Istraživanja

Naučno-istraživački rad je temelj inovacije i mog rada fizička hemija, elektrohemija, nanotehnologija i nauke o materijalima doprinijela je značajnom napretku u ovim oblastima. Tokom godina, provodila sam istraživanje fokusirano na teorijski principi i njihova praktična primjena, što dovodi do stvarnih rješenja za ekološki izazovi, industrijski procesi i održive tehnologije. Ispod je detaljan pregled oblasti istraživanja u kojima sam bila uključena, zajedno sa ključnim nalazima i njihovim širim implikacijama.

Trenutna istraživanja uključuju:

  1. Priprema nanocestica, emulzija/krema i izučavanje njihovih fizičko-hemijskih karakteristika kao i antibakterijskih svojstava.
  2. Valorizacija otpada hrane (voća i povrća) s nutritivnog stanovista i mogucnosti njihove upotrebe u razlicite svrhe (organska gnojiva ili dodaci prehrani ili za zelenu sintezu nanočestica).
  3. Fotokatalitički procesi za konverziju CO2, dobijanje vodika (H2), degradacija organskih nečistoća iz vode
  4. Primjena umjetne inteligencije u hemijskoj i prehrambenoj industriji, farmaciji, kao i u edukaciji.

    Fokus istraživanja

    Ključna područja istraživanja

    Moja istraživačka interesovanja obuhvataju širok spektar disciplina, od kojih svaka doprinosi globalnom napretku u hemiji, nauci o materijalima i održivosti životne sredine. U nastavku su neke od ključnih oblasti na koje sam se fokusirala:

    1. Fotokataliza i napredni procesi oksidacije

    Jedno od mojih primarnih istraživačkih područja je fotokataliza, polje koje koristi svjetlo za pokretanje hemijskih reakcija, posebno u pročišćavanju vode, sanaciji okoliša i samočistećim materijalima. Moj rad u ovoj oblasti uključuje:

    • Razvoj novih fotokatalizatora: Istraživanje metalnih oksida, dopiranih poluvodiča i kompozitnih materijala za poboljšanje fotokatalitičke efikasnosti.
    • Degradacija zagađivača: Istraživanje razgradnje organskih zagađivača, farmaceutskih proizvoda i industrijskih boja u tretmanu otpadnih voda.
    • Fotokatalitički premazi: Stvaranje materijala koji sprečavaju bioobraštanje na površinama izloženim vlazi, uključujući medicinske uređaje i građevinske materijale.

    Fotokataliza ima značajnu primjenu u zelenoj hemiji, pružajući energetski efikasne, isplative i netoksične alternative za čišćenje vode i zagađivača zraka. Nedavna otkrića u heterogenoj fotokatalizi su pokazala potencijal materijala na bazi titanijum dioksida (TiO₂) u uklanjanju zagađivača iz industrijskih otpadnih voda, a moje istraživanje doprinosi daljem poboljšanju ovih tehnologija.

    2. Elektrohemijski procesi i skladištenje energije

    Elektrohemija igra vitalnu ulogu u pohranjivanju obnovljive energije, tehnologiji baterija i elektrohemijskim senzorima. Moj istraživački doprinos u ovoj oblasti uključuje:

    • Razvoj materijala za elektrode visokih performansi: Optimizacija materijala koji se koriste u litijum-jonskim baterijama, superkondenzatorima i gorivnim ćelijama.
    • Prevencija korozije i površinski premazi: Istraživanje elektrohemijskih metoda za poboljšanje trajnosti i dugovječnosti industrijskih metala.
    • Elektrohemijski senzori: Dizajniranje naprednih senzora za detekciju zagađivača, teških metala i biomolekula u realnom vremenu.

    Rješenja za skladištenje elektrohemijske energije su kritična za postizanje ciljeva održive energije, posebno u aplikacijama kao što su električna vozila i pametne mreže. Moje studije istražuju elektrohemijsko ponašanje kompozitnih materijala i njihove performanse u različitim uslovima okoline, sa naglaskom na povećanju efikasnosti, smanjenju troškova i obezbeđivanju skalabilnosti.

    3. Hemija polimera i pametni materijali

    Moje istraživanje u hemiji polimera fokusira se na sintezu i karakterizaciju funkcionalnih polimera s primjenom u industriji, medicini i poljoprivredi. Ključni doprinosi uključuju:

    • Biorazgradivi polimeri: Razvoj ekološki prihvatljivih materijala koji smanjuju zagađenje plastikom.
    • Pametni hidrogelovi: inženjerski hidrogelovi koji reaguju na pH, temperaturu ili vanjske podražaje za kontroliranu isporuku lijekova.
    • Napredni premazi: Povećavaju vodootpornost, UV stabilnost i svojstva samočišćenja polimera za industrijsku upotrebu.

    Funkcionalni polimeri imaju širok spektar primjena, od biomedicinskih implantata do materijala za pakovanje hrane, a moj rad ima za cilj poboljšanje njihovih performansi, održivosti i prilagodljivosti modernim potrebama.

    4. Nanotehnologija i njene primjene

    Nanotehnologija transformiše više industrija nudeći kontrolu bez presedana nad svojstvima materijala na atomskom i molekularnom nivou. Moje istraživanje u nanotehnologiji uključuje:

    • Sinteza i funkcionalizacija nanočestica: Istraživanje upotrebe metalnih i metal-oksidnih nanočestica u industrijskim i biomedicinskim aplikacijama.
    • Nano-inkapsulacija u poljoprivredi: Povećanje efikasnosti gnojiva i isporuke pesticida pomoću nanotehnologije.
    • Katalizatori zasnovani na nanomaterijalima: Dizajniranje nanokatalizatora za hemijsku sintezu i sanaciju životne sredine.

    Rešenja zasnovana na nanotehnologiji imala su dubok uticaj na medicinu, skladištenje energije i zaštitu životne sredine, a moje istraživanje nastavlja da pomjera granice ove oblasti u nastajanju.

    Metodologije i tehnike istraživanja

    Značajan dio mog rada uključuje eksperimentalno istraživanje, računarsko modeliranje i napredne tehnike karakterizacije za analizu ponašanja materijala. Neke od metodologija koje koristim uključuju:

    • Tehnike spektroskopije: UV-Vis, FTIR i Raman spektroskopija za analizu molekularne strukture.
    • Mikroskopija i površinska karakterizacija: SEM, TEM i AFM za nanosnimiranje materijala.
    • Difrakcija rendgenskih zraka (XRD): Proučavanje kristalnih struktura i faznih prijelaza u naprednim materijalima.
    • Elektrohemijska analiza: Ciklična voltametrija i spektroskopija impedancije za procjenu performanse baterije i senzora.

    Saradnje i međunarodni istraživački projekti

    Moje istraživanje je poboljšano kroz saradnju sa univerzitetima, istraživačkim institutima i industrijama širom svijeta. Neki od projekata u kojima sam učestvovala uključuju:

    • COST Action CA 15107: Mreža multifunkcionalnih nano-karbonskih kompozitnih materijala (MultiComp).
    • Horizon 2020 Projects: Fokusirajući se na održivu hemiju, nanomaterijali i napredni premazi.
    • Erasmus+ Research Programs: Saradnja sa vodećim evropskim institucijama u nauka o materijalima i elektrohemija.

    Objavljeni radovi i naučni prilozi

    Tokom godina, mnogo sam objavljivala u recenziranim časopisima, poglavljima knjiga i zbornicima konferencija. Ispod su neke zapažene publikacije:

    • Bratovčić, A. (2025). Exploring Non-Chemical Methods for Sustainable Weed Management. International Journal of Agriculture and Environmental Research, 11(01), 129-153.
    • Bratovčić, A. & Tomašić, V. (2024). Photocatalytic Composites Based on Biochar for Antibiotic and Dye Removal in Water Treatment. Processes, 12(12), 2746.
    • Bratovčić, A. (2024). Different Approaches to Reduce Salinity in Salt-Affected Soils and Enhancing Salt Stress Tolerance in Plants. Agricultural Sciences, 15, 830-847.

    Budućnost istraživanja: Izazovi i mogućnosti

    Kako se naučni napredak nastavlja, pojavljuju se nove mogućnosti i izazovi u hemiji, nanotehnologiji i razvoju održivih materijala. Neki od budućih pravaca mog istraživanja su:

    • Razvoj fotokatalizatora nove generacije: Istraživanje 2D materijala i hibridnih struktura za poboljšanu fotokatalitičku efikasnost.
    • Energijski efikasni elektrohemijski uređaji: Stvaranje inovativnih materijala za proizvodnju vodonika i konverziju CO₂.
    • Održivi i biorazgradivi materijali: Dizajniranje polimera i kompozita koji su u skladu sa principima kružne ekonomije.

    Naučno istraživanje je kontinuirano putovanje otkrića, a moj cilj je da doprinesem značajnom napretku koji koristi i industriji i društvu. Kroz interdisciplinarnu saradnju i širenje znanja, cilj mi je inspirisati buduće istraživače i osigurati da nauka ostane na čelu globalnog napretka.

    Za kompletnu listu publikacija, citata i tekućih projekata posjetite profile ResearchGate, Google Scholar ili ORCID koji su povezani na ovoj web stranici.