PhD. Study Program: Chemical Engineering and Technologies:

Inorganic Technology and Non-metallic Materials – general information

Graduates of PhD study program in the field of Inorganic Technology and Non-metallic Materials gain deep knowledge on scientific methods of research related to preparation of new types of non-metallic inorganic materials, with special focus on glass, ceramics, and surface modification of a broad range of various materials, including biomaterials. Graduates are able to solve problems related to inorganic technologies, development and characterization of new materials. They have special knowledge in the field of glass, inorganic binders, ceramic and refractory materials and inorganic additives. They have deep theoretical knowledge in the field of thermodynamics and kinetics and are capable of solving challenging engineering problems in technical practice. Graduates understand methods of studying structures as well as materials characteristics. They speak foreign languages, actively use computer and information systems, are able to work actively in teams, plan their own development within their research field and execute project management. Gained knowledge represents an excellent basis for obtaining a job either in academic or industrial research and development.

What we offer:

Unique opportunity to participate in the research center created by European project integrating significant international knowhow and experience. with access to up to 1-year internships with FunGlass international partners at their home sites in Germany, Italy or Spain under supervision of world leading scientists,
individual training plans including not only scientific but also complementary competencies,
scholarships to cover living cost for 1 person during study,
access and training on high-end laboratories and equipment/techniques; for full list see https://www.funglass.eu/equipment/,
program of visiting scientists/lectures, workshops,
conferences, teambuilding activities
Slovak language classes, English competence program, PhD internal grants
More info: https://www.funglass.eu/study-programs/doctoral-study/

To apply:

Send e-mail to admission.funglass@tnuni.sk with chosen PhD. dissertation thesis topic (only 1) and you will get e-mail information about application process
Application deadline: January 12^th, 2026

PhD admission interviews: January 26^th – January 30^th, 2026

Registration for study on site (in Trenčín, Slovakia): September-October 2026

Dissertation topics 2026/2027:

1. Developing Rare-Earth-Free Functional High-Entropy Oxide Ceramics for Energy Storage via Machine Learning-Assisted CALPHAD / Vývoj funkčných oxidových keramík stabilizovaných vysokou entrópiou neobsahujúcich prvky vzácnych zemín pre ukladanie energie pomocou kombinácie strojového učenia a CALPHAD

Supervisor: prof. D. Galusek, FunGlass, Slovakia

Co – supervisor: Dr. Ali Talimian, FunGlass, Slovakia

Abstract: High-Entropy Oxides (HEOs) are multi-cation materials stabilized by configurational entropy, with unique defect chemistry, tunable electronic properties, and thermal stability, making them promising for energy storage applications like solid-state batteries and supercapacitors. However, the development of high-entropy oxides (HEOs) predominantly relies on the utilization of rare-earth elements (REEs), which raises concerns regarding both sustainability and economic feasibility. Although designing REE-free high-entropy oxide (HEO) ceramics with enhanced ionic conductivity and electrochemical performance is a critical objective for future energy applications, the development of such ceramics has predominantly relied on extensive trial-and-error methodologies, which are often lengthy and costly, resulting in limited success.

Recent advances in ML-CALPHAD integration offer unprecedented opportunities to accelerate design by combining physics-based models with data-driven surrogates, enabling rapid exploration of complex oxide systems and overcoming bottlenecks in the development of innovative HEO ceramics. This dissertation project aims to: (i) design and optimize REE-free HEO compositions, with emphasis on high ionic conductivity and structural stability, (ii) develop a machine learning-assisted CALPHAD workflow for predicting phase equilibria and defect chemistry in REE-free HEOs, and (iii) validate computational predictions experimentally. To this end, the methodology will include:

Constructing a thermodynamic database for transition-metal-based oxides using CALPHAD and first-principles data.
Developing a Machine Learning Surrogate Model by, for example, training Random Forest and Deep Neural Network models on CALPHAD outputs to predict phase stability and key properties across vast compositional spaces.
Implement ML-assisted optimization algorithms to identify compositions maximizing ionic conductivity and minimizing thermal expansion.
Validating the optimized compositions by synthesizing the candidate HEO ceramics (using, e.g., solid-state or combustion synthesis) and characterization thereof, including electrochemical performance using impedance spectroscopy and cyclic voltammetry

This study will contribute to developing a comprehensive framework that facilitates the accelerated design of rare-earth-free high-entropy oxide (HEO) ceramics optimized for energy storage applications, utilizing machine learning-validated CALPHAD methods corroborated by experimental results. The findings are expected to advance the AI-driven discovery of novel materials and pave the way for rapid innovation within ceramic systems.

Keywords: High-Entropy Oxides (HEOs); Machine Learning (ML); CALPHAD; Ionic Conductivity; Electrochemical Characterization

Abstrakt: Vysokoentropické oxidy (HEO) sú viac-katiónové materiály stabilizované konfiguračnou entropiou, ktoré sa vyznačujú jedinečnou chémiou defektov, modifikovateľnými vlastnosťami a vysokou tepelnou stabilitou, čím sa stávajú bhodnými kandidátmi pre aplikácie v oblasti ukladania energie, ako sú tuhé batérie a superkondenzátory. Vývoj oxidov stabilizovaných vysokou entropiou však vo veľkej miere závisí od využívania prvkov vzácnych zemín (REE), čo vplýva na udržateľnosť a ekonomickú realizovateľnosť príslušných technológií. Hoci vývoj HEO bez REE a s vysokou iónovou vodivosťou a elektrochemickým výkonom predstavuje kľúčový cieľ pre budúce energetické aplikácie, vývoj takýchto keramík sa doteraz opieral najmä o zdĺhavé a nákladné metódy pokusov a omylov, ktoré priniesli len obmedzené výsledky.

Nedávne pokroky v integrácii ML-CALPHAD ponúkajú bezprecedentné možnosti urýchliť návrh kombináciou fyzikálnych modelov s dátovo riadenými náhradnými modelmi, čo umožňuje rýchly prieskum komplexných oxidových systémov a prekonanie úzkych miest vo vývoji inovatívnych HEO keramík. Cieľom tejto dizertačnej práce je: (i) navrhnúť a optimalizovať zloženia HEO bez REE so zameraním na vysokú iónovú vodivosť a štrukturálnu stabilitu, (ii) vyvinúť strojový učením podporovaný pracovný postup na predikciu fázových rovnováh a defektovej chémie v HEO bez REE a (iii) experimentálne overiť výpočtové predikcie. Na tento účel bude metodológia zahŕňať:

Vytvorenie termodynamickej databázy pre oxidy na báze prechodných kovov pomocou CALPHAD a ‘first principle’ dát.
Vývoj modelu strojového učenia, napríklad trénovaním modelov Random Forest a hlbokých neurónových sietí na výstupoch CALPHAD na predikciu fázovej stability a kľúčových vlastností v rozsiahlych kompozičných priestoroch.
Implementáciu optimalizačných algoritmov podporených ML na identifikáciu zložení maximalizujúcich iónovú vodivosť a minimalizujúcich teplotnú rozťažnosť.
Overenie optimalizovaných zložení syntézou najvhodnejších kandidátov navrhnutých modelom (napr. Syntézou v tuhej fáze alebo spaľovacej syntézy) a ich charakterizáciou vrátane elektrochemického výkonu pomocou impedančnej spektroskopie a cyklickej voltametrie.

Práca prispeje k vytvoreniu komplexného rámca, ktorý uľahčí zrýchlený návrh HEO keramík bez obsahu prvkov vzácnych zemín optimalizovaných pre aplikácie v oblasti ukladania energie, využívajúc metódy CALPHAD overené strojovým učením a podporené experimentálnymi výsledkami. Očakáva sa, že zistenia prispejú k rozvoju objavovania nových materiálov riadeného umelou inteligenciou a otvoria cestu k rýchlej inovácii v oblasti keramických systémov.

Kľúčové slová: Vysokoentropické oxidy (HEO); Strojové učenie (ML); Termodynamické modelovanie (CALPHAD); Iónová vodivosť; Elektrochemická charakterizácia

2. AI-Assisted Surface Engineering of Oxide Glasses to Optimize Bonding and Chemical Release / Umelou inteligenciou podporovaný vývoj oxidových skiel s cieľom optimalizovať väzbu a uvoľňovanie chemických látok z povrchu

Supervisor: prof. D. Galusek, FunGlass, Slovakia

Co – supervisor: Dr. A. Talimian, FunGlass, Slovakia

Abstract: Oxide glasses such as silicate, phosphate, and borates are promising for surface functionalization via modification of non-bridging oxygen (NBO) or hydroxyl groups, enabling tailored binding of molecules for applications in pharmaceuticals, sensors, and agriculture. Surface treatments like hydroxylation, silanization, ion exchange, and coatings enhance such functionalities. Developing functional glasses is, however, challenging due to the complex interplay of process parameters—including composition, chemistry, environment, and release profiles, creating a vast design space. Advances in high-throughput methods and machine learning techniques, such as Bayesian optimization and neural networks, facilitate predictive control and accelerate the development of novel glass materials and processing techniques.

This PhD proposal aims to develop an AI-driven framework to predict surface functionalization of oxide glasses and optimize chemical release profiles. The approach involves mapping the design space, considering factors like glass composition, surface treatments, and environments, building predictive machine learning models for release dynamics, and optimizing material properties. To this end, the methodology includes:

Synthesis, characterization, and functionalization of glasses with diverse compositions, analyzing surface chemistry, topology, and the development of libraries and digital twins.
Quantifying and standardizing the bonding and release of chemicals such as urea, NH₄Cl, KH₂PO₄ using static and flow-through release studies.
Developing various machine learning models corresponding to different glass surface-molecule bonding or release kinetics
Building a closed-loop design and optimization by implementing a Bayesian/multi-objective genetic algorithm and validating top candidates.

This study will provide a curated, machine-learning-ready database of glass surfaces and their functionalization, along with validated models for predicting surface interactions and chemical release kinetics across different glass families.

Keywords: Oxide Glasses; Surface Functionalization; Chemical Release Kinetics Bayesian Optimization; Machine Learning (ML)

Abstrakt: Oxidové sklá (kremičitanové, fosforečnanové a boritanové), predstavujú perspektívne materiály pre povrchovú funkcionalizáciu prostredníctvom modifikácie nemôstikových kyslíkov (NBO) alebo hydroxylových skupín, čím umožňujú cielené naviazanie molekúl pre rôzne aplikácie, ako sú farmácia, senzorika a poľnohospodárstvo. Povrchové úpravy, ako hydroxylácia, silanizácia, iónová výmena a povlakovanie, menia a rozširujú tieto funkcionality. Vývoj takto funckionalizovaných skiel je však náročný vzhľadom na komplexnú interakciu procesných parametrov – vrátane zloženia, chemického správania, prostredia a profilov uvoľňovania. Pokrok v oblasti metód vysokopriepustného testovania a v technikách strojového učenia, ako je Bayesovská optimalizácia a neurónové siete, umožňujú prediktívne riadenie a urýchľujú vývoj nových sklených materiálov a ich výrobných technológií.

Projekt dizertačnej práce si kladie za cieľ vyvinúť umelou inteligenciou riadený system na predikciu povrchovej funkcionalizácie oxidových skiel a optimalizáciu profilov uvoľňovania jednotlivých zložiek skla, prípadne anorganických molekúl naviazaných na jeho povrchu v kvapalnom prostredí. Prístup zahŕňa mapovanie návrhového priestoru so zohľadnením faktorov, ako sú zloženie skla, povrchové úpravy a prostredie, budovanie prediktívnych modelov strojového učenia pre dynamiku uvoľňovania a optimalizáciu materiálových vlastností. Na dosiahnutie tohto cieľa bude projekt dizertačnej práce zameraný na:

Syntézu, charakterizáciu a funkcionalizáciu skiel s rôznym zložením, povrchovú chemickú analýzu, analýzu topológie, a vývoj knižníc a digitálnych dvojčiat.
Experimentálnu kvantifikáciu a štandardizáciu naviazania a uvoľňovania chemických lítok, ako sú močovina, NH₄Cl, KH₂PO₄, pomocou statických a prietokových lúžiacich testov.
Vývoj rôznych modelov strojového učenia zodpovedajúcich rôznym mechanizmom naviazania molekúl na povrch skla alebo kinetike ich uvoľňovania.
Budovanie uzavretého návrhového a optimalizačného cyklu implementáciou Bayesovskej/multiobjektívnej genetickej optimalizácie s validáciou najlepších kandidátov.

Výsledkom štúdie bude databáza ako zdroj pre strojové učenie zameraný na povrchy skiel a ich funkcionalizáciu, spolu s validovanými modelmi na predikciu povrchových interakcií a kinetiky chemického uvoľňovania naprieč rôznymi skupinami skiel.

Kľúčové slová: Oxidové sklá; Povrchová funkcionalizácia; Kinetika uvoľňovania chemických látok; Bayesovská optimalizácia; Strojové učenie (ML)

3. Designing Damage-Tolerant Ceramics: AI-Assisted Multi-Objective Method to Achieve Contact Damage Resistance / Keramika odolná voči poškodeniu: vývoj metódy viacúčelovej optimalizácie podporenej umelou inteligenciou pre zvýšenie odolnosti voči kontaktnému poškodeniu

Supervisor: Dr. Ali Talimian, FunGlass, Slovakia

Co-supervisor: Dr. Ali Najafzadeh, FunGlass, Slovakia

Abstract: Engineered oxide ceramics such as Al₂O₃, MgAl₂O₄, ZrO₂, and Mullite are vital in optics, electronics, and bioimplants. However, their brittleness, susceptibility to scratches, and microstructure-dependent fracture limit their use. While advancements in ceramic processing have led to the creation of damage-tolerant laminar ceramics, the development of more durable ceramics is lengthy. This is due to the lack of quantitative understanding of surface damage and its correlation with microstructural features or residual stress distributions. Furthermore, the success of using AI-assisted methods like Bayesian optimization and physics-informed frameworks to produce damage-tolerant ceramics depends on a thorough, closed-loop integration of AI with experimental data on microstructural features and mechanical performance. This PhD aims to establish an AI-experimental synergy focused on multi-objective optimization of processing and properties of ceramics. The primary objective is to develop and validate an AI-assisted inverse design framework that predicts processing-microstructure pathways enabling dense ceramics with high scratch/contact-damage resistance. To this end, our strategy relies on: (i) constructing a unified, ML-ready database combining processing parameters and mechanical properties of laminar ceramics, (ii) developing a multi-objective optimizer (e.g., Bayesian optimization with constraints) to perform inverse designs, and (iii) realizing closed-loop experimental validation on lamiar monolithic and multi-material Al₂O₃, ZrO₂, and MgAl₂O₄ systems. In doing this, the methodology will include:

Collecting data and constructing a database on the processing properties of Al₂O₃, ZrO₂, and MgAl₂O₄, and quantifying the correlations among various parameters, and curating metadata and uncertainties,
Developing a multi-objective inverse design framework by implementing Pareto-front Bayesian optimization with the target of minimizing processing time/temperature, maximizing fracture energy, and scratch/indentation critical loads
Closed-loop Validation and knowledge extraction by experimental production of candidates proposed by the AI mode, test them, and feed results back for model calibration.

This study will result in a validated inverse-design framework that is expected to deliver Pareto-optimal laminar ceramics with a significant improvement in fracture toughness. Moreover, it will provide mechanistic insights into the relationships among microstructure, residual stress, and contact damage tolerance in laminar ceramics.

Keywords: Laminar Ceramics; Machine Learning (ML); Fracture Toughness; Bayesian Optimization; Microstructural Characterization

Abstrakt: Inžinierska oxidová keramika, ako Al₂O₃, MgAl₂O₄, ZrO₂ a mullit, zohráva kľúčovú úlohu v optike, elektronike a bioimplantátoch. Ich využitie je však obmedzené krehkosťou, náchylnosťou na poškriabanie a závislosťou lomového správania od mikroštruktúry. Hoci pokrok v spracovaní keramiky viedol k vývoju vrstevnatej keramiky odolnej voči poškodeniu, vývoj odolnejšej keramiky je časovo náročný. Dôvodom je nedostatok kvantitatívneho porozumenia povrchového poškodenia a jeho vzťahu k parametrom mikroštruktúry alebo distribúcii zvyškových napätí.

Úspech metód podporených umelou inteligenciou, ako je Bayesovská optimalizácia, pri vývoji keramiky odolnej voči poškodeniu závisí od dôkladného prepojenia AI s experimentálnymi údajmi o mikroštruktúre a mechanických vlastnostiach. Cieľom tejto doktorandskej práce je prepojiť AI s experimentom s cieľom optimalizovať prípravu a vlastností keramiky. Hlavným cieľom je vytvoriť rámec pre inverzný AI podporený návrh, ktorý predpovedá vhodné metódy prípravy hutnej keramiky s vysokou odolnosťou voči poškriabaniu a kontaktnému poškodeniu. Tento cieľ sa dosiahne (1) Vytvorením databázy pre strojové učenie, ktorá kombinuje parametre prípravy a mechanické vlastnosti vrstevnatej keramiky, (2) vývoj viaccieľového optimalizačného nástroja (napr. Bayesovská optimalizácia s obmedzeniami) na vytvorenie inverzného návrhu, (3) experimentálne overenie na vrstevnatých monolitických a viaczložkových systémoch Al₂O₃, ZrO₂ a MgAl₂O₄ poskytujúcich spätnú väzbu pre model.

Metodológia zahŕňa:

Zber údajov a vytvorenie databázy o podmienakch prípravy a vlastnostiach Al₂O₃, ZrO₂ a MgAl₂O₄, kvantifikáciu korelácií medzi rôznymi parametrami a kuráciu metadát a neistôt,
Vytvoernie viaccieľového rámca pre inverzný dizajn prostredníctvom Bayesovskej optimalizácie pre Pareto optimálne materiály so zameraním na minimalizáciu času/teploty spracovania, maximalizáciu lomovej energie a kritických zaťažení pri poškriabaní/indentácii,
Spätnú väzbu pre validáciu a extrakcie poznatkov prostredníctvom experimentálnej prípravy systémov navrhnutých AI modelom, ich testovanie a spätné použitie výsledkov na kalibráciu modelu.

Výsledkom práce bude overený rámec inverzného návrhu, ktorého výsledkom bude Pareto-optimálna laminárna keramika so zvýšenou lomovou húževnatosťou. Práca poskytne mechanistické poznatky o vzťahoch medzi mikroštruktúrou, zvyškovým napätím a odolnosťou voči kontaktnému poškodeniu vo vrstevnatých keramikách.

Kľúčové slová: Vrstevnatá keramika; Strojové učenie (ML); Lomová húževnatosť; Bayesovská optimalizácia; Mikroštruktúrna charakterizácia

4. Advanced glass technologies: Sustainable innovation through material science and design / Udržateľné inovácie v oblasti skla: Prepojenie materiálového výskumu a dizajnu

Supervisor: Dr. Dagmar Galusková, FunGlass, Slovakia

Abstract: This student project explores the identification and characterization of advanced glass technologies on a laboratory scale, with a focus on their potential integration into material design and artistic expression. The research aims to bridge scientific innovation with creative disciplines, fostering interdisciplinary collaboration that supports sustainable development and circular economy principles within the Slovak Republic, with potential expansion to EU countries.

The project investigates novel glass compositions, recycling methods, and fabrication techniques that enhance material performance while reducing environmental impact. Emphasis is placed on the reuse of industrial and post-consumer glass waste, transforming it into high-value materials suitable for both functional and aesthetic applications. Through experimental work, student will analyze the physical, chemical, and optical properties of glass samples, and assess their suitability for use in architectural elements, product design, and contemporary art installations.

A key component of the project is the socio-cultural dimension, examining how traditional Slavic craftsmanship and modern ecological awareness can converge to inspire new forms of sustainable material use. The outcomes are expected to contribute to regional strategies for circular economy implementation, while promoting innovation in art and design education.

Candidate Profile:

The ideal candidate should demonstrate:

A strong interest in materials science, sustainability, and artistic innovation.
Basic laboratory skills and willingness to engage in hands-on experimental work.
Creativity and openness to interdisciplinary collaboration.
Awareness of environmental challenges and circular economy principles.
Motivation to explore the cultural context in relation to material use and design.
Independence in identifying trans-tech-art ideas

Keywords: glass technology; design; waste recycling

Abstrakt: Cieľom dizertačnej práce je identifikácia a charakterizácia pokročilých technológií výroby skla v laboratórnych podmienkach, s dôrazom na ich potenciálne využitie v oblasti dizajnu a umeleckého vyjadrenia. Cieľom výskumu je prepojiť vedecké inovácie s kreatívnymi disciplínami a podporiť interdisciplinárnu spoluprácu, ktorá prispeje k udržateľnému rozvoju. Pri vývoji nových typov skiel sa do procesu zahrnie opätovné využitie priemyselného a spotrebiteľského skleného odpadu. Tento odpad je možné premeniť na hodnotné materiály vhodné na funkčné aj estetické využitie. Prostredníctvom experimentálnej práce bude študent analyzovať fyzikálne, chemické a optické vlastnosti skiel. Posúdi a zhodnotí sa ich vhodnosť pri návrhu architektonických prvkov, v produktovom dizajne alebo v umeleckom vyjadrení.

Kľúčovou súčasťou projektu je aj sociálno-kultúrny rozmer, ktorý skúma, ako sa môže tradičné remeslo prepojiť s moderným ekologickým myslením a inšpirovať nové formy udržateľného využívania materiálov. Očakáva sa, že výsledky projektu prispejú k regionálnym stratégiám implementácie obehového hospodárstva a zároveň podporia inovácie vo vzdelávaní v oblasti umenia a dizajnu.

Profil kandidáta:

Ideálny kandidát by mal preukázať:

Silný záujem o materiálové vedy, udržateľnosť a inovácie.
Základné laboratórne zručnosti a ochotu zapojiť sa do experimentálnej práce.
Kreativitu a otvorenosť k interdisciplinárnej spolupráci.
Povedomie o environmentálnych výzvach a princípoch obehového hospodárstva (circular economy).
Motiváciu skúmať kultúrny kontext v súvislosti s využitím materiálov a dizajnom.

Samostatnosť pri hľadaní inovatívnych prepojení medzi technológiou, umením a dizajnom.

Kľúčové slová: technológia skla; dizajn; recyklácia odpadov

5. Next-generation reference glasses for reliable chemical analysis of solid samples/ Referenčné sklá novej generácie pre spoľahlivú chemickú analýzu tuhých vzoriek

Supervisor: Dr. Dagmar Galusková, FunGlass, Slovakia

Co – supervisor: Dr. Hana Kaňková, FunGlass, Slovakia

Abstract: A persistent challenge in the application of analytical methods (e.g. LA-ICP-MS, LIBS, EPMA, and micro X-ray fluorescence (µXRF)) is the identification of suitable reference standards whose chemical composition and analyte concentrations closely match those of the samples under investigation. In many cases, the lack of appropriate standards renders accurate and reliable analysis difficult or unattainable.

This PhD project will address that gap by proposing the design and synthesis of homogeneous glass materials with controlled concentrations of elements of interest. These materials are intended to serve as reference materials for direct solid-state analytical techniques. The reference glass materials developed during PhD project will characterized by their high degree of homogeneity and stable physical and chemical properties. These attributes will ensure their suitability for precise and reproducible chemical characterization either of raw materials and derived products, or for quality control in glass production. The materials will be designed for the analysis of mineral resources critical to emerging technologies and alternative energy systems, as well as for the detection and quantification of trace impurities in such resources.

Keywords: standard, melting, chemical analysis

Abstrakt Identifikácia vhodných referenčných materiálov, ktorých chemické zloženie a koncentrácie analytov čo najvernejšie zodpovedajú analyzovaným vzorkám, je výzvou pri aplikácii analytických metód, ako sú LA-ICP-MS, LIBS, EPMA a mikro-röntgenová fluorescenčná analýza (µXRF)). V mnohých prípadoch absencia adekvátnych štandardov znemožňuje presnú a spoľahlivú analýzu.

Cieľom dizertačnej práce bude návrh, príprava a charakterizácia homogénnych sklených materiálov s kontrolovaným obsahom vybraných prvkov. Tieto materiály budú slúžiť ako referenčné materiály pre priamu analýzu tuhých vzoriek pomocou moderných analytických techník.

Referenčné sklené materiály pripravené v rámci dizertačnej práce sa budú vyznačovať vysokým stupňom chemickej homogenity s definovanými fyzikálnymi vlastnosťami. Cieľom je pripraviť materiály, ktoré budú vhodné pre presné a opakovateľné určovanie chemického zloženia rôznych surovín aj finálnych produktov. Zároveň nájdu uplatnenie pri kontrole kvality počas výroby skla. Budú navrhnuté tak, aby umožnili spoľahlivú analýzu nerastných surovín, ktoré sú dôležité pre vývoj moderných technológií a obnoviteľných zdrojov energie, ako aj pre identifikáciu nečistôt v týchto materiáloch.

Zručnosti: príprava materiálov tavením a spekaním, prvková analýza (stanovenie chemického zloženia).

Kľúčové slová: štandard, tavenie, chemická analýza

6. Method development for evaluation of bio-activity of materials with laser ablation ICP-MS / Vývoj metódy hodnotenia bio-aktivity materiálov s využitím laserovej ablácie ICP-MS

Supervisor: Dr. Hana Kaňková, FunGlass, Slovakia

Co – supervisors: Dr. Dagmar Galusková, FunGlass, Slovakia

Abstract: The thesis project will focus on method/protocol development for the characterization and elemental mapping of corrosion products formed during leaching tests on materials for bio-applications (BG) including elemental imaging by laser ablation ICP-MS of single cells after BG testing. Applicability of proposed method/protocol will be verified by determining the distribution of dopants in the prepared 3D scaffolds before and after testing, mapping the composition of the hydroxyapatite (HAP) phase and the HAP-BG interface and scaffolds after tests The novelty of the PhD projects will be in linking evaluation methods using data from the biological and chemical testing of materials at in vitro conditions.

Activities:– Preparation of materials for 3D printing.

– Preparation of 3D scaffolds.

– Characterization of 3D scaffolds using laser ablation ICP-MS.

– Leaching tests in different media.

– Mapping corrosion products using laser ablation.

– Mapping the distribution of elements in cells after scaffold testing

Keywords: laser ablation, scaffolds, 3D printing, HAP analysis, cell analysis

Abstrakt: Dizertačný projekt bude zameraný na vývoj metódy pre charakterizáciu a prvkové mapovanie produktov korózie vzniknutých v priebehu lúžiacich testov bio-aktívnych materiálov (BG), vrátane zobrazovania prvkov pomocou laserovej ablácie ICP-MS v bunkách po testovaní BG. Aplikovateľnosť navrhnutej metódy sa využije a overí na určenie distribúcie dopantov v pripravených 3D skafoldoch pred a po testovaní, mapovanie zloženia hydroxyapatitovej (HAP) fázy a rozhrania HAP – BG a pôvodného skafoldu. Prínos spočíva v prepojení a zjednotení vyhodnocovacej metódy využívajucej údaje z biologického a chemického testovania materiálov za in vitro podmienok.

Aktivity:

Príprava materiálov pre 3D tlač.
Príprava 3D skafoldov.
Charakterizácia 3D skafoldov pomocou laserovej ablácie ICP-MS.
Lúžiacie testy v rôznych médiách.
Mapovanie koróznych produktov pomocou laserovej ablácie.
Mapovanie distribúcie prvkov v bunkách po testovaní skafoldov

Zručnosti, požiadavky: laboratórna zručnosť, prvková analýza (ICP), 3D tlač

Kľúčové slová: laserová ablácia, skafoldy, 3D tlač, HAP charakterizácie, analýza buniek

7. High-Temperature Performance and Durability of Dy-Stabilized Zirconia Thermal Barrier Coatings / Vysokoteplotná odolnosť tepelných bariérových povlakov na báze Dy-stabilizovaného ZrO2

Supervisor: Assoc. Prof. Amirhossein Pakseresht, Funglass, Slovakia

Co-supervisor: Dr. Anusha Sekar

Advisor/ Consultant: Dr. Richard Trache, Treibacher company

Abstract: The increasing demand for faster and more efficient propulsion systems has intensified the need for advanced thermal barrier coatings (TBCs) with superior thermal stability, sintering resistance, and chemical durability compared to conventionally used yttria-stabilized zirconia (YSZ). Among emerging candidates, dysprosia-stabilized zirconia (Dy₂O₃–ZrO₂) stands out due to its low thermal conductivity, enhanced phase stability at high temperatures, and improved resistance to CMAS (calcium–magnesium–alumino–silicate) corrosion. The incorporation of Dy³⁺ ions into the zirconia lattice reduces phonon transport and mitigates the undesirable phase transformations observed in YSZ-based coatings, thereby extending the service life of TBCs under severe thermal gradients. Despite these advantages, systematic research on Dy-based zirconia coatings in realistic TBC environments remains limited. Therefore, this project aims to develop, optimize, and evaluate the performance of Dy₂O₃–ZrO₂ coatings as next-generation TBC materials. The research will include powder synthesis and characterization, the determination of suitable deposition methods such as air plasma spraying (APS) or suspension plasma spraying (SPS) and systematic study of microstructural evolution with temperature, as well as their thermo-mechanical properties and CMAS resistance under both isothermal and cyclic thermal conditions. Comparative assessments of conventional YSZ and other rare earth stabilized zirconia’s will be performed to identify the key compositional and processing parameters affecting the durability of coatings. Overall, the study aims to understand and establish Dy₂O₃-stabilized zirconia and related co-doped systems as feasible alternative materials for long-life, high-efficiency thermal barrier coatings for advanced gas-turbine engine environments.

Keywords: Thermal barrier coatings, Dysprosia stabilized zirconia, yttria stabilized zirconia , CMAS resistant

Abstrakt: Rastúce požiadavky na rýchlejšie a efektívnejšie pohonné systémy zvýšili dopyt po pokrokových tepelných bariérových povlakoch (TBC) s vyššou tepelnou stabilitou, chemickou odolnosťou a odolnosťou voči spekaniu v porovnaní s bežne používaným ytriom-stabilizovaným ZrO2 (YSZ). Spomedzi nových kandidátov vyniká dyspróziom-stabilizovaný oxid zirkoničitý (Dy₂O₃–ZrO₂) a to vďaka svojej nízkej tepelnej vodivosti, vyššej fázovej stabilite pri vysokých teplotách a zvýšenej odolnosti voči CMAS (CaO-MgO-Al2O3-SiO2) korózii. Začlenenie Dy³⁺ iónov do ZrO2 mriežky znižuje prenos fonónov a tým potláča nežiaduce fázové premeny v YSZ povlakoch, čím sa predlžuje životnosť TBC pri vysokých teplotných gradientoch. Napriek týmto výhodám je systematický výskum povlakov na báze Dy-ZrO2 v reálnych TBC prostrediach stále nedostatočný. Cieľom tohto projektu je preto vyvinúť, optimalizovať a vyhodnotiť výkonnosť Dy₂O₃–ZrO₂ povlakov ako TBC materiálov novej generácie. Výskum bude zahŕňať syntézu a charakterizáciu prášku, stanovenie vhodných metód nanášania, napr. atmosférické plazmové striekanie (APS) alebo suspenzné plazmové striekanie (SPS), a taktiež systematické štúdium vývoja mikroštruktúry v závislosti od teploty, ako aj ich termomechanické vlastnosti a odolnosť voči CMAS za izotermických aj cyklických teplotných podmienok. Komparatívne hodnotenia konvenčných YSZ a iných ZrO2 povlakov stabilizovanými prvkami vzácnych zemín budú vykonané s cieľom identifikovať kľúčové parametre zloženia a prípravy, ktoré ovplyvňujú životnosť povlakov. Cieľom štúdie je celkovo pochopiť a etablovať Dy₂O₃-stabilizované ZrO2 a súvisiace ko-dopované systémy ako vhodné alternatívne materiály pre vysokoúčinné tepelné bariérové povlaky s dlhou životnosťou v prostrediach plynových turbínových motorov.

Kľúčové slová: tepelné bariérové povlaky, dyspróziom stabilizovaný oxid zirkoničitý, ytriom stabilizovaný oxid zirkoničitý, CMAS

8. Sol–gel engineered bilayer coatings for multifunctional glass surfaces / Dvojvrstvové sól-gél povlaky pre multifunkčné sklené povrchy

Supervisor: Dr. Milan Parchovianský, FunGlass, Slovakia

Co – supervisors: Dr. Yolanda Castro CSIC Madrid, Spain; assoc.prof. Amirhossein Pakseresht, FunGlass, Slovakia

Abstract: Glass surfaces are essential components in optics, solar energy devices, displays, and architectural applications, yet their practical performance is often limited by high surface reflectivity, accumulation of dust and water, and poor scratch resistance. These issues lead to reduced optical transmission, lower energy efficiency, and higher maintenance costs. To overcome these challenges, this proposal focuses on the development of multifunctional mesoporous bilayer coatings fabricated through a controllable sol-gel process. The goal is to achieve glass surfaces that combine anti-reflective, hydrophobic, self-cleaning, and scratch-resistant functionalities in a single, integrated structure. The proposed coating design includes a porous top layer, typically silica-based, engineered for low refractive index, high transmittance, and tunable surface roughness, together with an optimized interlayer that provides improved adhesion and enhanced mechanical stability. By tailoring sol-gel composition, surfactant templating, and post-deposition surface modification with hydrophobic silanes, both the optical and surface properties can be systematically adjusted. The study will establish correlations between nanostructure, surface chemistry, and functional performance using advanced characterization techniques. Moreover, the incorporation of hybrid or reinforced interlayers will be explored to enhance scratch resistance without compromising transparency. Overall, this work aims to provide a comprehensive understanding of how sol-gel chemistry and multilayer architecture can be exploited to design durable, high-performance coatings. Leveraging the simplicity, scalability, and cost-effectiveness of the sol-gel route, the proposed research offers a promising pathway toward next-generation glass materials with long-term optical clarity, self-cleaning ability, and mechanical robustness, suitable for applications in solar panels, smart windows, and optical technologies.

Keywords: Sol–gel coatings, Mesoporous films, self-cleaning surfaces, Anti-reflective glass

Abstrakt: Sklené povrchy sú nevyhnutnou súčasťou optiky, zariadení na využívanie slnečnej energie, displejov a architektonických aplikácií, avšak ich praktická funkčnosť je často obmedzená vysokou odrazivosťou povrchu, usadzovaním prachu a vody a nízkou odolnosťou proti poškriabaniu. Tieto nedostatky vedú k zníženiu svetelnej priepustnosti, nižšej energetickej účinnosti a vyšším nákladom na údržbu. S cieľom vyriešiť tieto problémy sa tento projekt zameriava na vývoj multifunkčných mezoporéznych dvojvrstvových povlakov pripravených prostredníctvom kontrolovateľného sól-gél procesu. Cieľom je vytvoriť sklené povrchy, ktoré v jednej integrovanej štruktúre kombinujú antireflexné, hydrofóbne a samočistiace funkcie spolu s vysokou odolnosťou proti poškriabaniu. Navrhovaný dizajn povlakov zahŕňa poréznu vrchnú vrstvu, zvyčajne na báze SiO₂, s nízkym indexom lomu, vysokou priepustnosťou a prispôsobenou drsnosť povrchu, spolu s optimalizovanou medzivrstvou, ktorá zabezpečuje zlepšenie adhézie a zvýšenie mechanickej stability. Optické a povrchové vlastnosti môžu byť systematicky regulované prispôsobením zloženia sólu/gélu, úpravou povrchovo aktívnych látok a následnou modifikáciou povrchu hydrofóbnymi silánmi. Táto štúdia stanoví korelácie medzi nanoštruktúrou, povrchovou chémiou a funkčnou výkonnosťou pomocou pokročilých charakterizačných techník. Okrem toho sa bude skúmať začlenenie hybridných alebo vystužených medzivrstiev s cieľom zvýšiť odolnosť proti poškriabaniu bez zníženia transparentnosti. Cieľom tejto práce je celkovo dosiahnuť komplexné znalosti o tom, ako možno využiť sól-gél chémiu a viacvrstvovú štruktúru pri navrhovaní odolných a vysoko výkonných povlakov. Využitím jednoduchosti, prispôsobiteľnosti a ekonomickej efektívnosti sól-gél metódy ponúka navrhovaný výskum sľubnú cestu k skleným materiálom novej generácie s dlhodobou optickou priehľadnosťou, samočistiacou schopnosťou a mechanickou odolnosťou, ktoré budú vhodné pre použitie v solárnych paneloch, inteligentných oknách a optických technológiách.

Kľúčové slová: sól-gél povlaky, mezoporézne filmy, samočistiace povrchy, antireflexné sklo

9. Multifunctional antireflective coatings with tunable optical and mechanical properties via dual PVD–PECVD hybrid processing / Multifunkčné antireflexné povlaky s vylepšenými optickými a mechanickými vlastnosťami pripravené hybridným PVD-PECVD procesom

Supervisor: Dr. Omid Sharifahmadian, FunGlass, Slovakia

Co – supervisor: assoc.prof. Amirhossein Pakseresht, FunGlass, Slovakia

Abstract: Modern optical systems used in solar cells, and environmental monitoring increasingly demand multifunctional coatings that combine high optical performance with high durability under abrasive, and variable atmospheric conditions. This PhD project aims to develop a new generation of antireflective thin films, deposited via a hybrid combination of Physical Vapor Deposition (PVD) and Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) techniques. The research will focus on the design, fabrication, and characterization of multilayer architectures that integrate antireflective behavior, erosion and scratch resistance. Comprehensive testing will assess correlations between deposition parameters, microstructure evolution, and multifunctional performance. A broad range of advanced characterization methods is employed, including X-ray Photo Spectroscopy (XPS), X-Ray Diffraction (XRD), Raman Spectroscopy, UV–Vis–NIR spectrophotometry, nanoindentation and Scanning Electron Microscopy (SEM). To assess the anti-corrosion performance of the coatings, different tests including UV and humidity exposure, as well as erosion resistance will be implemented. Comprehensive characterization of the layer stacks, combined with a comparative evaluation of the deposition techniques, will be essential to achieving an optimal balance between optical performance and environmental durability of the coated glasses.

Keywords: antireflective, plasma, thin films, optical, durability

Abstrakt: Moderné optické systémy používané v solárnych článkoch a pri monitorovaní životného prostredia čoraz viac vyžadujú multifunkčné povlaky, ktoré kombinujú vysoký optický výkon s vysokou odolnosťou voči abrazívnym a premenlivým atmosférickým podmienkam. Cieľom tohto projektu je vyvinúť novú generáciu antireflexných tenkých vrstiev aplikovaných pomocou hybridnej kombinácie fyzikálneho nanášania z pár (PVD) a plazmového nanášania rozkladom pár (PECVD). Výskum sa zameria na návrh, prípravu a charakterizáciu viacvrstvových štruktúr, ktoré integrujú antireflexné vlastnosti a odolnosť voči erózii a poškriabaniu. Na základe komplexného testovania sa posúdia korelácie medzi parametrami nanášania, vývojom mikroštruktúry a multifunkčným charakterom vrstiev. Použije sa široká škála pokročilých charakterizačných metód, vrátane röntgenovej fotoelektrónovej spektroskopie (XPS), röntgenovej difrakcie (XRD), Ramanovej spektroskopie, UV–Vis–NIR spektrofotometrie, nanoindentácie a skenovacej elektrónovej mikroskopie (SEM). Na posúdenie antikoróznych vlastností povlakov sa vykonajú rôzne testy, vrátane testov vystavenia UV žiareniu a vlhkosti, ako aj testov odolnosti voči erózii. Komplexná charakteristika vrstiev v kombinácii s komparatívnym hodnotením techník nanášania bude nevyhnutná na dosiahnutie optimálnej rovnováhy medzi optickými vlastnosťami a odolnosťou povlakovaných skiel voči vplyvom prostredia.

Kľúčové slová: antireflexné vlastnosti, plazma, tenké vrstvy, optické vlastnosti, životnosť

10. Multilayers prepared by PECVD and PVD for applications as bandpass filters and anti-reflective coatings / Viacvrstvové materiály pripravené metódou PECVD a PVD na použitie ako pásmové filtre a antireflexné povlaky

Supervisor: Dr. Kamalan Kirubaharan Amirtharaj Mosas, FunGlass, Slovakia

Co-supervisor: assoc.prof. Amirhossein Pakseresht, FunGlass, Slovakia

Consultant: Dr. Hugues Wiame, AGC Plasma Technology Solutions, Belgium

Abstract: Optical bandpass filters have versatile applications depending on their transmitted wavelength range, including high-performance antireflection coatings, UV reflectors, IR filters, and dielectric mirrors. The study focuses on the fabrication and characterization of optical filters using plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) and physical vapor deposition (PVD) techniques. PECVD presents several advantages over conventional methods, including lower film stress, enhanced mechanical and functional properties, ease of industrial scalability, and cost-effective production. Additionally, PECVD offers higher deposition rates (>1 nm/s) at lower temperatures, facilitating the fabrication of thicker and more durable selective filters. Recent research indicates that PECVD can achieve a broad range of refractive indices (n), comparable to those of PVD films (ranging from 1.45 to 2.2). This investigation explores the use of various metal oxides with refractive indices from low (n_L) to high (n_H), such as silicon dioxide (SiO₂), silicon oxynitride, titanium dioxide (TiO₂), and zinc oxide (ZnO), to construct multilayer stacks. By combining optical simulations, the desired filter properties can be achieved by selecting suitable index layers for stacking, applied through both PECVD and PVD techniques. The study also provides a comparative analysis of filters fabricated using PVD alone versus those created with a combination of PECVD and PVD. In addition to optical properties, the research examines other key characteristics such as hardness, scratch resistance, surface hydrophobicity, porous structure, and film stresses. A complete characterization of the layer’s stacks and the comparison between deposition techniques will be crucial to select the best and more adequate techniques in terms of properties and cost-effectiveness.

Keywords: PECVD, PVD, Optical filters, antireflection, Optical simulation

Abstrakt: Optické pásmové filtre majú všestranné využitie v závislosti od rozsahu prenášaných vlnových dĺžok vrátane vysokoúčinných antireflexných povlakov, UV reflektorov, IR filtrov a dielektrických zrkadiel. Štúdia sa zameriava na výrobu a charakterizáciu optických filtrov pomocou techník chemického naparovania z plazmy (PECVD) a fyzikálneho naparovania (PVD). PECVD predstavuje niekoľko výhod oproti konvenčným metódam vrátane nižšieho napätia vo vrstve, lepších mechanických a funkčných vlastností, jednoduchej priemyselnej rozšíriteľnosti a nákladovo efektívnej výroby. Okrem toho PECVD ponúka vyššie rýchlosti depozície (> 1 nm/s) pri nižších teplotách, čo uľahčuje výrobu hrubších a odolnejších selektívnych filtrov. Nedávny výskum naznačuje, že pomocou PECVD možno dosiahnuť široký rozsah indexov lomu (n), porovnateľný s indexom lomu PVD filmov (od 1,45 do 2,2). V tomto výskume sa skúma použitie rôznych oxidov kovov s indexmi lomu od nízkych (nL) po vysoké (nH), ako sú oxid kremičitý (SiO₂), oxynitrid kremíka, oxid titaničitý (TiO₂) a oxid zinočnatý (ZnO), na konštrukciu viacvrstvových povlakov. Kombináciou optických simulácií možno dosiahnuť požadované vlastnosti filtra výberom vhodných indexových vrstiev , ktoré sa aplikujú prostredníctvom techník PECVD aj PVD. Štúdium tiež poskytuje porovnávaciu analýzu filtrov vyrobených len pomocou PVD v porovnaní s filtrami vytvorenými kombináciou PECVD a PVD. Okrem optických vlastností sa vo výskume skúmajú aj ďalšie kľúčové charakteristiky, ako je tvrdosť, odolnosť proti poškriabaniu, hydrofóbnosť povrchu, porézna štruktúra a napätie vo vrstve. Úplná charakterizácia vrstiev a porovnanie jednotlivých techník nanášania bude rozhodujúca pre výber najlepšej a vhodnejšej techniky z hľadiska vlastností a nákladovej efektívnosti.

Kľúčové slová: PECVD, PVD, optické filtre, antireflexia, optická simulácia

11. 3D printed composites using wide-bandgap semiconductors for photocatalytic decomposition of pollutants in wastewater / 3D tlačené kompozity využívajúce polovodiče s veľkou šírkou zakázaného pásu na fotokatalytický rozklad polutantov v odpadovej vode

Supervisor: Dr. Michal Žitňan, FunGlass, Slovakia

Co – supervisor: Dr. Surjyakanta Rana, FunGlass, Slovakia

Abstract: Human activity produces pollutants that enter the environment through rivers and oceans. This is clearly observed in the wastewater analysis in which the presence of pharmaceuticals, hormones and drugs in water treated in wastewater treatment plants is detected. To overcome this situation, photocatalytic materials can be used to decompose organic molecules present in water by using UV light. In this sense, these kinds of materials can decompose molecules of drugs, hormones, and dyes adsorbed on its surface. Wide-bandgap semiconductors based on TiO₂ and ZnO will be chosen due to their ability to absorb the UV light and therefore decompose the pollutants. The decomposition process will be monitored using model molecules that mimic the structure of pollutants. The selected molecules contain a chromophore, which decomposes due to photocatalysis. The concentration of the molecule will be monitored by colorimetry over time. At a given intensity of UV illumination, the process is affected by the size of the surface of the irradiated photocatalyst. The task is to prepare a photocatalyst with the desired crystal modification by hydrothermal synthesis or by sol-gel method and subsequent heat treatment. The work includes particle size and active surface measurement as well as optical characterization. In the second part, the task is the use of powders in composites with binders applicable in 3D printing in the form of direct ink writing. An alternative is to apply the photocatalyst on the supporting 3D scaffolds. The main goal is the optimization of 3D printable material for the effective decomposition of pollutants by photocatalyst.

Keywords: photocatalytic decomposition, 3D print, pollutants, colorimetry

Abstrakt: Ľudská činnosť produkuje znečisťujúce látky, ktoré sa do životného prostredia dostávajú cez rieky a oceány. Tento jav je zreteľne pozorovateľný pri analýze odpadových vôd, pri ktorej sa zisťuje prítomnosť liečiv, hormónov a liečiv vo vode po úprave v čistiarňach odpadových vôd. Organické molekuly prítomné vo vode môžeme rozložiť fotokatalytickými materiálmi ožiarenými ultrafialovým (UV) svetlom. Tento druh materiálov rozkladá molekuly liečiv, hormónov a farbív adsorbované na jeho povrchu. V práci použité materiály sú polovodiče s veľkou šírkou zakázaného pásu na báze TiO₂ a ZnO v práškovej forme absorbujúce svetlo v UV oblasti. Proces rozkladu bude sledovaný pomocou modelových molekúl, ktoré napodobňujú štruktúru polutantov. Vybrané molekuly obsahujú chromofór, ktorý sa vplyvom fotokatalýzy rozkladá. Koncentrácia molekuly bude sledovaná kolorimetricky v čase. Pri danej intenzite UV osvetlenia je proces ovplyvnený veľkosťou povrchu ožiareného fotokatalyzátora. Úlohou je pripraviť fotokatalyzátor v požadovanej kryštálovej modifikácii hydrotermálnou syntézou, prípadne sól-gél metódami a následnou tepelnou úpravou. Súčasťou práce je meranie veľkosti častíc práškov, meranie ich aktívneho povrchu ako aj ich optická charakterizácia. Cieľom ďalšej časti je príprava kompozitov s použitím pripravených práškov kombinovaných so spojivami aplikovateľnými v 3D tlači vo forme priameho nanášania materiálu (Direct ink writing). Alternatívou je nanášanie fotokatalyzátora na nosné 3D štruktúry. Cieľom témy je optimalizácia 3D tlačiteľného materiálu pre efektívny rozklad polutantov fotokatalyzátorom.

Kľúčové slová: fotokatalytický rozklad, 3D tlač, znečisťujúce látky, kolorimetria

12. Transparent ceramics with multi-wavelength excitation and emission properties / Transparentné keramické materiály so širokospektrálnymi absorpčnými a emisnými vlastnosťami

Supervisor: assoc. prof. Róbert Klement, FunGlass, Slovakia

Abstract: The main goal of the PhD thesis project is preparation and detailed characterization of novel multicomponent/high-entropy transparent ceramics materials (garnet/pyrochlore structure) doped by rare-earth (RE) and transition metal (TM) ions with multi-wavelength excitation and emission properties for the photonics applications. To increase the luminescence efficiency of prepared transparent ceramics materials, a new approach will be used to define the composition of host matrix. The transparent ceramics with desired properties will be prepared by pressure assisted sintering techniques, such as hot pressing and spark plasma sintering. The work requires combination of experimental approaches/techniques: materials preparation, microstructural characterization, phase composition analysis, detailed study of optical properties (transmission and photoluminescence (PL), including time-resolved PL spectroscopy).

Keywords: Transparent ceramics, garnet structures – [A]₃{B}₂(C)₃O₁₂, pyrochlore structure A₂B₂O₇, luminescence, phosphors, inorganic scintillators, magneto-optical materials, filters, imaging

Abstrakt: Hlavným cieľom dizertačnej práce je príprava a detailná charakterizácia multi-zložkových/vysoko-entropických transparentných keramických materiálov (s granátovou/pyrochlórovou štruktúrou) dopovaných iónmi vzácnych zemín (RE) a prechodných prvkov (TM) so širokospektrálnymi absorpčnými a emisnými vlastnosťami. Aplikovaný bude nový prístup k definovaniu zloženia základnej matrice s cieľom zvýšiť luminiscenciu pripravených transparentných keramických materiálov. Transparentné keramické materiály s požadovanými vlastnosťami budú pripravené pomocou tlakom asistovaných metód spekania, ako sú žiarové lisovanie a spark plasma sintering. Práca vyžaduje kombináciu experimentálnych postupov: príprava materiálu, mikroštruktúrna charakterizácia, analýza fázového zloženia, detailné štúdium optických vlastností (trasmisných a fotoluminiscenčných (PL), zahrňujúc časovo-rozlíšenú PL spektroskopiu).

Kľúčové slová: Transparentná keramika, granátová štruktúra – [A]₃{B}₂(C)₃O₁₂, pyrochlórová štruktúra A₂B₂O₇, luminiscencia, luminofory, anorganické scintilátory, magneto-optické materiály, filtre, zobrazovanie

13. Near-zero and negative thermal-quenching phosphors for NUV converted w-LEDs / Luminofory s nízkym a negatívnym teplotným zhášaním luminiscencie pre aplikácie v w-LED s NUV excitáciou

Supervisor: assoc. prof. Róbert Klement, FunGlass, Slovakia

Abstract: Phosphor-converted WLED (pc-WLEDs = phosphor converted white LEDs) have been considered as a new generation of light sources owing to their superior advantages of small size, energy savings, environmental protection, long service life, etc. One of the most significant challenges of pc-WLEDs is the thermal quenching of luminescence, in which the phosphor suffers from emission loss with increasing temperature during high-power LED operation. Thus, the interest and demand for phosphors with zero-thermal quenching or even anti-thermal quenching (negative thermal quenching) behaviour is rapidly growing especially for application in high brightness and power lighting devices.

The topic of a PhD. work is focused on the preparation of phosphors with nearly zero-thermal and negative-thermal quenching behaviour, and their detail structural and luminescence properties study, with special attention on mechanism of zero-/negative-thermal-quenching process.

Keywords: phosphors, luminescence, zero- and negative thermal quenching

Abstrakt: LED diódy emitujúce biele svetlo (pc-WLEDs) sú považované za novú generáciu svetelných zdrojov s mnohými výhodami, napr. malé rozmery, dlhá životnosť, energetická úspornosť, malá enviromentálna záťaž atď. Jednou zo signifikantných nevýhod je teplotné zhášanie luminiscencie (PL), produkovanej luminoforom konverziou excitačného žiarenia pri vyšších teplotách, ktoré sú pomerne typické pre tento typ svetelných zariadení. Z tohoto dôvodu záujem o luminofory s nízkym a negatívnym teplotným zhášaním PL významne rastie najmä pre aplikácie v pc-WLED s vysokou svietivosťou.

Práca je zameraná na prípravu luminoforov s nízkym (takmer nulovým) a negatívnym teplotným zhášaním luminiscencie a ich detailnú charakterizáciu z pohľadu štruktúry a luminiscenčných vlastností. Špeciálna pozornosť bude venovaná objasneniu mechanizmu procesu “nulového/negatívneho” teplotného zhášania luminiscencie.

Kľúčové slová: luminofory, luminiscencia, nulové a negatívne teplotné zhášanie luminiscencie

14. Functionalized melt-quenched metal-organic framework (MOF) glasses for opto-electroactive membrane applications / Funkcionalizované sklá pripravené chladením z taveniny s kovovo-organickou štruktúrou (MOF) pre aplikácie s opto-elektroaktívnou membránou

Supervisor: Dr. Orhan Sisman, FunGlass, Slovakia

Prof. Dr. Lothar Wondraczek (Otto Schott Institute of Materials in Friedrich Schiller University Jena (Germany))

Co – supervisor: assoc.prof. José J. Velázquez, FunGlass, Slovakia

Abstract: The melt-quenched metal-organic framework (MOF) glasses are attractive microporous glass systems for membrane applications. The absence of grain boundaries in MOF glasses facilitates the gas permeation through the membranes as compared to their crystalline counterparts. Their dielectric nature prevents the electrochemical interactions with gas molecules during permeation. On the other hand, some metal complexes, as small 2D metal-organic units, exhibit functional optical and electrical features which can be utilized for electrochemical interactions by embedding functional high-temperature resistant metal complexes into an amorphous MOF glass matrix. Individual and collective thermal properties of 2D metal complexes and 3D MOFs crystals will be investigated to design these hybrid MOF glass systems. The hybrid interface, mechanical properties, optical and electrical properties of M-complex embedded MOF glasses will be explored for the potential applications of electroactive MOF glass membranes in photocatalytic water splitting and electrochemical gas sensing.

Keywords: Metal-organic frameworks (MOFs), hybrid glass, microporous, electrochemical interaction, sensor

Abstrakt: Sklo s kovovo-organickou štruktúrou (MOF) pripravené kalením taveniny je atraktívny mikroporézny sklenený systém pre membránové aplikácie. Absencia zŕn v MOF skle uľahčuje priepustnosť plynu cez membrány v porovnaní s ich kryštalickými ekvivalentmi. Ich dielektrická povaha zabraňuje elektrochemickým interakciám s molekulami plynu počas transportu. Na druhej strane, niektoré komplexy kovov, ako malé 2D kovovo-organické útvary, vykazujú funkčné optické a elektrické vlastnosti, ktoré môžu byť využité pre elektrochemické interakcie vložením funkčných vysokoteplotne odolných kovových komplexov do amorfnej MOF sklenenej matice. Individuálne a kolektívne tepelné vlastnosti 2D kovových komplexov a 3D MOF kryštálov budú skúmané s cieľom navrhnúť hybridné MOF sklenené systémy. Hybridné rozhranie, mechanické vlastnosti, optické a elektrické vlastnosti MOF skiel s vloženými komplexmi kovov budú preskúmané z hľadiska potenciálnych aplikácií elektroaktívnych sklenených membrán MOF v fotokatalytickom štiepení vody a elektrochemickom detekovaní plynov.

Kľúčové slová: Kovovo-organické štruktúry (MOF), hybridné sklo, mikroporozita, elektrochemická interakcia, senzor

15. Development of a visible light responsive photocatalysts for green hydrogen production / Vývoj fotokatalyzátorov citlivých na viditeľné svetlo pre ekologickú výrobu vodíka

Supervisor: Dr. Surjyakanta Rana, FunGlass, Slovakia

Co – supervisor: assoc. prof. Jose J. Velázquez, FunGlass, Slovakia

Abstract: We are looking for a dedicated PhD student to work in the field of solar water splitting to produce renewable hydrogen. The generation of clean, energetically compressed, and storable hydrogen gas from water molecules via renewable solar energy is expected to play an outstanding role in future green energy systems. Photocatalytic water splitting using particulate semiconductors offers great potential to produce renewable hydrogen on a large scale. However, current photocatalytic water-splitting technology still falls short of what is required for practical applications in terms of solar-to-hydrogen (STH) energy conversion efficiency. Therefore, the improvement of highly efficient photocatalytic materials is necessary to achieve affordable hydrogen production via photocatalytic water splitting. The main goal of the project is to improve the performance and stability of sulfide, oxysulfide, or oxide, oxynitride particles for visible light-driven photocatalysis. In this scenario, as primary step sulfide, oxysulfide, or oxide, oxynitride materials will be fabricated using scalable synthesis methods. In the secondary step, the morphological properties will be studied, in addition to the structural and compositional elements. Finally, improvements in photocatalytic performance and/or lifetime extension of the photocatalysts will be achieved through diverse modifications, such as cocatalyst deposition, particle morphological design, and defect engineering. This PhD dissertation will relate both the structural and compositional properties of the photocatalysts to the productivity and stability of the solar photocatalytic water splitting process.

Keywords: Heterogeneous photocatalysts, Visible-light active catalysts, Solar water-splitting, Hydrogen production

Abstrakt: Hľadáme zanieteného doktoranda, ktorý by pracoval na výrobe obnoviteľného vodíka solárnym rozkladom vody. Výroba čistého, energeticky komprimovaného a skladovateľného vodíka z molekúl vody prostredníctvom obnoviteľnej solárnej energie by mala zohrávať významnú úlohu v budúcich systémoch zelenej energie. Fotokatalytické rozkladanie vody pomocou polovodičov ponúka veľký potenciál na výrobu obnoviteľného vodíka vo veľkom meradle. Súčasná technológia fotokatalytického rozkladania vody však stále nespĺňa požiadavky na praktické použitie, pokiaľ ide o účinnosť konverzie energie zo slnka na vodík (STH). Preto je potrebné zdokonaliť vysoko účinné fotokatalytické materiály, aby sa dosiahla cenovo dostupná výroba vodíka prostredníctvom fotokatalytického rozkladu vody. Hlavným cieľom projektu je zlepšiť výkon a stabilitu častíc sulfidu, oxysulfidu, oxidu, alebo oxynitridu pre fotokatalýzu stimulovanú viditeľným svetlom. V tomto scenári budú ako primárny krok vyrobené sulfidové, oxysulfidové, oxidové, alebo oxynitridové materiály pomocou škálovateľných syntetických metód. V sekundárnom kroku budú okrem zloženia a štruktúry študované aj morfologické vlastnosti. Zlepšenie fotokatalytického výkonu a/alebo predĺženie životnosti fotokatalyzátorov sa dosiahne prostredníctvom rôznych modifikácií, ako je depozícia ko-katalyzátorov, dizajn morfológie častíc a riadenie prítomnosti defektov. Doktorandská dizertačná práca bude prepájať štrukturálne aj kompozičné vlastnosti fotokatalyzátorov s produktivitou a stabilitou solárneho fotokatalytického procesu štiepenia vody.

Kľúčové slová: heterogénne fotokatalyzátory, katalyzátory aktívne vo viditeľnom svetle, solárne štiepenie vody, výroba vodíka

16. Luminescent guests’ materials in Metal-organic Frameworks for optical thermometry / Luminiscenčné hosťovské materiály v MOF štruktúrach pre optickú termometriu

Supervisor: assoc. prof. Jose J. Velázquez, PhD, FunGlass, Slovakia

Co – supervisor: Dr. Orhan Sisman, FunGlass, Slovakia

Abstract: Accelerating progress in the field of metal-organic frameworks (MOFs) is transforming them into a central subject of interdisciplinary research. MOFs are nanoporous hybrid materials composed of self-assembling organic-inorganic building blocks. Based on MOF crystalline systems, their parent MOF hybrid glasses also show interesting applications due to their increased porosity, which allows them to act as hosts for active dopants. For example, luminescent dopants or luminescence-based NPs that allow the construction of nanocomposites that can be used as more efficient up-converting (UC) or NIR systems for optical thermometry. Here we will explore the development of such materials for optical thermometry. To this purpose, the proposed topic will focus on the preparation and characterization of RE³⁺ based NPs (NaGdF₄, KLaF₄, etc…) that can be integrated with MOFs glasses (ZIF62, ZIF8). A comprehensible experimental approach will be used to develop these composites with optimised composition by combining them with specific thermally quenched luminescent centres as dopants (RE³⁺/TM). Finally, the resulting system will be characterized in terms of fluorescence intensity ratio (FIR) technique from the intensity of thermally and non-thermally coupled levels of these luminescent centres.

Keywords: MOFs Glasses, Photoluminescence, luminescent centres, Fluorescence Intensity ratio, luminescent thermometers

Abstrakt: Zrýchľujúci sa pokrok v oblasti MOF (Metal Organic Framework) mení túto tému na ústredný predmet interdisciplinárneho výskumu. MOF sú nanopórovité hybridné materiály zložené zo samousporiadajúcich sa organicko-anorganických stavebných blokov. Materské MOF hybridné sklá založené na kryštalických systémoch MOF vykazujú zaujímavé aplikácie aj vďaka svojej zvýšenej pórovitosti, ktorá im umožňuje pôsobiť ako hostitelia aktívnych dopantov. Napríklad luminiscenčné dopanty alebo luminiscenčné nanočastice umožňujú konštrukciu nanokompozitov, ktoré možno použiť ako účinné systémy pre up-konverznú (UC), alebo blízku infračervenú optickú termometriu. V tejto práci sa budeme zaoberať vývojom takýchto materiálov pre optickú termometriu. Za týmto účelom sa navrhovaná téma zameria na prípravu a charakterizáciu nanočastíc na báze RE³⁺ (NaGdF₄, KLaF₄, atď…), ktoré možno integrovať so sklami MOF (ZIF62, ZIF8). Na vývoj kompozitov s optimalizovaným zložením sa použije komplexný experimentálny prístup v kombinácii so špecifickými termálne zhášanými luminiscenčnými centrami ako dopantmi (RE³⁺/TM). Nakoniec sa výsledný systém bude charakterizovať z hľadiska pomeru intenzity fluorescencie (FIR) na základe intenzity termálne a netermálne viazaných hladín týchto luminiscenčných centier.

Kľúčové slová: MOF sklá, fotoluminiscencia, luminiscenčné centrá, pomer intenzity fluorescencie, luminiscenčné termometre

17. Design of MOF Glass–Spinel Nanocomposites for Next-Generation Energy Storage Systems / Návrh MOF sklo–spinelových nanokompozitov pre systémy ukladania energie novej generácie

Supervisor: Assoc. Prof. Jose J. Velazquez, PhD, FunGlass, Slovakia

Co-supervisor: Iryna Matsukevich, PhD

Abstract: The global demand for sustainable and efficient energy storage systems is rising due to the rapid growth of renewable energy technologies and the urgent need to mitigate climate change. Traditional lithium-ion batteries are approaching their performance limits in terms of energy density, safety, and cycling stability. Therefore, there is a strong need for next-generation electrode materials that combine high power and energy density with superior thermal and chemical stability. Metal–organic frameworks (MOFs), particularly ZIF-62, ZIF-76, and ZIF-68, and their amorphous or glassy derivatives (MOF glasses), have recently emerged as promising materials due to their unique combination of porosity, tunable chemical functionality, and processability into bulk, defect-free structures. Their transformation into a glass matrix preserves the local metal–ligand coordination, enabling ion transport while improving mechanical and thermal robustness—key properties for electrode engineering.

This PhD project aims to develop and understand novel nanocomposite cathode materials in which spinel-based active phases (e.g., LiMn₂O₄, LiCo₂O₄) are coated or embedded within a MOF glass matrix derived from ZIF-62, ZIF-76, or ZIF-68.

The goal is to control and optimize ion transport pathways and interface stability through the design of hybrid glassy architecture, ultimately leading to enhanced electrochemical performance and durability in rechargeable battery systems.

Keywords: MOFs Glasses, Energy storage system; Cathode materials; Nanocomposite

Abstrakt: Celosvetový dopyt po udržateľných a efektívnych systémoch na uskladnenie energie rastie v dôsledku rýchleho rozvoja technológií obnoviteľných zdrojov energie a naliehavej potreby zmierniť dôsledky klimatických zmien. Tradičné lítiovo-iónové batérie sa blížia k svojim výkonnostným limitom z hľadiska energetickej hustoty, bezpečnosti a cyklickej stability. Preto je nevyhnutný vývoj novej generácie elektródových materiálov, ktoré spájajú vysoký výkon a energetickú hustotu s vynikajúcou tepelnou a chemickou stabilitou. Kovovo-organické rámce (MOFs), najmä ZIF-62, ZIF-76 a ZIF-68, ako aj ich amorfné alebo sklovité deriváty (MOF sklá), sa nedávno objavili ako perspektívne materiály vďaka svojej jedinečnej kombinácii pórovitosti, nastaviteľnej chemickej funkčnosti a spracovateľnosti do kompaktných, bezchybne homogénnych štruktúr. Ich transformácia na sklovitú matricu zachováva lokálnu koordináciu medzi kovom a ligandom, čím umožňuje transport iónov a zároveň zlepšuje mechanickú a tepelnú stabilitu – kľúčové vlastnosti pre návrh elektród. Cieľom tejto dizertačnej práce je vyvinúť a pochopiť nové nanokompozitné katódové materiály, v ktorých sú spinelové aktívne fázy (napr. LiMn₂O₄, LiCo₂O₄) pokryté alebo zabudované do MOF sklovej matrice odvodenej zo ZIF-62, ZIF-76 alebo ZIF-68.

Kľúčové slová: Kovovo-organické rámce (MOFs) sklá, Systém na uskladnenie energie; Katódové materiály; Nanokompozit

18. Entropy-Driven Design of Multicomponent Oxide Glasses and Glass-Ceramics / Entrópiou riadený dizajn viaczložkových oxidových skiel a sklokeramík

Supervisor: Dr. Monika Michálková, IIC SAS, Slovakia

Co – supervisor: Dr. Katarína Drdlíková, VUT CEITEC Brno Czech Republic

Dr. Daniel Drdlík, VUT CEITEC Brno Czech Republic

Dr. Mai Phuong-Truong, FunGlass, TnUAD

Abstract: High-entropy oxide glasses are constructed from multi-component alumino-garnet and similar compositions. They are theoretically anticipated to demonstrate enhanced structural stability, along with improved optical and mechanical properties, thanks to their elevated configurational entropy. This proposed PhD project focuses on the fabrication of high-entropy glasses and glass-ceramics through flame synthesis, while also experimentally investigating the expected structure–property relationships. Both amorphous and partially crystallized materials will be examined to understand how entropy influences glass formation, phase evolution, and functional properties. The findings from this research will help deepen our understanding of high-entropy systems, paving the way for optimization in advanced optical and structural applications.

Timeline (4 years): Y1: Synthesis + phase mapping; Y2: Structure–property correlation; Y3-Y4: Bulk processing + ML model + thesis.

Keywords: HEO, glass, glass transition, crystallization

Abstrakt: Sklá s vysokou entrópiou pozostávajú z viaczložkových oxidových systémov odvodených od hlinito-granátových a príbuzných materiálov. Teoreticky sa predpokladá, že zvýšená konfiguračná entropia týchto systémov vedie k vyššej štrukturálnej stabilite a k zlepšeným optickým aj mechanickým vlastnostiam. Navrhovaný doktorandský projekt sa zameriava na prípravu skiel a sklo-keramík s vysokou entrópiou metódou plameňovej syntézy a na experimentálne overenie očakávaných vzťahov medzi štruktúrou a vlastnosťami. Skúmané budú amorfné aj čiastočne kryštalizované materiály s cieľom pochopiť vplyv entrópie na tvorbu skla, vývoj fáz a funkčné správanie. Výsledky výskumu prispejú k hlbšiemu pochopeniu systémov s vysokou entrópiou a k optimalizácii ich využitia v pokročilých optických a štrukturálnych aplikáciách.

Časový harmonogram (4 roky): R1: Syntéza + mapovanie fáz; R2: Korelácia štruktúry a vlastností; R3-R4: spracovanie výsledkov + ML model + dizertačná práca.

Kľúčové slová: HEO, sklo, sklenený prechod, kryštalizácia

19. Advanced 3D structures based on glass, ceramics, and glass-ceramics developed by multi-material additive manufacturing / Pokročilé 3D štruktúry na báze skla, keramiky a sklo-keramiky vyvinuté pomocou multi-materiálovej aditívnej výroby

Supervisor: Dr. Monika Michálková, IIC SAS, Slovakia

Co – supervisor: Prof. Gianpaolo Savio (Department of CIVIL, ENVIRONMENTAL AND ARCHITECTURAL ENGINEERING – Laboratory of DESIGN TOOLS AND METHODS IN INDUSTRIAL ENGINEERING – University of Padova

Dr. Daniel Drdlík, VUT CEITEC Brno Czech Republic

Dr. Katarína Drdlíková, VUT CEITEC Brno Czech Republic

Dr. Abel Woldu Ourgessa, FunGlass, TnUAD

Abstract: Multi-material 3D printing enables the fabrication of 3D structures with material diversity, exhibiting unique properties—such as geometric complexity, multifunctionality, or higher cost-effectiveness of prototypes.

The PhD thesis focuses on the development and research of advanced glass, ceramic, and glass-ceramic 3D structures via multi-material additive manufacturing (MM-AM). The goal is to create advanced 3D structures for applications in optics, electronics, or biomedicine by combining the unique properties of different materials.

The MM-AM process enables precise control of material distribution, resulting in complex 3D structures with tunable properties that are challenging or impossible to achieve using traditional techniques or single-material 3D printing.

Key tasks:

Development of an MM-AM system based on extrusion and photopolymerization.
Identification and development of printable formulations for glass, ceramics, and glass-ceramics suitable for MM-AM.
Characterization of printed 3D structures in terms of adherence to structural geometry and set print resolution (studying induced porosity, delamination, surface phenomena, etc.).
Optimization of sintering of 3D structures to ensure minimal costs while achieving dense bodies with satisfactory properties.
Comprehensive characterization of samples (structural, mechanical, chemical, electrical, physical, and biological properties).
Design and implementation of potential applications in various fields of applied research.

Collaboration: CEITEC BUT Brno, Czech Republic; Laboratory of DESIGN TOOLS AND METHODS IN INDUSTRIAL ENGINEERING – University of Padova

Keywords: Multi-material 3D printing, glass, ceramics, glass-ceramics, MM-AM

Abstrakt: Multi-materiálová 3D tlač umožňuje výrobu 3D štruktúr s rôznorodosťou materiálov, ktoré vykazujú jedinečné vlastnosti – napríklad geometrickú komplexnosť, multifunkčnosť či vyššiu nákladovú efektívnosť prototypov.

Doktorandská práca sa zameriava na vývoj a výskum pokročilých sklených, keramických a sklo-keramických 3D štruktúr prostredníctvom multi-materiálovej aditívnej výroby (MM-AM). Cieľom je vytvoriť pokročilé 3D štruktúry s využitím v optike, elektronike alebo biomedicíne kombináciou jedinečných vlastností rôznych materiálov.

Proces MM-AM umožňuje precíznu kontrolu rozloženia materiálov, čím vznikajú komplexné 3D štruktúry s nastaviteľnými vlastnosťami, ktoré je veľmi ťažké alebo nemožné dosiahnuť tradičnými technikami alebo jedno-materiálovou 3D tlačou.

Kľúčové úlohy:

Vývoj systému MM-AM založeného na extrúdovaní a fotopolymerizácii.
Identifikácia a vývoj tlačiteľných receptúr skla, keramiky a sklo-keramiky pre MM-AM.
Charakterizácia vytlačených 3D štruktúr z hľadiska dodržaní štruktúrnej geometrie a nastaveného rozlíšenia tlače (štúdium vnesenej porozity, delaminácie, povrchových javov atď.).
Optimalizácia spekania 3D štruktúr pro zaistení minimálnych nákladov pri získaní hutných telies s vyhovujúcimi vlastnosťami.
Komplexná charakterizácia vzoriek (štruktúrne, mechanické, chemické, elektrické, fyzikálne a biologické vlastnosti).
Návrh a realizácia potenciálnych aplikácií v rôznych oblastiach aplikačného výskumu.

Spolupráca: CEITEC VUT Brno, Česká Republika, Laboratory of DESIGN TOOLS AND METHODS IN INDUSTRIAL ENGINEERING – University of Padova

Kľúčové slová: Multi-materiálová 3D tlač, sklo, keramika, sklo-keramika, MM-AM

20. Smart urban infrastructure: Robotic 3D printing of glass-ceramic structures from waste materials for energy-active and circular urban applications / Inteligentná mestská infraštruktúra: Robotická 3D tlač sklo-keramických štruktúr z odpadových materiálov pre energeticky aktívne a cirkulárne mestské aplikácie

Supervisor: Dr. Jozef Kraxner, FunGlass, Slovakia

Co – supervisor: Assoc. Prof. Vlastimil Hotar, Technical University of Liberec (Czech Republic)

Assoc. Prof. Marcin Kozlowski, Silesian University of Technology (Poland)

Dr. Abel Woldu Ourgessa, FunGlass, TnUAD

Abstract: The Ph.D. project focuses on developing smart, circular, and energy-active urban infrastructure components produced through robotic Direct Ink Writing (DIW) using recycled glass and inorganic waste materials. The research will formulate printable composites based on geopolymer matrices incorporating glass cullet, fly ash, refractory residues, and lightweight fillers. Using a multi-axis robotic DIW system, the project will enable scalable fabrication of complex geometries with integrated conductive pathways and embedded piezoelectric or thermoelectric modules for energy harvesting and self-powered sensing.

By merging materials science, digital design, and robotics, the work will optimize material composition and printing strategies while applying finite element modeling, machine learning, and Life Cycle Assessment to evaluate performance, sustainability and design optimization. The expected outcome is a new generation of recyclable, energy-active glass-based structures for Smart Cities and circular urban applications, aligning with New European Bauhaus principles.

The main research directions include:

Material Screening & Ink Formulation: Characterization of glass cullet, fly ash, refractory waste; development of printable inks; rheology & curing optimization.
Robotic DIW Platform Setup: Configuration of the multi-axis robotic arm, extrusion head, and real-time feedback system.
Printing Process Optimization: Establishing of printing parameters (speed, pressure, layer height); verify mechanical consistency and adhesion.
Functional Integration: Embed piezo/thermo modules or conductive ink traces; test electrical output under load.
Digital Modeling & AI Optimization: Application of FEM and ML to correlate print parameters with strength, conductivity, design optimization and durability.
LCA & Prototype Demonstration: Fabrication of pilot 3D modules; perform testing and LCA, including recyclability.

Keywords: Additive manufacturing, robotic DIW printing, circular materials, waste-derived 3D structures, glass–ceramics, AI-driven design, simulation, scalability, LCA, Smart Cities

Abstrakt: Dizertačná práca je zameraná na vývoj inteligentných, cirkulárnych a energeticky aktívnych mestských infraštruktúrnych prvkov vyrábaných pomocou robotickej technológie aditívnej výroby (3D tlač). Výskum sa zameria na formuláciu geopolymérnych matríc na báze odpadového skla a ďalších materiálov ako napr. popolček, žiaruvzdorné zvyšky a ľahké plnivá. Pomocou viacosovej robotickej platformy sa umožní škálovateľná výroba geometrických tvarov s integrovanými vodivými prvkami a zabudovanými piezoelektrickými alebo termoelektrickými modulmi pre zber energie a autonómne napájané senzory. Prepojením materiálovej vedy, digitálneho návrhu a robotiky sa projekt zameria na optimalizáciu zloženia materiálov a parametrov tlače, pričom využije metódy konečných prvkov (FEM), strojové učenie (AI) a analýzu životného cyklu (LCA) na hodnotenie účinnosti, udržateľnosti a tvorby dizajnu. Očakávaným výsledkom je nová generácia recyklovateľných, energeticky aktívnych 3D štruktúr pre inteligentné mestá a cirkulárne urbánne aplikácie v súlade s princípmi New European Bauhaus.

Hlavné smery výskumu:

Materiálová optimalizácia a formulácia tlačenej zmesi: Charakterizácia sklenených črepov, popolčeka, žiaruvzdorného odpadu; vývoj vhodných zmesí; optimalizácia reológie a vytvrdzovania.
Nastavenie robotickej platformy: Konfigurácia viacosového robotického ramena, extrúznej hlavy a systému spätnej väzby v reálnom čase pre presné riadenie procesu tlače.
Optimalizácia procesu tlače: Stanovenie a kalibrácia parametrov (rýchlosť, tlak, výška vrstvy); overenie mechanickej konzistencie, priľnavosti vrstiev a rozmerovej stability.
Integrácia funkčných prvkov: Zavedenie piezoelektrických a termoelektrických modulov alebo vodivých dráh do štruktúr; testovanie elektrického výstupu pri mechanickom zaťažení.
Digitálne modelovanie a AI optimalizácia: Využitie metód konečných prvkov (FEM) a strojového učenia (ML) na koreláciu parametrov tlače s pevnosťou, optimalizáciou dizajnu a trvácnosťou prvkov.
LCA a prototypovanie: Výroba pilotných 3D prvkov; vykonanie základných testov a LCA, vrátane recyklovateľnosti.

Kľúčové slová: Aditívna výroba, robotická tlač DIW, cirkulárne materiály, 3D štruktúry odvodené z odpadu, sklo-keramika, dizajn riadený umelou inteligenciou, simulácia, škálovateľnosť, LCA, inteligentné mestá

21. Decarbonization Strategy for Glass Production through Process Innovation, Advanced Materials, and Integrated AI-Based Optimization / Stratégia dekarbonizácie sklárskej výroby prostredníctvom procesných inovácií, pokročilých materiálov a optimalizácie na báze integrácie umelej inteligencie

Supervisor: Dr. Jozef Kraxner, Slovakia

Co – supervisors: doc. Dr. Ing. Peter Vrábel, RONA, Slovakia

Dr. Monika Michálková (IIC SAS), Slovakia

Abstract: The glass industry faces a critical challenge in achieving deep decarbonization while maintaining product quality, process stability, and economic feasibility. The tableware glass sector, characterized by high energy demand and limited furnace lifetimes, requires innovative, data-driven approaches to accelerate its transition toward carbon neutrality in alignment with the European Green Deal.

This Ph.D. project, developed in collaboration between FunGlass center (Slovakia) and RONA glass producers (Slovakia), aims to establish an integrated framework for decarbonization and process optimization in glass melting and forming. The research will combine material innovation, process engineering, and digital intelligence tools to identify inefficiencies and implement feasible low-carbon pathways with minimal investment and production disruption.

Main research directions include:

Material optimization: development of low-carbon formulations, modified chemical composition, and high-value recycling (cullet reintegration) strategies while maintaining optical quality.
Process innovation: study of hybrid heating concepts (electric boosting, H₂ or biofuel combustion), process intensification, waste heat recovery, and extension of furnace lifetime.
Digital and AI integration: implementation of machine learning and digital twin models for real-time monitoring, anomaly detection, and predictive control of the melting process.
Sustainability assessment: integration of Life Cycle Assessment and exergy analysis to identify hotspots, quantify environmental gains, and define a Decarbonization Readiness Index.

Expected outcomes include developing a digital analytical framework to reduce melting time, emissions, and fuel use while extending furnace lifetime. The project will deliver scientific and industrial solutions enabling smart, low-carbon glass manufacturing.

Keywords: Glass decarbonization, process optimization, digital twin, machine learning, LCA, exergy analysis, sustainable manufacturing

Abstrakt: Sklársky priemysel čelí kritickej výzve dekarbonizácie pri zachovaní kvality výrobkov, stability procesov a ekonomickej udržateľnosti. Sektor úžitkového skla, ktorý sa vyznačuje vysokou energetickou náročnosťou a obmedzenou životnosťou taviacich pecí, si vyžaduje inovatívne, dátovo riadené prístupy na urýchlenie prechodu k uhlíkovej neutralite v súlade s Európskou dohodou (European Green Deal).

Dizertačná práca, v spolupráci medzi centrom FunGlass (Slovensko) a sklárňami RONA (Slovensko), má za cieľ vytvoriť integrovaný rámec pre dekarbonizáciu a optimalizáciu procesov pri tavení skla. Výskum spája inovácie v materiáloch, procesné inžinierstvo a nástroje digitálnej inteligencie na identifikáciu neefektívnosti a implementáciu realizovateľných ciest s nízkou uhlíkovou stopou pri minimálnych investíciách a narušení výrobného procesu.

Hlavné výskumné smery zahŕňajú:

Optimalizácia materiálov: vývoj nízko-uhlíkových vsádzkových zmesí, úprava chemického zloženia a implementácia stratégií vysoko efektívnej recyklácie pri zachovaní optickej kvality výrobkov.
Inovácie procesov: štúdium konceptov hybridného ohrevu (elektrický boosting, spaľovanie vodíka alebo biopalív), intenzifikácia procesov, rekuperácia odpadového tepla a predĺženie životnosti taviacich pecí.
Integrácia digitálnych a AI nástrojov: implementácia modelov strojového učenia a digitálnych dvojčiat na monitorovanie v reálnom čase, detekciu anomálií a prediktívne riadenie procesov tavenia.
Hodnotenie udržateľnosti: využitie analýzy životného cyklu (LCA) a exergickej analýzy na identifikáciu kritických oblastí, kvantifikáciu environmentálnych prínosov a definovanie Indexu pripravenosti na dekarbonizáciu.

Očakávané výsledky zahŕňajú vývoj digitálno-analytického rámca na zníženie emisií, spotrebu paliva, urýchlenie taviaceho procesu a predĺženie životnosti taviaceho agregátu. Projekt prinesie vedecké a priemyselné riešenia umožňujúce inteligentnú, nízko-uhlíkovú výrobu skla.

Kľúčové slová: dekarbonizácia skla, optimalizácia procesov, digitálne dvojča, strojové učenie, LCA, exergická analýza, udržateľná výroba

22. 3D printing of inorganic-biopolymer composites for bone regeneration / 3D tlač anorganických biopolymérnych kompozitov pre regeneráciu kostí

Supervisor: Dr. Martin Michálek, FunGlass, Slovakia

Co-supervisor: Dr. Fatih Kurtuldu, FunGlass, Slovakia

Abstract: This PhD project aims to optimize the 3D printing process for inorganic-biopolymer composites intended for bone regeneration. The focus is on developing novel materials by combining bioactive glass nanoparticles bioactive glasses doped with biologically active ions with biopolymers such as hyaluronan or gelatine. The candidate will concentrate on extrusion-based 3D printing techniques to create scaffolds with controlled porosity and mechanical properties while exploring the rheological behaviour of composite inks and optimizing printing parameters. The PhD candidate will gain expertise in material synthesis and characterization (XRD, FTIR, SEM), rheological analysis, mechanical testing of printed scaffolds (compression, tensile), in vitro biological characterization (cell culture, proliferation, and differentiation assays), advanced imaging techniques (scanning electron and fluorescence microscopy), and degradation/swelling studies with ion release profiling. This interdisciplinary project will provide a comprehensive understanding of the relationship between material composition, printing parameters, and biological performance, contributing to advancing next-generation scaffolds for bone regeneration.

Keywords: 3D printing, biopolymers, bioactive glass nanoparticles, therapeutic ions, rheology

Abstrakt: Cieľom doktorandskej práce je optimalizovať proces 3D tlače kompozitov na báze anorganických biopolymérov určených na regeneráciu kostí. Zameriava sa na vývoj nových materiálov kombináciou nanočastíc bioaktívneho skla obohateného o terapeutické ióny s biopolymérmi, ako je hyaluronan či želatína. Doktorand sa zameria na techniky 3D tlače s cieľom vytvoriť skelety s kontrolovanou pórovitosťou a mechanickými vlastnosťami, pričom bude skúmať reologické správanie kompozitných bioatramentov a optimalizovať parametre tlače. Doktorand získa odborné znalosti v oblasti syntézy a charakterizácie materiálov (XRD, FTIR, SEM), reologickej analýzy, mechanického testovania vytlačených skeletov (kompresia, ťah), biologickej charakterizácie in vitro (bunkové kultúry, testy proliferácie a diferenciácie), pokročilých zobrazovacích techník (skenovacia elektrónová a fluorescenčná mikroskopia) a štúdií degradácie/napúčania s analyzovaním uvoľňovania iónov. Tento interdisciplinárny projekt poskytne komplexné pochopenie vzťahu medzi zložením materiálu, parametrami tlače a biologickou odozvou, čím prispeje k pokroku v oblasti novej generácie skeletov pre regeneráciu kostí.

Kľúčové slová: 3D tlač, biopolyméry, bioaktívne sklenené nanočastice, terapeutické ióny, reológia

23. Smart Hybrid Materials for Biomedical and Responsive Applications / Inteligentné hybridné materiály pre biomedicínske a responzívne aplikácie

Supervisor: Dr. Martin Michálek, FunGlass, Slovakia

Co – supervisor: Dr. Martin Schwentenwein, Lithoz, Austria

Abstract: The proposed PhD project aims to develop multifunctional smart materials capable of sensing, responding to, and adapting to external stimuli in real-time. The research focuses on integrating piezoelectric ceramics, particularly potassium sodium niobate (KNN), with bioactive borate glasses and magnetically responsive materials within additively manufactured three-dimensional scaffolds. Piezoceramics possess the unique ability to interconvert mechanical and electrical energy, enabling scaffold architectures with intrinsic sensing, actuation, and self-powered stimulation functionalities beyond those achievable with conventional ceramics or polymers.

In collaboration with Lithoz GmbH (Vienna), the project will exploit state-of-the-art 3D printing techniques to design and fabricate multi-material constructs. Comparative investigations will be conducted on KNN and alternative lead-free piezoceramics, as well as on magnetically responsive glass systems, to optimize material performance and functional integration. The interdisciplinary approach combines materials synthesis, advanced characterization, and structure–property correlation to develop biocompatible, adaptive systems with potential applications in advanced medical implants and responsive biomedical devices. Ultimately, this work will contribute to the next generation of intelligent biomaterials capable of dynamic interaction with their biological environment.

Keywords: additive manufacturing, multi-material system, functional properties

Abstrakt: Navrhovaný doktorandský projekt si kladie za cieľ vyvinúť multifunkčné inteligentné materiály schopné v reálnom čase vnímať, reagovať a prispôsobovať sa vonkajším podnetom. Výskum sa zameriava na integráciu piezoelektrických keramík, najmä niobitanu sodno-draselného (KNN), s bioaktívnymi borátovými sklami a magneticky responzívnymi materiálmi v rámci aditívne vyrábaných trojrozmerných scaffoldov. Piezo keramické materiály majú jedinečnú schopnosť premieňať mechanickú energiu na elektrickú a naopak, čo umožňuje vytvárať scaffoldové štruktúry s vnútornými senzormi, aktuačnými schopnosťami a samonapájaným stimulačným mechanizmom, ktoré presahujú možnosti konvenčných keramických alebo polymérnych materiálov.

V spolupráci so spoločnosťou Lithoz GmbH (Viedeň) bude projekt využívať najmodernejšie techniky 3D tlače na návrh a výrobu multimateriálových konštruktov. Budú vykonané porovnávacie štúdie KNN a alternatívnych bezolovnatých piezokeramík, ako aj magneticky responzívnych sklovitých systémov, s cieľom optimalizovať materiálové vlastnosti a funkčnú integráciu. Interdisciplinárny prístup spája syntézu materiálov, pokročilú charakterizáciu a koreláciu medzi štruktúrou a vlastnosťami s cieľom vyvinúť biokompatibilné, adaptívne systémy s potenciálnymi aplikáciami v pokročilých medicínskych implantátoch a responzívnych biomedicínskych zariadeniach. Výsledkom tejto práce bude príspevok k novej generácii inteligentných biomateriálov schopných dynamickej interakcie so svojím biologickým prostredím.

Kľúčové slová: aditívna výroba, multi-matierály, funkčné vlastnosti

24. Multi-Material Scaffold Desing for Mechanically Reinforced Bioactive Composite Systems / Multimateriálový dizajn scaffoldov pre mechanicky zosilnené bioaktívne kompozitné systémy

Supervisor: Dr. Si Chen, FunGlass, Slovakia

Abstract: The inspiration for this PhD project originates from the principle of reinforced concrete, where embedding steel bars within concrete dramatically enhances its mechanical performance. Translating this design philosophy into the field of biomaterials, this research aims to overcome the intrinsic brittleness of bioactive glasses and ceramics, such as hydroxyapatite, by systematically screening and optimizing specific alloys and polymers to form composite structures. Using computer-aided design (CAD) and multi-material additive manufacturing, various composite architectures will be developed to examine how material composition and structural parameters influence the mechanical strength, toughness, and biological functionality of the scaffolds. The project ultimately seeks to establish a foundation for next-generation bioactive composite scaffolds that combine high strength with controlled bioactivity, offering innovative strategies for bone tissue regeneration.

Keywords: additive manufacturing, multi-material system, computer-aided design

Abstrakt: Inšpirácia pre tento doktorandský projekt vychádza zo princípu železobetónu, kde zabudovanie oceľových výstuží do betónu výrazne zvyšuje jeho mechanické vlastnosti. Prenesením tejto návrhovej filozofie do oblasti biomateriálov sa táto výskumná práca zameriava na prekonanie prirodzenej krehkosti bioaktívnych skiel a keramik, ako je hydroxyapatit, systematickým skríningom a optimalizáciou špecifických zliatin a polymérov na vytvorenie kompozitných štruktúr. Pomocou počítačom podporovaného navrhovania (CAD) a multimateriálovej aditívnej výroby budú vyvíjané rôzne kompozitné architektúry s cieľom preskúmať, ako materiálové zloženie a štrukturálne parametre ovplyvňujú pevnosť, húževnatosť a biologickú funkčnosť scaffoldov. Projekt si kladie za cieľ vytvoriť základy pre novú generáciu bioaktívnych kompozitných scaffoldov, ktoré kombinujú vysokú pevnosť s riadenou bioaktivitou, a ponúknuť tak inovatívne stratégie pre regeneráciu kostného tkaniva.

Kľúčové slová: aditívna výroba, multimateriálový systém, počítačom podporované navrhovanie

25. Advanced functionalized magnetic silica-based theranostic nanocarriers for ionic medicine in cancer treatment / Pokročilé funkcionalizované teranostické nanonosiče na báze magnetického kremíka pre iontovú medicínu v liečbe rakoviny

Supervisor: Dr. Zulema Vargas Osorio, FunGlass, Slovakia

Co-supervisor: Dr. Martina Vitázková, FunGlass, Slovakia

Abstract: Despite extensive research efforts in developing advanced nanocarriers for effective cancer therapy, the goal of achieving an effective and selective combination of both therapy and diagnosis on a single platform remains a significant challenge. This PhD work focuses on the design and development of organically functionalized magnetic silica-based theranostic nanocarriers that integrate multiple functionalities to provide a smart approach for cancer treatment. The strategy relies on combining biocompatible silica matrices with exemplary loading capacity, such as mesoporous silica materials, mesoporous bioactive glasses, or hollow silica spheres with superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs), mainly Fe₃O₄ NPs. Variations on the synthesis parameters and conditions, as well as surface functionalization will play a key role in determining the advanced properties of these hybrid systems capable of magnetically targeting and sustainably releasing therapeutic molecules or ions. Among the functionalization strategies considered are the use of suitable polymers, folate ligands, a wide range of organic groups, and fluorescent molecules to ensure biocompatibility as well as selective recognition of cancer cells.

Engineered nanocarriers are intended to remain stable under various physiological conditions, releasing the anticancer therapeutic ions or molecules in response to the slightly acidic tumor microenvironment (around pH 6.8), which could be influenced by an external magnetic field to improve targeting efficiency. These nanocarriers can simultaneously act as contrast agents for MRI and as enhanced therapeutic platforms through magnetic hyperthermia, additionally enabling targeted ion-based chemotherapy. The research includes the synthesis and the structural, textural, morphological and other physicochemical characterization of the theranostic nanocarriers, followed by biological evaluation of selectivity, biocompatibility, and therapeutic efficiency using relevant folate-receptor-positive cancer models such as ovarian, lung adenocarcinoma, and triple-negative breast cancer.

Keywords: Cancer treatment, controlled delivery, multifunctional magnetic platforms, silica-based systems, theranostic nanocarriers, therapeutic molecules/ions

Abstrakt: Napriek rozsiahlym výskumným snahám o vývoj pokrokových nanonosičov pre účinnú liečbu rakoviny zostáva cieľ dosiahnuť účinnú a selektívnu kombináciu liečby a diagnostiky na jednej platforme významnou výzvou. Táto dizertačná práca sa zameriava na návrh a vývoj organicky funkcionalizovaných magnetických teranostických nanonosičov na báze kremíka, ktoré integrujú viacero funkcií s cieľom poskytnúť inteligentný prístup k liečbe rakoviny. Stratégia spočíva v kombinácii biokompatibilných kremíkových matríc s vynikajúcou nosnosťou, ako sú mezoporézne kremíkové materiály, mezoporézne bioaktívne sklá alebo duté kremíkové guľôčky s superparamagnetickými nanočasticami oxidu železa (SPIONs), hlavne Fe₃O₄ NPs. Variácie syntetických parametrov a podmienok, ako aj funkcionalizácia povrchu budú hrať kľúčovú úlohu pri určovaní pokročilých vlastností týchto hybridných systémov, ktoré sú schopné magneticky zacieliť a udržateľne uvoľňovať terapeutické molekuly alebo ióny. Medzi zvažované stratégie funkcionalizácie patrí použitie vhodných polymérov, folátových ligandov, širokej škály organických skupín a fluorescenčných molekúl na zabezpečenie biokompatibility, ako aj selektívneho rozpoznávania rakovinových buniek.

Konštruované nanonosiče sú navrhnuté tak, aby zostali stabilné za rôznych fyziologických podmienok a uvoľňovali terapeutické ióny alebo molekuly v reakcii na mierne kyslú mikroprostredie nádoru (okolo pH 6,8), ktoré môže byť ovplyvnené vonkajším magnetickým poľom s cieľom zlepšiť účinnosť cielenia. Tieto nanonosiče môžu súčasne pôsobiť ako kontrastné látky pre MRI a ako vylepšená terapeutická platforma prostredníctvom magnetickej hypertermie, čo navyše umožňuje cielenú chemoterapiu na báze iónov. Výskum zahŕňa syntézu a štrukturálnu, textúrnu, morfologickú a inú fyzikálno-chemickú charakterizáciu teranostických nanonosičov, po ktorej nasleduje biologické hodnotenie selektivity, biokompatibility a terapeutickej účinnosti s použitím relevantných modelov rakoviny s pozitívnym folátovým receptorom, ako je rakovina vaječníkov, adenokarcinóm pľúc a trojnásobne negatívna rakovina prsníka.

Kľúčové slová: Liečba rakoviny, riadené uvoľňovanie, multifunkčné magnetické platformy, systémy na báze oxidu kremičitého, terapeutické nanonosiče, terapeutické molekuly/ióny

26. Design of stimuli-responsive metal-organic frameworks for multimodal antibacterial therapy / Návrh a vývoj kovovo-organických rámcov reagujúcich na externé podnety určených pre multimodálnu antibakteriálnu terapiu

Supervisor: Dr. Zuzana Nečšáková, FunGlass, Slovakia

Abstract: In recent years, metal-organic frameworks (MOFs) have emerged as versatile materials for biomedical applications, particularly in the field of targeted drug delivery. Their outstanding physicochemical properties, including large specific surface area, tunable porosity, and flexible structural design, provide unique opportunities for the development of multifunctional therapeutic platforms.

This doctoral research focuses on the rational design and development of advanced MOF-based antimicrobial systems that combine both chemical and photophysical therapeutic mechanisms. The project aims to construct stimuli-responsive MOF platforms, sensitive to external triggers such as pH and light, in order to enhance the efficacy of conventional antibiotics through improved intracellular delivery and controlled release. By functionalizing MOF structures with photosensitizers and bioactive metal ions, the study aims to achieve synergistic photodynamic antibacterial effects capable of overcoming bacterial resistance and disrupting biofilms.

The research will also explore nanoreactor-like MOF systems that selectively respond to physiological stimuli, enabling localized and targeted therapeutic action within infection microenvironments. A systematic investigation will be conducted on drug loading, release kinetics, and degradation pathways of these delivery systems. Special attention will be devoted to the synthesis of positively charged MOFs that promote specific antibiotic transport, efficient bacterial contact and uptake. The resulting materials will be evaluated using in vitro and in vivo infection models, with the goal of developing a novel multimodal antibacterial platform that integrates precise drug delivery with stimuli-controlled activation.

While most current studies on stimuli-responsive MOFs are focused on oncological applications, this research extends their potential into the underexplored field of antibacterial nanomedicine, offering innovative strategies to combat multidrug-resistant bacteria and biofilm-associated infections.

Keywords: drug delivery systems, MOFs, stimuli-responsive materials, antibacterial systems

Abstrakt: V ostatných rokoch sa kovovo-organické rámce (MOFs, Metal-Organic Frameworks) javia ako mimoriadne všestranné materiály pre biomedicínske aplikácie, najmä v oblasti cieleného transportu liečiv. Ich výnimočné fyzikálno-chemické vlastnosti, vrátane veľkého špecifického povrchu, variabilnej pórovitosti a flexibilného štruktúrneho dizajnu, poskytujú jedinečné predpoklady pre vývoj multifunkčných terapeutických platforiem.

Táto dizertačná práca je zameraná na racionálny návrh a vývoj pokročilých antimikrobiálnych systémov na báze MOF, ktoré spájajú chemické aj fotofyzikálne terapeutické mechanizmy. Cieľom projektu je vytvoriť MOF platformy citlivé na externé stimuli, ako sú pH alebo svetlo, a zýšiť tak účinnosť konvenčných antibiotík prostredníctvom zlepšeného intracelulárneho transportu a kontrolovaného uvoľňovania. Funkcionalizáciou MOF štruktúr fotosenzibilizátormi a bioaktívnymi kovovými iónmi sa usilujeme dosiahnuť synergické fotodynamické antibakteriálne účinky, ktoré prekonávajú bakteriálnu rezistenciu a narúšajú biofilmy.

Výskum sa bude zaoberať vývojom nanoreaktorových MOF systémov, ktoré selektívne reagujú na fyziologické podnety, čím umožňujú miestne a cielené terapeutické pôsobenie v infekčnom mikroprostredí. Systematicky budú študované procesy nasycovania liečivom, kinetika uvoľňovania a degradačné dráhy týchto nosičov. Osobitná pozornosť sa bude venovať syntéze pozitívne nabitých MOF materiálov, ktoré umožnia špecifický transport antibiotík a ich efektívny príjem baktériami. Výsledné materiály budú hodnotené na in vitro aj in vivo infekčných modeloch s cieľom vytvoriť novú multimodálnu antibakteriálnu platformu, ktorá kombinuje transport liečiv a ich stimulmi riadené uvoľňovanie.

Zatiaľ čo väčšina súčasných štúdií o na podnety reagujúcich MOF materiáloch sa zameriava na onkologické aplikácie, tento výskum rozširuje ich potenciál do málo preskúmanej oblasti antibakteriálnej nanomedicíny, ponúkajúc nové stratégie v boji proti multirezistentným baktériám a biofilmovým infekciám.

Kľúčové slová: nosiče liečiv, kovovo-organické rámce, materiály reagujúce na vonkajšie podnety, antibakteriálne systémy

PhD Admission