Az aerogélek a világ legkisebb sűrűségű szilárd anyagai, de számos további különleges tulajdonsággal is rendelkeznek, mint például a rendkívül nagy fajlagos felület, illetve porozitás, kémiai inertség, valamint kiemelkedő elektromos, hő- és hangszigetelő képesség. Ezen tulajdonságokat kihasználva már önmagukban is számos területen felhasználhatók, funkcionalizálásukkal azonban új fizikai és kémiai tulajdonságokat alakíthatunk ki, így lehetőség nyílik olyan területen is felhasználni az anyagokat, ahol egyébként nem lenne lehetséges. A gyógyszerfejlesztésben például manapság az aktív komponens mellett a beadás módja is egyre fontosabb, ezért a hordozóanyagok fejlesztése is fontos kutatási terület. Az aerogélek, fent említett tulajdonságaik miatt ideális adszorbensek lehetnek. A doktori munkám során ezért egyik célom volt a szilika aerogélek alkalmazhatóságának vizsgálata különböző gyógy- és fűszernövények aromaanyagainak adszorbeálására, tárolására. A mesterséges csontpótló anyagok előállítása egyre intenzívebben kutatott terület, hiszen a csontjainkat érő megbetegedések, illetve a mechanikai sérülésekből adódó csontfolytonossági hiány komoly problémát jelent az ortopéd sebészet számára. Ezen tények szolgáltatják doktori munkám másik célkitűzését, azaz olyan aerogél alapú kompozitok előállítását és vizsgálatát, amelyek potenciálisan alkalmazhatóak lehetnek a klinikai gyakorlatban. Az aerogélek, illetve aerogél alapú anyagok egy másik nagy felhasználási területe a heterogén fázisú katalizátorok fejlesztése. Ezek a katalizátorok előnyösebbek, mint a homogén fázisúak, mert a reakcióelegytől könnyen elválaszthatók, így kontrollálhatóvá válik a reakció, a katalizátor regenerálható és újra felhasználható. Továbbá a heterogén fázisú katalizátorok stabilabbak az iparban alkalmazott körülmények (hőmérséklet, pH) között. Ezért célul tűztem ki, hogy vizsgáljam egyrészt az aerogélek alkalmasságát katalitikus aktivitással rendelkező molekulák immobilizálására, másrészt az így előállított katalizátorok hatékonyságát egyszerű modellreakciókban.

Aerogels are known as solid materials with the lowest density. In addition to low density, silica aerogels possess other special properties as well, for example extremely large specific surface area and porosity, outstanding electrical-, heat insulation and soundproofing property. Based on these properties, the aerogels can be used in many areas by themselves. By functionalization however we are able to create new physical and chemical properties, expanding the number of possible applications even more. Nowadays, during drug development, the method of administration is nearly as important as the active component itself. As a result, the development of drug carriers is also a major research area. Due to their unique properties mentioned above, the aerogels may be ideal adsorbents. During my doctoral work, the aim was to study the applicability of silica aerogels for adsorption and storage of aroma materials originating from herbs and spices. The preparation of artificial bone substitutes is also an increasingly important research area since bone deficiency because of diseases and mechanical injuries denotes serious problems for orthopedic surgery. This provide the driving force for the production and development of artificial bone replacement materials and the other objective of my doctoral work, i.e. the production and study of aerogel-based composites that can potentially be used in clinical practice as artificial bone substitutes. The third studied application field of aerogels was the development of heterogeneous catalysts. Heterogeneous catalysts are more beneficial to use, since these materials can be regenerated, the catalyzed reaction becomes more controllable, moreover the heterogeneous catalysts are more stable under the circumstances applied in the industry. Therefore, the third objective of my work was studying the applicability of silica aerogels for immobilization of catalytically active molecules, as well as testing their catalytic performance through simple model reactions.