Cílem projektu je posílení mezinárodní spolupráce, rozvoj týmu a realizace špičkového výzkumu za účelem vývoje nové generace ground-breaking strojírenských produktů, které jsou výsledkem konvergence biologické a technologické evoluce. Součástí projektu je rozvoj internacionalizace ve spolupráci se zahraničními pracovišti včetně mobilit, modernizace technického vybavení a hlubší integrace zapojených institucí. Výsledkem budou publikační i technicky realizované výsledky, včetně několika patentů.

Klíčové aktivity projektu:
I. Realizace špičkového výzkumu využívajícího konvergence biologické a technologické evoluce členěného do dvou výzkumných záměrů:

• VZ A – Bioinspirované mechatronické systémy v tématech:
  1. Vývoj materiálů na základě teoretických přístupů a bioinspirace;
  2. Superlubricita strojních prvků inspirovaná biosystémy;
  3. Vývoj SMART materiálových struktur a bioinspirovaných metamateriálových systémů;
• VZ B – Mechatronické systémy pro biomedicinské inženýrství v tématech:
  1. Hybridní a kompozitní biomateriály;
  2. Modifikace a nanostrukturování povrchů biomateriálů;
  3. Mechatronické systémy pro biomedicínu

Description in English
The aim of the project is to strengthen international collaboration, team development and the implementation of cutting-edge research to develop a new generation of ground-breaking engineering products resulting from the convergence of biological and technological evolution. The project includes the development of internationalisation in collaboration with foreign institutes, including mobility, upgrading of technical equipment and deeper integration of the institutions involved. This will result in publications and technically realised results, including several patents.

Keywords
bionika, biomimetika, kompozity, metamateriály, aditivní výroba, superlubricita, biomateriály, modifikace povrchů, polymery, depotní systémy pro biologické systémy, implantáty, mechatronika

CZ.02.01.01/00/22_008/0004634

Czech

Hartl Martin, prof. Ing., Ph.D. - principal person responsible
Částková Klára, doc. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Hadaš Zdeněk, doc. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Charvát Pavel, doc. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Jedelský Jan, prof. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Kaiser Jozef, prof. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Klimeš Lubomír, doc. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Koutný Daniel, doc. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Křupka Ivan, prof. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Lízal František, doc. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Maca Karel, prof. RNDr., Dr. - fellow researcher
Nečas David, doc. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Vrbka Martin, prof. Ing., Ph.D. - fellow researcher

Faculty of Mechanical Engineering
- responsible department (4.12.2022 - 4.12.2022)
Institute of Machine and Industrial Design
- responsible department (4.12.2022 - not assigned)
Central European Institute of Technology BUT
- internal (1.9.2023 - 30.6.2028)
Energy Institute
- internal (1.9.2023 - 30.6.2028)
Institute of Machine and Industrial Design
- internal (1.9.2023 - 30.6.2028)
Institute of Materials Science and Engineering
- internal (1.9.2023 - 30.6.2028)
Institute of Solid Mechanics, Mechatronics and Biomechanics
- internal (1.9.2023 - 30.6.2028)
Faculty of Mechanical Engineering
- beneficiary (1.9.2023 - 30.6.2028)

HRSTKA, M.; KOTOUL, M.; PROFANT, T.; KIANICOVÁ, M. Small-scale domain switching near sharp piezoelectric bi-material notches. INTERNATIONAL JOURNAL OF FRACTURE, 2025, vol. 250, no. 1, ISSN: 0376-9429.
Detail

MODLITBOVÁ, P.; ZIKMUNDOVÁ, E.; POŘÍZKA, P.; KAISER, J. Detection, characterization and imaging of micro- and nanoparticles in biotic tissues by laser-induced breakdown spectroscopy. BRAIN RESEARCH BULLETIN, 2025, vol. 221, no. 184, ISSN: 1873-2747.
Detail

VAVERKA, J.; BURŠA, J. A modification of Holzapfel-Ogden hyperelastic model of myocardium better describing its passive mechanical behavior. EUROPEAN JOURNAL OF MECHANICS A-SOLIDS, 2025, vol. 111, no. MAY-JUN, ISSN: 0997-7538.
Detail

POUZAR, J.; KOŠŤÁL, D.; WESTERBERG, L.; NYBERG, E.; KŘUPKA, I. Labyrinth seal design for space applications. Vacuum, 2025, vol. 232, no. 2, p. 1-10. ISSN: 0042-207X.
Detail

PAROBKOVÁ, V.; MALEČEK, L.; ZEMEK, M.; KALČÍKOVÁ, G.; VYKYPĚLOVÁ, M.; BUCHTOVÁ, M.; ADAMOVSKÝ, O.; ZIKMUND, T.; KAISER, J. Advancing microplastic detection in zebrafish with micro computed tomography: A novel approach to revealing microplastic distribution in organisms. JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS, 2025, vol. 488, no. 5, p. 1-12. ISSN: 1873-3336.
Detail

RANUŠA, M.; ODEHNAL, L.; KUČERA, O.; NEČAS, D.; HARTL, M.; KŘUPKA, I.; VRBKA, M. Effect of Surface Texturing on Friction and Lubrication of Ti6Al4V Biomaterials for Joint Implants. Tribology Letters, 2025, vol. 73, no. 1, p. 1-18. ISSN: 1023-8883.
Detail

ZÁLEŠÁK, M.; KLIMEŠ, L.; CHARVÁT, P.; ŠPILÁČEK, M. Complex 3D-Printed Heat Transfer Surfaces: An Assessment and Comparison of Tools for Implicit Geometry Modelling. Chemical Engineering Transactions, 2024, vol. 94, no. 1, p. 229-234. ISSN: 2283-9216.
Detail

Jan Bajer; Miroslav Hrstka; Zahra Sharif Khodaei; M.H. Aliabadi; Zdenek Hadas. Geometry Optimization of a Highly Flexible Gradient Metamaterial Structure Using a Differential Evolution Algorithm. In 2024 21st International Conference on Mechatronics - Mechatronika (ME). 21. Brno, Czech Republic: IEEE, 2024. p. 186-191. ISBN: 979-8-3503-9490-0.
Detail

SNOPIŃSKI, P.; MATUS, K.;KROL, M.;WARSKI, T.;KOTOUL, M.;BARLAK,M.;NOWAKOWSKA-LANGER,K. Thermal stability and Ar plus ion irradiation behaviour of SLM AlSi10Mg alloy post-processed via KOBO extrusion method. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2025, no. leden 2025, ISSN: 1388-6150.
Detail

NOVÁKOVÁ, M.; BRYŠOVÁ, A.; VOKURKOVÁ, J.; MARCIÁN, P.; BORÁK, L.; KOŠKOVÁ, O. Impact of early cleft lip and palate surgery on maxillary growth in 5-and 10-Year-old patients with unilateral cleft lip and palate: a cross-sectional study. BMC Oral Health, 2024, vol. 24, no. 1, p. 1316 ( p.)ISSN: 1472-6831.
Detail

PAROBKOVÁ, V.; HOLUB, D.; KIZOVSKÝ, M.; KALČÍKOVÁ, G.; ROZMAN, U.; URÍK, M.; NOVOTNÝ, K.; SAMEK, O.; ZIKMUND, T.; POŘÍZKA, P.; KAISER, J. Raman microspectroscopy and laser-induced breakdown spectroscopy for the analysis of polyethylene microplastics in human soft tissues. Heliyon, 2024, vol. 10, no. 18, ISSN: 2405-8440.
Detail

CHAMRADOVÁ, I.; TUŠLOVÁ, K.; KADLECOVÁ, Z.; MENČÍK, P.; JANKŮ, M.; VOJTOVÁ, L. 3D/4D tisk gelů. Biomateriály a jejich povrchy XVII. České vysoké učení technické v Praze, 2024. s. 21-21. ISBN: 978-80-01-07334-6.
Detail

BIJALWAN, V.; KAŠTYL, J.; ERHART, J.; PRAJZLER, V.; TOFEL, P.; SOBOLA, D.; VELAZQUEZ, J.; GALUSEK, D.; MACA, K. Optical and electrical performance of translucent BaTiO3-BaSnO3 ceramics. CERAMICS INTERNATIONAL, 2024, vol. 50, no. 16, p. 28123-28132. ISSN: 1873-3956.
Detail

MAŘÁK, V.; DRDLÍK, D.; BIJALWAN, V.; TOFEL, P.; ERHART, J.; CHLUP, Z.; MACA, K. Effect of alumina or zirconia particles on the performance of lead-free BCZT piezoceramics. CERAMICS INTERNATIONAL, 2024, vol. 50, no. 24, p. 53491-53501. ISSN: 1873-3956.
Detail

ČÍPEK, P.; RANUŠA, M.; ODEHNAL, L.; VRBKA, M.: Simulátor opotřebení; Simulátor pro studium opotřebení malých kloubních náhrad. Laborator Biotribologie budova A3, 6. patro, místnost A3/614 Ústav konstruování Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně. URL: https://intranet.ustavkonstruovani.cz/file-download/get-project-pdf/486. (funkční vzorek)
Detail

ČERVINEK, O.; TUCKER, M.; KOUTNÝ, D.; BAMBACH, M. Computational and experimental investigation of thermally auxetic multi-metal lattice structures produced by laser powder bed fusion. Virtual and Physical Prototyping, 2024, vol. 19, no. 1, p. 1-26. ISSN: 1745-2759.
Detail

DRDLÍK, D.; MAŘÁK, V.; KLEMENT, R.; TOFEL, P.; DRDLÍKOVÁ, K.; HADRABA, H.; CHLUP, Z. Basic microstructural, mechanical, electrical and optical characterisation of BaTiAl6O12 ceramics. BOLETIN DE LA SOCIEDAD ESPANOLA DE CERAMICA Y VIDRIO, 2024, vol. 63, no. 5, p. 368-376. ISSN: 2173-0431.
Detail

CHAMRADOVÁ, I.; TUŠLOVÁ, K.; REBENDA, D.; ČÍPEK, P.; VRBKA, M.; VOJTOVÁ, L. Synthetic Hydrogels as Cartilage Models for Biomimetic Tribological Testing. Greece, Thessaloniki: 2024. p. 152-152.
Detail

OKÁL, M.; KOŠŤÁL, D.; SAKAI, K.; KŘUPKA, I.; HARTL, M. Thickener Behaviour in Rolling Elastohydrodynamic Lubrication Contacts. Tribology Letters, 2024, vol. 72, no. 3, p. 1-16. ISSN: 1573-2711.
Detail

STREĎANSKÁ, A.; NEČAS, D.; VRBKA, M.; SUCHÁNEK, J.; MATONOHOVÁ, J.; TOROPITSYN, J.; HARTL, M.; KŘUPKA, I.; NEŠPOROVÁ, K. Understanding frictional behavior in fascia tissues through tribological modeling and material substitution. Journal of the mechanical behavior of biomedical materials, 2024, vol. 155, no. 7, p. 1-12. ISSN: 1751-6161.
Detail

Responsibility: Hartl Martin, prof. Ing., Ph.D.