Солеви системи и природни ресурси

Лабораторията има за предмет на дейност провеждането на фундаментални и приложни изследвания в областта на неорганичното материалознание и опазване и оползотворяване на природните ресурси.

• Неорганично материалознание

Изследванията са насочени в две направления – химия на водно-солевите системи и синтез и охарактеризиране на калциево фосфатни биоматериали.

Химия на водно-солевите системи. Провеждат се теоретични и експериментални изследвания на процесите на разтворимост и кристализация във водно-солеви дву-, три- и многокомпонентни системи. Изследват се процеси на кристализация и съкристализация на прости и двойни соли, смесени кристали. Изследва се кинетика на процесите. Термодинамично се моделират стабилни и метастабилни фазови разновесия. Установяват се закономерности между състава и структурата на разтворите и структурата и вида на кристализиращите твърди фази. Прогнозират се и се изясняват взаимодействията, протичащи в системите с промяна на условията.

Синтез и характеризиране на калциево фосфатни биоматериали. Провеждат се изследвания върху синтез и охарактеризиране на материали с биомедицинска насоченост, в това число нано- и модифицирани калциево-фосфатни композити. Изследва се връзката състав-структура-свойство с прилагането на съвременни инструментални и изчислителни методи. Разработват се технологии за получаване на биоматериали (предимно за денталната медицина) с модифицирани химични и подобрени физични характеристики и биологични отнасяния.

• Природни ресурси

Изследванията са насочени в две направления – Eкология и Устойчиво оползотворяване на природни ресурси.

Екологичните изследвания целят оценяване, прогнозиране и подобряване на екологичното състояние на индустриално
замърсени природни води, почви и растителност чрез прилагане на различни аналитични методи и термодинамични модели. Провеждат се полеви и лабораторни изследвания за определяне степента на замърсяване, мобилността и фитоакумулацията на преходни метали. Прилагат се различни термодинамични модели (Модел на йонна асоциация, Модел на йонно взаимодействие и Модел Стокхолм Хюмик) за определяне на неорганичните и органични химични форми и динамиката на преходни метали в екосистемата вода – почва – почвен екстракт – растителност.

Устойчиво оползотворяване на природни ресурси– използват се природни минерални суровини за разработване на алтернативни биологично активни материали. Приоритетно се използват минералните ресурси на Черно море. Разработват се технологии на натурални продукти за козметиката и за фармацевтиката. Организирано е малко производство.

1. Rabadjieva D.,  Sezanova, K., Gergulova R., Titorenkova R., Tepavitcharova S.,
   Precipitation and Phase Transformation of Dicalcium Phosphate Dihydrate in Electrolyte Solutions of Simulated Body Fluids. Thermodynamic Modeling and Kinetic Studies“
   Journal of Biomedical Materials Research Part A. (2020)
2. Kovacheva, A., Vladov, I., Gabrashanska, M., Rabadjieva, D., Tepavitcharova, S., Nanev, V., Dassenakis, M., Karavoltsos, S.,
   “Dynamics of trace metals in the system water – soil – plant – wild rats – tapeworms (Hymenolepis diminuta) in Maglizh area, Bulgaria”
   Journal of Trace Elements in Medicine and Biology 58 (2020) 126440.
3. Rabadjieva, A. Kovacheva, S. Tepavitcharova, M. Dassenakis, S. Karavoltsos
   Trace metal pollution of waters and soils in Kardjali region, Bulgaria,
   Еnviron Мonit Аssess , 190(7) (2018) 383-399,
4. Tepavitcharova, S., Havlíček, D., Matulková, I., Rabadjieva, D., Balarew, C., Gergulova, R., Němec, I., Císařová, I., Plocek, J.
   Solid phases in the systems glycine–ZnX₂–H₂O (X = Cl−, Br−, I−) at 25 °C,
   Monatshefte fur Chemie, 149 (2) (2018) 299-311.
5. Balarew, C., Tepavitcharova, S., Kamburov, S.,
   Study of the spontaneous crystallization of Na₂SO₄7H₂O and Na₂SeO₄•7.5H₂O.
   Monatshefte für Chemie, 149 (2018) 289-298.
6. Kamburov, S., Schmidt, H., Voigt, W., Balarew, C.,
   Crystal structures of sodium magnesium selenite decahydrate, Na₂Mg(SeO₄)₂10H₂O, a new selenate salt, and sodium magnesium selenate dihydrate, Na₂Mg(SeO₄)₂•2H₂O.
   Acta Cryst. C, 73 (2017) 582-587.
7. Rabadjieva, D., Tepavitcharova, S., Sezanova, K., Gergulova, R.,
   Chemical Equilibria Modeling of Calcium Phosphate Precipitation and Transformation in Simulated Physiological Solutions,
   J Solution Chem 45 (2016) 1620–1633
8. Tepavitcharova, D. Havlícek, I. Matulkova, D. Rabadjieva, R. Gergulova, J. Plocek, I. Nemec, I. Císarova,
   New zinc-glycine-iodide complexes as a product of equilibrium and non-equilibrium crystallization in the Gly – ZnI₂ – H₂O system,
   Journal of Molecular Structure 1120 (2016) 42-49.
9. Balarew, Ch., Tepavitcharova, S., Rabadjieva, D., Kamburov, S.,
   On the crystallization kinetics of highly soluble salts,
   Pure and Applied Chemistry, 87(5) (2015) 445-451.
10. Kovacheva, D. Rabadjieva, St. Tepavitcharova,
    Simulation of stable and metastable sea-type carbonate systems for optimization of MgCO₃.3H₂O precipitation from waste sea   brines,
    Desalination, 348 (2014) 66–73
11. Tepavitcharova, S., Rabadjieva, D., Todorov, , Kovacheva, A., Dassenakis, M., Paraskevopoulou, V.
    Chemical speciation in fresh, saline and hyper-saline waters,
    Pure and Applied Chemistry, 86 (7) (2014) 1097-1104.

• Department of Inorganic Chemistry, Faculty of Science, Charles University, Czech Republic
• Institute of Inorganic Chemistry of the ASCR, Czech Republic
• Department of Chemistry, Laboratory of Environmental Chemistry, National and Kapodistrian University of Athens, Greece