananyagok 1 Projekt- és diplomamunkák OTDK dolgozatok PhD disszertációk Környezettechnológia 8 (2) Nanotechnológia 4 (0) Energiaforrások 3 (2) Informatika 3 (3) (esettanulmányok) Egészségügy Az oktatási alprojektek révén a hallgatók egyrészt új és tudományosan releváns információkhoz juthattak, másrészt sikeresen kapcsolódhattak be a Tudásközpontban és az ipari partnereknél folyó fejlesztési munkákba. A tudományos szakemberek utánpótlása érdekében, a program megvalósítása során közel 100 egyetemi és doktorandusz hallgató, valamint post-doc került bevonásra, egyrészt aktuális, az ipar érdeklődésére is számot tartó projekt- és diplomatémát, másrészt kutatási és publikálási lehetőséget, szakmai műhelyt biztosítva számukra. Az eredmények közül kiemelendő, hogy az Egészségügy Alprogram keretében 20 fő hallgatói létszámra komplett oktatási kabinet került kialakításra a Népegészségtani Intézet szemináriumi helyiségében, illetve, hogy több informatikai tantárgy oktatására a Siemens PSE támogatásával létrejött beágyazott rendszerek laboratóriumban kerül sor. A képzésben legkiemelkedőbben szereplő hallgatók a KNRET program kutatásaiba is bevonásra kerültek. A Tudományos Tanács A Programban vállalt kutatási eredmények teljesítésének felügyelete a Tudományos Tanács feladata, amely: Áttekinti a Pályázat munkatervében megfogalmazott kutatás-fejlesztési feladatok megvalósítását; Összehangolja, és koordinálja az alprogramok feladatait; Megteremti az alprogramok közötti kommunikáció intézményes feltételeit, Javaslatot tesz az ipari partnerek részére végzett kutatás-fejlesztési feladatokra. A Tudományos Tanács rendszeresen áttekintette a pályázatban megfogalmazott célok elérése érdekében tett intézkedéseket. A féléves beszámolók során mind a munkatervi feladatok, 1 Zárójelben azon tárgyak száma, amelyeknél az elektronikus vizsgázás lehetősége is biztosított a hallgatók számára. 2 A disszertációk nyilvános vitájára a program befejeződését követően kerül sor. 7

8 publikációs követelmények, mind pedig a gazdaságilag hasznosítható eredmények kifejlesztésének állását áttekintette. A Tudományos Tanács ülésein a bemutatott tudományos eredmények alapján a KNRET kutatási program vezetői rendszeresen egyeztetnek az ipari partnerekkel újabb kutatásfejlesztési projektek indítási lehetőségeiről. Emellett a Tudományos Tanács ülésein határoznak a menedzsment üzletfejelsztési tevékenysége eredményeképpen beérkező új k+f projektek befogadásáról. A Menedzsment Az SZTE KNRET menedzsment szervezete a Tudásközpont operatív irányítását látja el, stratégiailag a Program Tanácsnak alárendelten működik. A KNRET menedzsment szervezete a pályázati munkaterv és a konzorciumi igények figyelembevételével került kialakításra. Az operatív menedzsment szervezetet a menedzserigazgató vezeti, aki folyamatos kapcsolatot tart a KNRET elnökével, aki az ipari kapcsolatokért felelős és tudományos igazgatójával, aki a kutatócsoportokat fogja össze. A menedzsment az alprogramok és projektek vezetőitől érkező kérések alapján segítséget nyújt a forráskoordinációban, illetve a szakmai és pénzügyi jelentésekkel kapcsolatosan előkészítő-koordináló szerepet tölt be. A napi szintű kapcsolattartást a projektmenedzser látja el, akinek munkáját a pénzügyi referens és a projektasszisztens segíti. Új egyetemi-ipari projektek generálását a projektfejlesztési menedzser végzi. A KNRET menedzsment mind a projektvezetőktől, mind az ipari partnerektől negyedévente gyűjt be adatokat a kutatási feladatok előrehaladásáról, míg az utóbbiak esetében az időarányos költségek alakulásáról is. Az azonnali naprakész és projekt-centrikus adatok kinyerése érdekében az egyetem központi könyvelési és bérszámfejtési rendszere kiegészítésre került a KNRET székhelyén működtetett saját tükör-elszámolási szoftverrel. A rendszer az egyes kiadástípusok könyvelését témasorosan és tetszőleges sorrendben teszi lehetővé, biztosítva az adatok több szempont szerint való összesítését, emellett riportok és kimutatások számos kombinációja állítható elő a használatával. A program sikeres zárásának elősegítése érdekében a KNRET menedzsment rendszeresen tanácsot nyújt a partnerek részére pénzügyi-számviteli kérdésekben. A belső elszámolási és a menedzsment tanácsadási rendszer lehetővé tette, hogy a konzorciumi partnerek projektelszámolási pontossága 1%-os hibahatár alá kerüljön. A program zárásának október 31-ről június 30-ra történő módosítása miatt az utolsó 8 hónapban a menedzsment támogatás hiányában K+F projektek generálásából származó bevételekből finanszírozta a működést. A sikeres forrásbevonás révén lehetővé vált a projekt menedzsmentjén túlmenően a kiterjedt marketing és célirányos üzletfejlesztési feladatok ellátása is, ami megalapozta a Tudásközpont hálózati működésének alapjait. Az üzletfejlesztés és új projekt generálása terén kiemelendő a hazai tudásközpontok (Miskolci Egyetem, Pécsi Egyetem, Dunaújvárosi Főiskola, Debreceni Egyetem, Veszprémi Egyetem, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Budapesti Corvinus Egyetem) tudáskínálatának átfogó felmérése és a k+f együttműködés kezdeményezése. Ezt a munkát a KNRET menedzsmentje a hazai tudásközpontok közül elsőként végezte el, lehetőséget teremtve a kutatási együttműködések fejlesztésére és az ipari partnerek speciális kutatási igényeinek kielégítésére január 1-vel két lépcsőben új üzletfejlesztési akcióprogram indult, a KNRET-ben folyó kutatások továbbvitelének segítése és az üzleti bevételek növelése érdekében. A korábbi kutatási potenciál felmérések alapján a Dél-alföldi, illetve az Észak-magyarországi Régióban működő, több mint 150 vállalat piaci igényeihez illeszkedő kutatás-fejlesztési témákban történt kapcsolatfelvétel a következő iparágakban: gumiipar, ivóvíz szolgáltatás és 8

9 szennyvízkezelés, funkcionális élelmiszerek gyártása, mezőgazdaság, biztonságtechnika, hűtés- és fűtéstechnika, orvosi eszköz, és -műszergyártás. Az akcióprogramba a Szegedi Tudományegyetem több olyan kutatója is bekapcsolódott, akik a KNRET pályázati programban nem vesznek részt, kutatási témájuk azonban illeszkedik a KNRET-hez. A 3 éves üzletfejlesztési tevékenység eredményeképpen több mint 200 millió forint k+f forrás bevonására került sor. 9

10 Környezettechnológia Alprogram 10

11 Az alprogram célkitűzései A Környezettechnológiai alprogram kialakítására közvetlen ipari megkeresések adták az indokot. Az élelmiszeripari szennyvizek kezelésére, a szennyvíziszap hasznosítására, a természetes vizekből a növényvédőszer maradékok kimutatására és a víz megtisztítására, valamint a különböző műanyag és gumi hulladékok kezelésére vonatkozó kutatási igények mellett a programban helyet biztosítottunk az ökológiai és természetföldrajzi területek ipari tanulmányozásának is. Ipari projektjeink valójában szoros összefüggésben vannak ökológiai projektjeinkkel, hiszen a globális felmelegedés vagy szárazodás problémája, illetve a természetes élőhelyek területi csökkenése az invazív fajok gyors terjedése következtében sok esetben összefügg a táj és talaj valamint talajvíz elszennyeződésével is. Az elv, miszerint a természetes vizekbe a lehető legtisztább formában engedjük ki a szennyvizet átértékelte a szennyvízkezelés minősítésének gyakorlatát. Különösen igaz ez az élelmiszeripari szennyvizek esetében. Ezek a szokásos tisztítás után még sok nagyon kicsi, sokszor nanométer méretű, részecskéket tartalmaznak, amelyek kinyerésével tisztább szennyvíz bocsátható ki és a kiválasztott szerves anyag további feldolgozásnak vethető alá, pl. felhasználható biogáz termelésre. Ahhoz, hogy ez nagyüzemben megvalósítható lehessen laboratóriumi méretekben kell megoldani a technológia forró kérdéseit. A növényvédőszerek, illetve maradványaik sok veszélyt jelentenek a természetes vizekben. Veszélyesek a vízi élőlényekre és az adott vízforrásból kinyert víz kapcsán az emberi egészségre is. A műanyag és gumihulladékok környezetszennyező voltát nem kell ecsetelni. Újrahasznosításuk ugyanúgy, mint megsemmisítésük nagy lehetőségeket rejt magában Szennyvízkezelés, szennyvíziszap Projektvezető: Prof. Dr. Szabó Gábor Az alprojekt célja Az elsősorban élelmiszeripari szennyvizek tisztításával foglalkozó projektben olyan nanoszűrési technológia kifejlesztése volt a célunk, amely egy jellemzően molekuláris méretű szűrlet előállítását követően lehetővé teszi az élelmiszeripari szennyvizek oxidációs eljárások segítségével történő tisztítását. Kutatásaink során felismertük, hogy a kommunális szennyvíziszapok esetében a mikrohullámú kezelés növeli a beoltott szennyvíziszap biológiai bonthatóságát és biogáztermelő képességét. Emellett az eljárás révén csökkenthető a víztartalom, így megfékezhetők a további rothadási folyamatok. Célunk volt továbbá egy olyan mikrohullámú szárítási eljárás kidolgozása, amely során az előállított minősített komposzt szárított és granulált formában, közegészségügyi korlátozás nélkül értékesíthető. Az elvégzett feladatok A project keretében baromfi ipari és tejipari szennyvizeket vizsgáltunk meg. A szennyvizek mikrohullámú kezelése azt mutatta, hogy kommunális szennyvíziszapok esetében a mikrohullámú kezelés csökkenti a szennyvíziszap csíraszámát, ugyanakkor növeli a beoltott szennyvíziszap biológiai bonthatóságát és biogáz-termelő képességét is. A magas szerves anyag tartalom csökkentésére új technológiai megoldásokat dolgoztuk ki. Áttekintettük a különböző membrán-technológiák technikai hátterét. Megvizsgáltuk a mikrohullámú energiaközléses előkezelések hatékonyságát nedvességcsökkentési hatékonyság, csíraszám csökkentő hatás, aerob biológiai lebonthatóság, rothadó képesség és mezőgazdasági hasznosítás esetén a talajban előforduló mikroorganizmusok élettevékenységére gyakorolt hatás szerint. A projekt eredményeként a szennyvíziszapok 11

12 mikrohullámú szárítására, illetve a biogázzal történő rothasztás hatékonyságát fokozó előkezelésre új eljárásokat dolgoztunk ki. A membrános eljárások esetében a megfelelő tisztítási hatásfok elérése mellett a kapacitás növelését célozó optimalizálásokat végeztünk az előkezelések, a vibrációt jellemző paraméterek (frekvencia, amplitúdó) és a membránszűrési folyamat paramétereinek (nyomás, hőmérséklet, membrán típus) figyelembevételével. Az Unichem Kft.-vel együttműködve arzénmentesítés céljából meghatároztunk egy olyan adszorbenst, amely külső felületén vas(iii)oxi-hidroxidot tartalmaz. A vasvegyületen a felületre történő felvitelt követően alkalmazott hőkezelés a vegyületnek a felülethez történő kötődését eredményezte. A létrejött eredmények és hasznosításuk A membrános szennyvíztisztítási folyamatok kapacitását elsősorban a permeátum fluxus határozza meg. A vibrációs membránszűrési technológia (VSEP) összehasonlíthatósága érdekében hígtrágya sűrítési vizsgálatokat végeztünk egy hagyományos elrendezésű berendezéssel (3DTA), azonos membrántípussal és paraméterek mellett. Az eredmények egyértelműen alátámasztják a vibrációs membrántechnikai megoldás alkalmazhatóságát, mivel a kezdeti fluxusértékek és folyamat során mérhető fluxusértékek is megközelítőleg kétszeresei a vibráció nélkül végzett szűrésekének. A vibrációs megoldás előnyei mind a nanoszűrés (NF), mind a reverz ozmózis (RO) esetében jelentkeztek. Az alprogramban közreműködő ipari partnerekkel együttműködve a közvetlen piaci hasznosítási fázisig eljutó fejlesztések az alábbiakban összegezhetők: Eredmény típusa Eredmény megnevezése Célcsoportja, hasznosítás iránya Unichem Kft. (1.1.) Technológia Vizek arzénmentesítése speciális adszorbenssel Mezőgazdasági cégek, kommunális ivóvízszolgáltatók SZTE (1.1.) Alkalmazás Nanomembrános szennyvízkezelés Mezőgazdasági cégek 1.2. Hulladékkezelés és -hasznosítás Projektvezető: Dr. Kónya Zoltán Az alprojekt célja A projekt célja a műanyaghulladékok gumiadalékként történő hasznosíthatóságának megvizsgálása volt. A tiszta tömegműanyagok (PE, PP, PS, PET) és az energetikailag kevéssé hasznosítható PVC lebontásának modernizálását a piaci igény mellett a környezetvédelmi előírások is motiválták. Az elvégzett feladatok Kísérletekben a különböző tiszta műanyagok bontásával kiválasztható volt egy katalizátorcsalád, amely alkalmazható volt a polimerek bontására. Ebbe a katalizátorcsaládba amely a polimerek bomlását nagyságrenddel alacsonyabb hőmérsékleten teszi lehetővé, 12

13 mint homogén fázisban katalizátor nélküli reakcióban olyan mikro- és mezopórusos, savas jellegű szilikátok tartoznak, amelyeknek a pórusmérete a 0,4-6 nm tartományba esik. Partnerünkkel együttműködve megvizsgálták a gumihulladék felaprításával előállított gumidara-részecskék olyan gumitermékekben való felismerhetőségét, amelyek előállításához 20%-ban használt gumit használtak fel. A mikroszkópok, fénymikroszkópok és elektronmikroszkóp segítségével végzett vizsgálatok még igen nagy nagyítás esetén sem tudtak különbséget kimutatni a gumidarát tartalmazó és az azt nem tartalmazó gumitermékek metszetei között. Elvégeztük a műanyag- és olajipari hulladékok ártalmatlanításának és újrahasznosíthatóságának laboratóriumi tesztjeit. A mélyfúrásokhoz használt jelentős barittartalmú használt iszapok regenerálhatóságára irányuló kutatásaink lényeges eredményének tartjuk, hogy rámutattunk, a regenerálhatóság csak az iszap megbontásával kivitelezhető. A létrejött eredmények és hasznosításuk Az alprogramban közreműködő ipari partnerekkel együttműködve a közvetlen piaci hasznosítási fázisig eljutó fejlesztések az alábbiakban összegezhetők: Eredmény típusa Eredmény megnevezése Célcsoportja, hasznosítás iránya Kaloplasztik Kft. (1.2.) Termék Autóipari termékbe épített gumiőrlemény Autóipar Kaloplasztik Kft. (1.2.) Technológia Autóipari termékbe épített gumiőrlemény előállítása Autóipar Kaloplasztik Kft. (1.2.) Prototípus Autóipari termékbe épített gumiőrlemény prototípusa Belső hasznosítás Hologén Kft. (1.2.) Prototípus Az olajipari veszélyes hulladékok integrált hasznosítási technológiája Hologén Kft. (1.2.) Prototípus Állattartó telepek hulladékai kezelési technológiája Hologén Kft. (1.2.) Prototípus Vegyipari veszélyes hulladékok ártalmatlanítási technológiája Környezetvédelmi cégek, olajipari cégek Mezőgazdasági cégek Vegyipari cégek 1.3. Növényvédőszer és rovarirtó maradványok lebontása Projektvezető: Dr. Kiss István Az alprojekt célja A talaj növényvédőszer-maradványainak eltávolításával foglalkozó kutatás alapjául napjaink egyik legvitatottabb gyomirtó szerét, az atrazint választottuk, amelyet világszerte évtizedek óta használnak a kukoricaveteményekben, az egyszikű gyomnövények visszaszorítására. A projekt keretében olyan technológia kidolgozására törekszünk, amely a mikrobiológia eszközeivel hatékonyan képes csökkenteni az atrazin koncentrációját a szennyezett talajban, illetve a talajvízben. 13

14 Az elvégzett feladatok A növényvédőszerrel erősen szennyezett területet mind mikrobiológiai mind talajtani módszerekkel, továbbá talajvíz áramlástanilag felmértük és több mint két éven keresztül vizsgáltuk egyes peszticidek koncentrációjának alakulását. A területről atrazin bontó bakteriális konzorciumokat mutattunk ki, amelyek aktivitását megadtuk. Működésűk szempontjából fontos paramétereket határoztunk meg, továbbá bizonyítottuk, hogy a területen alapvetően baktérium közösségek vesznek részt az Atrazin lebontásában. Ezek a közösségek dinamikusan változnak mind időben mind térben, a területre is jellemző kétféle lebontási útvonalat létrehozva. Az Atrazin mellett a legnagyobb problémát a Metolaklór nevű növényvédőszer okozta, amelynek bár mennyiségét jelentősen sikerült csökkenteni, mind a mai napig nem lehetett tejesen mértékben megtisztítani tőle a talajt és talajvizet. A Metolaklór koncentrációjának csökkentése érdekében mind abiotikus (reduktív technológia) mind pedig biotikus (aspecifikus enzimatkus deklorináció) lehetőségeit vizsgáltuk laboratóriumi körülmények között. A reduktív technológiát terepre is kihelyeztük. Működését eredményességét közel egy éven át tanulmányoztuk. A terepről izolált baktérium közösségekről bizonyítottuk, hogy szerves elektron donor jelenléte esetén képesek aspecifikusan, mint elektron akceptor hasznosítani a Metolaklórt. Ennek tudatában a területre a jelenlévő abiotikus reduktív technológia mellé szerves elektron donorok kijuttatását is elkezdtük. Méréseink szerint a kihelyezett technológiák azonban mind addig nem tudnak igazán eredményesek lenni, míg a terület folyamatos nitrát szennyezése meg nem szűnik, ugyanis a talajvízben jelenlévő nitrát, mint alternatív elektron akceptor rontja a folyamat hatékonyságát. A projekt eredményei alapján a nitrát terhelés csökkentésére, a folyamatos szennyezés megakadályozására a jövőben újabb kutatási téma indul. A létrejött eredmények és hasznosításuk Az alprogramban közreműködő ipari partnerekkel együttműködve a közvetlen piaci hasznosítási fázisig eljutó fejlesztések az alábbiakban összegezhetők: Eredmény típusa Eredmény megnevezése Célcsoportja, hasznosítás iránya Bay Zoltán Közalapítvány (1.3.) Szolgáltatás Atrazin bontásra képes mikrobiális konzorcium kimutatása Mezőgazdasági cégek Bay Zoltán Közalapítvány (1.3.) Árpád-Agrár Zrt. (1.3.) Alkalmazás Növényvédőszer, atrazin mikrobiológiai ártalmatlanítása (más szolgáltatásokkal együtt hasznosítható) Mezőgazdasági cégek Prototípus Önjáró növényvédő gép Mezőgazdasági cégek 1.4. Természetvédelem és környezeti központú vízgazdálkodás Projektvezető: Prof. Dr. Gallé László Az alprojekt célja A projekt célja a globális változások következtében tájaink vízháztartásának átalakulásának vizsgálata volt. Célunk egy olyan felszíni domborzati modell kidolgozása volt, amely segítségével jól azonosíthatóak a belvízi elöntések kialakulását elősegítő területek. A talajvízszintek vizsgálatának eredményeként létrejövő talajvízszint-térkép segítségével 14

15 kiválaszthatóak lesznek azok a helyek, ahol kialakítható a vízfelesleggel rendelkező, illetve vízhiányos területek térbeli kommunikációja. A projekt ökológiai célkitűzései a természetvédelmi értéket képviselő növény- és állatfajok állományainak felmérése, a homoki erdőssztyepp-mozaikok táji és életközösségi szintű szerkezetének felmérése, valamint a löszgyepek, rétek, semlyékek értékeinek feltárása, veszélyeztetettségük kimutatása és védelme. A kutatási programhoz való kapcsolódás elsősorban a nemzeti parkokért, természetvédelmi területekért, tájvédelmi körzetekért felelős szervezetek, önkormányzatok számára jelenthet előnyt. Az elvégzett feladatok A projekt keretében felmértük a természetvédelmi értéket képviselő növény- és állatfajok állományát, a homoki erdőssztyepp mozaikok táji és életközösségi szintű szerkezetét, és feltártuk a löszgyepek, rétek, semlyékek értékeit. A mintaterületek kijelölése után a tájnak a vízforgalom módosulásának hatására bekövetkező változásait elemeztük egy Dél-alföldi mintaterületen. Műszeres vizsgálatokkal alátámasztva dokumentáltuk, hogy a klimatikus hatások által előidézett tartós talajvízszint-csökkenés a talajok átalakulásához, majd a természetes vegetáció módosulásához vezethet. Szikes pusztákon a korábbi sófelhalmozódási folyamatot egy só- és nátriumtartalom csökkenése kísérte. Vizsgálataink rámutattak, hogy a megváltozott körülmények között sztyeppesedési folyamat indult be miközben a talajok humusz-tartalma emelkedett. Rámutattunk, hogy a klímaváltozás által elsősorban érintett kiskunsági erdőssztyeppen a szárazodás hatására homogenizálódási folyamat indult be a térség élőhely-komplexeiben, ami a biodiverzitás romlásával jár. A leromlott vagy az emberi használatból kivont területek rehabilitációjára irányuló restaurációs ökológiai kutatások bebizonyították, hogy a spontán rehabilitáció jobb természetvédelmi eredményekre vezet, mint a kommersz magkeverékek alkalmazása. A létrejött eredmények és hasznosításuk A Tisza mentén végzett kutatásaink bebizonyították a táji léptékű megközelítés fontosságát és kimutatták az élőhelyek degradálódásának negatív hatását mind az állati és növény fajközösségek összetételére, mind azok diverzitására. A Duna-Tisza közét vizsgálva megállapítottuk, hogy hiába csökken nedves években a korábban észlelt vízhiány értéke, 1-2 újabb száraz év után ismét jelentős készletcsökkenés alakul ki. Az Illancs mentén újabb mintaterületen sikerült igazolnunk, hogy vélhetően a globális klímaváltozásnak köszönhetően jelentős, káros tájváltozások mennek végbe. A projekt eredményeit a nemzeti parkokért, természetvédelmi területekért, tájvédelmi körzetekért felelős szervezetek, önkormányzatok irányába tervezzük hasznosítani. Nemzetközi együttműködések, a Környezettechnológia Alprogramban folyó kutatások továbbvitele érdekében tett további intézkedések A KNRET Környezettechnológia Alprogram kutatásainak folytatására több, az elmúlt években megvalósult, illetve folyamatban lévő nemzetközi együttműködés is hatással van. Az ipari partnerek érdeklődése a szennyvízkezelési problémákon túl a különféle érzékelők fejlesztése, illetve felületi szennyeződések eltávolítására irányul, ami a Környezettechnológia, Nanotechnológia és az Egészségügy Alprogram kutatásainak integrációjához vezet. 15

16 Előkészítés alatt lévő együttműködések, illetve elbírálás alatt álló pályázatok: 1. Klíma és légtechnikai rendszerek szivárgásának hatékony ellenőrzésére alkalmas mobil mérőberendezés kifejlesztése Pályázat típusa: Innocsekk Plusz. Megrendelő: Antarktisz Hűtés- és Klímatechnika Kft. Megvalósult projektek, illetve együttműködések: 1. Struktol MR szenyvízkezelés hatásfokjavításának vizsgálata. Megrendelő: Phoenix Automotive Hungária Kft. Megbízási díj: Ft+Áfa április november Szenyvízkezelés hatékonyságának javítása. Megrendelő: ContiTech Fluid Automotive Hungária Kft. Megbízási díj: Ft+Áfa január november Gél alapú csőgörény. Pályázat típusa: Innocsekk Plusz. Megrendelő: Algyőpark Kft. Megbízási díj: Ft+Áfa Aktívszenes regenerálás. Megrendelő: ContiTech Fluid Automotive Hungária Kft. Megbízási díj: Ft+Áfa június december

17 Nanotechnológia Alprogram 17

18 Az alprogram célkitűzései Az alprogram létrehozásának indokát a dél-alföldi régióban található, nehézipari múltú, mára a nemzetközi munkamegosztásba intenzíven bekapcsolódó vállalkozások versenyképességének növelése adta. Új típusú anyagok, technológiák előállításával partnereink új értékesítési csatornák megnyílását látták, amelyhez kapcsolódóan szükséges volt a speciális igényekre szabott fejlesztések elindítása. A több éves kutatás-fejlesztési munka célja ennek megfelelően a partnerek igényei körül összpontosult Iparilag hasznosítható nanokompozitok Projektvezető: Dr. Kukovecz Ákos Az alprojekt célja A kutatásfejlesztési munka célja az volt, hogy a hőre lágyuló polimerek fénnyel szembeni ellenálló képességének javítása révén napfény hatására el nem színeződő polimer kompozitokat készítsünk, amelyek hasznosak lehetnek ablakredőnyök, nyílászárók felületeinek kezelésénél. A napfény hatására a szennyeződéseket lebontó felületi réteg segítségével az épületek és építmények nem kívánt falfestései eltüntethetők, a nehezen tisztítható felületek pedig hatékonyan kezelhetők. A projektben folyó kutatások másik vonala többfalú szén-nanocsövek, illetve filmek előállítására, valamint titanát nanoszálak és szén-nanocsövek műanyagba történő beépítésére irányult. A nehéz-műszaki gumitermékek nagy múltú gyártójával, a Contitech Rubber Industrial Kft. együttműködésével nagy elfolyó-, illetve fémtapadó képességű keverékeket terveztünk kifejleszteni öregedés-, hő- és időjárásálló tulajdonságokkal bíró gumitömlők gyártása céljából. A Kaloplasztik Kft.-vel való együttműködésünk gumi- és műanyaghulladékok hasznosítására alkalmas technológia kifejlesztésére irányult. A lámpatestben elhelyezett LED-ek fényereje speciálisan kialakított tükörfelületek segítségével azonos fényerőt, hosszabb élettartamot és egyszerűbb szerelést, biztosít partnerünk, az Axiál-2000 Kft. részére. Az elvégzett feladatok Ipari partnerünkkel sikerrel oldottuk meg olyan aktív töltőanyagok előállítását, amelyek közül például a titanát nanoszálak jól felhasználhatók és egyszerű technológiával szintetizálhatók. Többfalú szén nanocső filmeket állítottunk elő, meghatároztuk azok alaki tulajdonságait és jellemeztük méreteloszlásukat. Eredményesen építettük be a műanyagokba a titanát nanoszálakat és a szén nanocsöveket. Elvégeztük az általunk előállított új anyagok (nanokompozitok) minősítését mechanikai, termikus és elektromos tulajdonságaik jellemzése érdekében, valamint előkísérleteket végeztünk az új kompozit anyagok korszerű minősítésére. A kutatási munka egyik legjelentősebb tudományos eredménye az, hogy a szakirodalomban eddig leírtakhoz képest alacsonyabb hőmérsékleten sikerült a polimer nanokompozitok adalékolására alkalmas titanát nanoszálakat előállítani. Partnereink közreműködésével elért legfontosabb eredményünk viszont annak bebizonyítása volt, hogy a nanoszálak az ún. oriented attachment mechanizmussal jönnek létre nanocsövekből. A záró szakaszban új eljárást és berendezést fejlesztettünk ki titanát nanocsövek és nanoszálak előállítására. Statisztikai kísérlettervezéssel optimáltuk az egydimenziós titanát nanoszerkezetekből előállítható vékonyrétegek készítését. Megállapítottuk, hogy egy monorétegnél kisebb lefedettség esetén is lehetséges a bevonat mértékét kontrollálni. A titanát nanoszerkezetekből készíthető, iparilag hasznosítható nanokompozitok terén komoly 18

19 előrelépést tettünk azáltal, hogy sikerült bizonyítanunk a kémiailag funkcionált titanát nanocsövek erősítő hatását polisztirol mátrixban. Sikerült szén nanocső filmeken alapuló működő hőmérséklet-érzékelő és gázszenzor modulokat kifejlesztenünk, amelyek 4 különböző gázt képesek megkülönböztetni egymástól a 10 ppm koncentráció tartományban. A létrejött eredmények és hasznosításuk Az alprogram eredményeként két szabadalmi bejelentést tettünk nanokompozitokban felhasználható titanát nanoszálak előállítási receptjére és az előállításra alkalmas berendezésre. A berendezésre a használati mintaoltalmat megkaptuk, hasznosítása a következő fázisba léphet. A szabadalmaztatott módszerek mellett több olyan know-how szén nanocső filmek kiépítésének módszertana és egydimenziós titanát nanoszerkezetekből bevonat készítés módszertana is kifejlesztésre került, amelyek az ipar számára is hasznosítható tudást tartalmaznak. Az alprogramban közreműködő ipari partnerekkel együttműködve a közvetlen piaci hasznosítási fázisig eljutó fejlesztések az alábbiakban összegezhetők: Contitech Rubber Industrial Kft. (2.1.) Contitech Rubber Industrial Kft. (2.1.) Contitech Rubber Industrial Kft. (2.1.) Contitech Rubber Industrial Kft. (2.1.) Contitech Rubber Industrial Kft. (2.1.) Contitech Rubber Industrial Kft. (2.1.) Contitech Rubber Industrial Kft. Eredmény típusa Alkalmazás Termék Termék Termék Termék Szabadalom Szabadalom Eredmény megnevezése Nanokompozit anyagok felhasználásával épült tömlőtestek végtelenítési módszerének kifejlesztése Formára vulkanizált API 16C szerinti speciálistömlő nanokompozit szerkezettel API Spec. 7K Addendun 2 FSL követelményeket teljesítő tömlők nanorészecskéket tartalmazó gumikeverékkel Formára vulkanizált API 17K szerinti speciálistömlő nanokompozit szerkezettel Nanotöltőanyagot tartalmazó keverék Nanokompozit anyagok felhasználásával épült tömlőtestek végtelenítési módszere Formára vulkanizált API 16C és API 17K szerinti speciálistömlők (2.1.) nanokompozit szerkezettel SZTE (2.1.) Prototípus Titanát nanoszálak előállítására szolgáló eszköz SZTE (2.1.) Eljárás Titanát nanoszálak előállítására szolgáló eljárás Célcsoportja, hasznosítás iránya Nemzetközi olajipar Nemzetközi olajipar Nemzetközi olajipar Nemzetközi olajipar Vállalatcsoporton belüli hasznosítás Nemzetközi olajipar Nemzetközi olajipar Festékipari, üvegipari, egészségipari cégek Festékipari, üvegipari, egészségipari cégek 19

20 Axiál-2000 Kft. (2.1.) Axiál-2000 Kft. (2.1.) Axiál-2000 Kft. (2.1.) Eredmény típusa Prototípus Termék Technológia Eredmény megnevezése LED gyűrűt tartalmaző közvilágítási lámpatest LED gyűrűt tartalmaző közvilágítási lámpatest LED gűrűt tartalmaző közvilágítási lámpatest előállítása Célcsoportja, hasznosítás iránya Önkormányzatok Önkormányzatok Önkormányzatok 2.2. Kontakt érzékelők Projektvezető: Prof. Dr. Dékány Imre Az alprojekt célja Ebben a projektünk célja elsősorban a káros nitrogén-oxidok levegőben és vízben történő kimutatására alkalmas enzimatikus szenzorok kifejlesztetése volt. A környezetet szennyező szerves anyagok gőzeinek kimutatására arany nanorészecskékkel borított interdigitális elektródokat terveztünk létrehozni, amelyek alkalmasak a veszélyes anyagok rendkívül alacsony koncentrációban történő kimutatására. Kutatásunk kitűzött célja egy KOI meghatározására alkalmas, mobil szennyvízvizsgálati célt szolgáló elektrokémiai szenzor kifejlesztése volt, amely lehetővé teszi a szennyvíz tisztításához szükséges anyagok mennyiségének optimalizálását. Az elvégzett feladatok A szelektíven érzékelő interdigitális elektródok fejlesztése megtörtént, melynek során reaktív nanorészecskéket alkalmaztunk a szenzorok felületén. Ezen feladathoz sikeresen szintetizáltunk szabályozott méretű arany és ezüst nanorészecskéket, illetve arany-ezüst ötvözeteket. A részecskék mérete 5-20 nm között változott. Ezen nanorészecskék felületét funkcionalizáltuk annak érdekében, hogy az érzékelni kívánt molekulákat szelektíven megkössük a szenzor felületén. Ez a felületmódosítás úgy szervetlen molekulákra, mint biológiailag aktív vegyületekre sikerrel megtörtént. A környezetre káros nitrogén-oxidok detektálására kerámia alapú szenzorokat fejlesztettünk ki. A töltéskompenzációs elven működő nanorészecske aggregáció (koaguláció) mérésére új készüléket építettünk, amelyre szabadalom benyújtása Elektrosztatikus töltéskompenzációs detektor és mérőegység kifejlesztése nanorészecskék és szupramolekuláris rendszerek elektrosztatikus töltésének meghatározására címmel megtörtént. A létrejött eredmények és hasznosításuk A környezetvédelemben fontos kontakt érzékelők, szenzorok között egy olyan érzékelő készüléket építettünk, amely az elektromos töltések kompenzációjának mérési elvén működik. A detektor közvetlen ipari felhasználásra a szennyvíz tisztításban alkalmazható, amely az Unichem Kft. telephelyein került bevizsgálásra. A környezetet szennyező szerves anyagok gőzeinek kimutatására arany nanorészecskéket szintetizáltunk, amelyeket interdigiális elektródok felületén alkalmaztunk szenzorikai célokra. Az általunk kifejlesztett mikroelektróda alkalmas ppm koncentráció tartományban emberi egészségre ártalmas veszélyes anyagok kimutatására. A kutatási periódus második felében a fluoreszkáló és optikai reflexiót mutató ún. ultravékony rétegek nanorészecskéiből történő felépítésével 20

21 foglalkoztunk. A munka eredményeként optikai érzékelőket szerkesztettünk, amelyek szintén alkalmasak veszélyes szerves anyagok gyors kimutatására Az alprogramban közreműködő ipari partnerekkel együttműködve a közvetlen piaci hasznosítási fázisig eljutó fejlesztések az alábbiakban összegezhetők: Unichem Kft. (2.2.) Eredmény típusa Szabadalom Eredmény megnevezése Elektrosztatikus töltéskompenzációs detektor nanorészecskék és szupramolekuláris rendszerek töltésének meghatározására Célcsoportja, hasznosítás iránya Termelő cégek (a szennyvízkezelés általános problémája miatt pontosabban nem határolható le) 2.3. Távérzékelők Projektvezető: Dr. Bozóki Zoltán Az alprojekt célja Kutatási projektünkben fólia alakú anyagok gázáteresztő képességét terveztük tesztelni, ami az élelmiszeripari csomagolóanyagok, műanyagok, gumitermékek gyártásával foglalkozó, illetve az ilyen termékeket igénybe vevő cégek mellett a földgázipari vállalatok számára jelenthet előrelépést termékeik fejlesztésében. Az élelmiszeripar számára a védőgázas csomagolások aromazárása, a földgázipar számára pedig a mérgező gázok megtartása miatt fontos kutatás során az O 2, CO 2, CH 4, H 2 S, NH 3, gázmolekulák felületbe diffundálásának sebességét vizsgáltuk különböző nyomás- és hőmérsékletértékeken. Az egyes keverékek gázáteresztőképességének ismeretében a gyártók optimális recepteket kaphatnak a jó záróképességű, illetve a jól szellőző fóliaanyagok gyártására. Az elvégzett feladatok A projekt során a vállaltaknak megfelelően, olyan mérőrendszereket fejlesztettünk ki, melyek alkalmasak különböző ipari alapanyagok és késztermékek minősítésére gázáteresztő-képesség és gázmegkötő-képesség szempontjából. A kifejlesztett módszerek a fotoakusztikus illetve fototermális gázdetektálás elvén alapulnak. A kifejlesztett mérési eljárások akár extrém körülmények pl. nagy nyomás (max. 650 bar) és magas hőmérséklet (max. 150 C) között is megbízható mérési eredmények szolgáltatására alkalmasak. Többféle mérési elrendezést és detektor konstrukciót fejlesztettünk ki, köztük egy, extrém alacsony áteresztőképességek mérésére alkalmas rendszert (ún. integráló cella). A következő gázokra igazoltuk az általunk kifejlesztett mérőmódszer alkalmazhatóságát: metán, vízgőz, szén-dioxid, ammónia, kénhidrogén és oxigén. A módszerhez jelentős matematikai apparátust is kifejlesztettünk, melynek segítségével a gázáteresztő-képességi anyagi paraméterek nagy pontossággal meghatározhatók, illetve a mérés esetleges hibái egzakt módon detektálhatók. A módszert nemcsak síklapok, hanem csövek mérésére is alkalmassá tettük. Eredményeinket nemzetközi tudományos folyóiratokban és szakmai konferenciákon ismertettük. A létrejött eredmények és hasznosításuk A kifejlesztett módszerre alapozva a Hilase Kft. (a Szegedi Tudományegyetem 2004-ben alapított spin-off cége) mérési szolgáltatások végzésére alkalmas laboratóriumot alakított ki. 21

22 Az alprogramban közreműködő ipari partnerekkel együttműködve a közvetlen piaci hasznosítási fázisig eljutó fejlesztések az alábbiakban összegezhetők: Eredmény Eredmény megnevezése típusa SZTE (2.3.) Technológia Fototermális gázdetektálási módszeren alapuló gázáteresztőképesség-mérési technológia SZTE (2.3.) Prototípus Szigetelő (extrém alacsony áteresztőképességű) anyagokat vizsgáló fotoakusztikus gázáteresztőképesség-mérő berendezés SZTE (2.3.) Prototípus többcsatornás fotoakusztikus gázáteresztőképesség-mérő berendezés SZTE (2.3.) Szolgáltatás Fotoakusztikus kén-hidrogén áteresztőképesség mérés SZTE (2.3.) Szolgáltatás Fotoakusztikus vízgőzáteresztőképesség-mérés SZTE (2.3.) Szolgáltatás Fotoakusztikus szén-dioxid áteresztőképesség mérés SZTE (2.3.) Szolgáltatás Fotoakusztikus metán áteresztőképesség mérés SZTE (2.3.) Alkalmazás Fototermális gázdetektálási módszer alkalmazása gázáteresztőképesség-mérésekben SZTE (2.3.) Technológia Fotoakusztikus gázdetektálási módszeren alapuló gázáteresztőképesség-mérési technológia SZTE (2.3.) Prototípus Fotoakusztikus gázáteresztőképesség-mérő berendezés SZTE (2.3.) Alkalmazás Fotoakusztikus gázdetektálási módszer alkalmazása gázáteresztőképesség-mérésekben Célcsoportja, hasznosítás iránya Gumi- és csomagolástechnikai, olajipari cégek Gumi- és csomagolástechnikai, olajipari cégek Gumi- és csomagolástechnikai, olajipari cégek Gumi- és csomagolástechnikai, olajipari cégek Gumi- és csomagolástechnikai, olajipari cégek Gumi- és csomagolástechnikai, olajipari cégek Gumi- és csomagolástechnikai, olajipari cégek Gumi- és csomagolástechnikai, olajipari cégek Gumi- és csomagolástechnikai, olajipari cégek Gumi- és csomagolástechnikai, olajipari cégek Gumi- és csomagolástechnikai, olajipari cégek 2.4. Fotoelektromosan aktív nanoszerkezetek Projektvezető: Prof. Dr. Dombi András Az alprojekt célja Projektünk célja az volt, hogy a napfény hatására környezeti molekulákat átalakító fotokatalizátorok előállítására és rögzítésére dolgozzunk ki új eljárásokat. Kutatásaink során az öntisztító üveg elvére építve tanulmányoztuk a nagyhatékonyságú oxidációs eljárások környezet- és egészségvédelmi alkalmazásait. Célunk az ózonon, UV és VUV sugárzáson, 22

23 hidrogén peroxidon és heterogén fotokatalízisen alapuló oxidációs eljárások hatékonyságának és költségigényességének összehasonlítása, valamint új szennyezőlebontó és fertőtlenítő eljárások, berendezések kidolgozása, illetve kifejlesztése volt. Célunk volt az ivó- és szennyvizek klórozási melléktermékeinek csökkentésére alkalmas eljárások továbbfejlesztése is. Az elvégzett feladatok Vállalt kutatási feladataink szerint vizek és levegő szerves szennyezőinek eltávolítására alkalmas ún. Nagyhatékonyságú Oxidációs Eljárások (Advanced Oxidation Processes, AOPs) terén végeztünk kutatásokat és fejlesztéseket. Ennek során eljárásokat dolgoztunk ki hatékony és napsugárzással gerjeszthető fotokatalizátorok előállítására és felhasználására. A katalizátor előállítás során lánghidrolitikus és csapadékképződésen alapuló módszereket használtunk. Új eljárást dolgoztunk ki a katalizátorok felületeken való rögzítésére, immobilizálására, ami lehetővé teszi öntisztító és fertőtlenítő felületek előállítását. Nagylaboratóriumi méretű víztisztító berendezést terveztünk, építettünk és üzemeltünk be, amivel eredményesen távolítottunk el szennyezőket napsugárzás alkalmazásával. A fotokatalitikus módszereket összehasonlítottuk más AOP-kel, így UV és VUV sugárzást, ózont és ezek kombinációit alkalmazó eljárásokkal. Az általunk előállított, nemesfémekkel módosított felületű TiO 2 fotokatalizátorokkal bizakodásra okot adó hatékonysággal tudtunk hidrogént előállítani. Kutatásaink eredményeiből 9 publikáció jelent meg nemzetközi folyóiratokban (összesített impakfaktoruk 23.9), 26 előadás hangzott el zömében nemzetközi konferenciákon. Egy munkatársunk a projekt futamideje alatt szerzett akadémiai doktori (DSc) és egy munkatársunk doktori fokozatot (PhD). Jelentős eredményeket értünk el a szénhidrogének és alkoholok átalakításában hasznosabb vegyületekké. Új felismerésekkel gazdagítottuk a NO katalitikus kémiáját, valamint a CO oxidációját hidrogén jelenlétében. Kimutattuk, hogy a hordozó alapvetően befolyásolja a metanol reakcióját Mo 2 C-on. ZSM az aromatizációt, míg a szén-hordozó a hidrogén képződést segíti elő. A titán-dioxidra felvitt karbid, fém és bimetallikus rendszereken (Au, Rh, Mo) a szénhidrogén, alkohol és CO átalakulás jól tanulmányozható az ipari felhasználás szempontjából is. A létrejött eredmények és hasznosításuk A képződő szellemi termékek iparjogi védelme és a kifejlesztett termékeket hasznosító spinoff vállalkozás alapítása folyamatban van. Nemzetközi együttműködések, a Nanotechnológia Alprogramban folyó kutatások továbbvitele érdekében tett további intézkedések A KNRET Nanotechnológia Alprogram kutatásainak folytatására több, az elmúlt években megvalósult, illetve folyamatban lévő nemzetközi együttműködés is hatással van. A világításés a szenzortechnikán kívül kiemelendő az orvosi célú fejlesztők részéről való érdeklődések, ami a Nanotechnológia és az Egészségügy Alprogram kutatásainak integrációjához vezet. A Nanotechnológia Alprogramban folyó kutatások továbbvitele érdekében kutatóink folyamatosan tájékoztatják a Menedzsmentet aktuális kutatás-fejlesztési elképzeléseikről és ezek lehetséges célcsoportjairól annak érdekében, hogy átfogó üzletfejlesztési program keretében új projektek generálódjanak. A kutatások továbbvitele érdekében elért eddigi eredmények az alábbiakban összegezhetők: 23