JANČÍK PROCHÁZKOVÁ, A. Syntéza a studium nano-strukturovaných perovskitů pro aplikace v organické elektronice [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2020.
Ing. Anna Jančík Procházková se ve své disertační práci věnovala aktuální a vysoce atraktivní problematice přípravy, charakterizace a studiu vlastností hybridních perovskitovych nanočástic pro aplikace v organické elektronice. Dizertační práce se zabývá unikátním propojením mezi molekulární biologii a hybridními nano-strukturovanými polovodiči perovskitů, na bázi halogenidů olova s potenciálem pro aplikace v nano- biotechnologiích a bio-elektronice. Inspirací byly přírodou inspirované peptidy, schopné tvořit pevno- fázové interakce, které se stále častěji využívají jako molekulární stavební bloky v nano-biotechnologiích. Tyto peptidy vykazují selektivitu se schopností vázat se s vysokou afinitou na povrchy různých materiálů, jako jsou polovodiče, uhlíkové materiály, polymery a minerály. Práci lze považovat za průlomovou, vzhledem k tomu, že studentka dokázala propojit a popsat intenzivně studovanou multioborovou problematiku, která do této doby nezaznamenává publikační aktivitu. Touto prací se jednoznačně podařilo prokázat, že biogenní molekuly jako jsou aminokyseliny a specifické oligopeptidy interagují s hybridními nano-strukturovanými perovskity, čímž jednoznačně tyto systémy otevřely novou éru výzkumu a bio-aplikací. Anna Jančík Procházková plnila během doktorandského studia své úkoly precizně, svědomitě a s velkou dávkou vědeckého zanícení a veškeré zkoušky úspěšně složila. Podílela se na celé řadě experimentů, zaměřených na syntézu perovskitovych nanočástic a jejích optimalizaci, což v mnoha ohledech vyžadovalo systematický vědecký přístup. Dále aktivně pracovala na studiu vlastností daných materiálů a v neposledním řadě na finálních charakterizacích nově syntetizovaných nano-perovskitových systémů. K výraznému osobnímu a odbornému rozvoji Anny Jančík Procházkové přispěla také zahraniční stáž v celkové délce 18 měsíců na Linz Institute for Organic Solar Cells (LIOS) na Johannes Kepler University (JKU) ve skupině vysoce erudovaného prof. Sariciftciho. Během uvedené stáže aktivně spolupracovala v rámci multidisciplinární problematiky taky s Institute of Polymer Chemistry (ICP) (JKU Linz), dále s Soft Electronics Laboratory, Linz Institute of Technology (LIT) (JKU Linz) a s Regional Centre of Advanced Technologies and Materials v Olomouci. Studentka se účastnila řady tuzemských a mezinárodních konferencí, kde prezentovala výsledky vědecko-výzkumní práce. V roce 2019 získala také Cenu děkana Fakulty Chemické za vynikající studijní výsledky. Dosažené výsledky studentky jsou podrobně popsány v dizertační práci a doloženy 8 publikacemi v renomovaných odborných časopisech s impakt faktorem. Na tomto místě bych rád akcentoval významný přínos a podíl studentky na těchto publikacích. Bez nadsázky můžu konstatovat, že dosažené výsledky v rámci dizertační práce jsou vysoce kvalitní v určitých ohledech zcela výjimečné a na danou problematiku až průkopnické. Celkově hodnotím výsledky studenty dosažené v rámci dizertační práce za vysoce hodnotné, originální a dále využitelné. Oceňuji taky systematický přístup studentky k řešení vytyčených úkolů a její pracovitost. Anna Jančík Procházková jednoznačně prokázala tvůrčí schopnosti, odborné znalosti a dovednosti i schopnost samostatně vědecky pracovat. Naplněny byly i všechny další podmínky pro úspěšné ukončení studia. Disertační práce splňuje všechny kritéria kladená na daný typ práce, a proto ji doporučuji k obhajobě.
Vážený pane profesore, zasílám Vám oponentský posudek na předloženou dizertační práci s názvem „Synthesis and study of nano-structured perovskites for applications in organic electronics“, jejíž autorkou je Ing. Anna Jančík Procházková. Předložená disertační práce pojednává o přípravě a vlastnostech nanočástic perovskitů halogenidů kovů s pomocí stabilizačních a povrch modifikujících činidel inspirovaných přírodou. Níže následuje mé vyjádření v požadované struktuře a) až f). a) k aktuálnosti tématu dizertační práce Téma předložené práce je vysoce aktuální, v současné době je na WoS dostupno cca 86 tisíc záznamů spojených s klíčovým slovem „perovskite“ v tématu. Je to tedy oblast přibližně třetinové mohutnosti oproti „graphene“, a i když neprožila tak prudký nárůst ročního počtu publikací, jako grafeny, přesto se nelze nevyhnout obavě z určité marginality jakéhokoliv příspěvku na tak velkém „bitevním“ poli. Nicméně i v tak „propublikované“ oblasti autorka našla a rozvinula velmi originální a silné téma. „Perovskite“ se v kombinaci s klíčovými slovy jako „amino acid“, „peptide“ nebo „nucleic acid“ na WoS vyskytuje sotva v pár desítkách záznamů, v případě „nucleic“ v jednotkách. Téma je nejenom originální, ale také je výborně zpracované a výsledky jsou publikované ve vynikajících časopisech. I v tak silně konkurenční oblasti autorka dokázala zanechat výraznou stopu. b) zda dizertační práce splnila stanovený cíl Práce měla tři hlavní cíle, uvedené hned v první kapitole, zde jen stručně: 1. Syntéza a charakterizace 2. Stabilizace nanočástic aminokyselinami 3. Prozkoumat použití komplexních přírodou inspirovaných stabilizačních látek. Tyto cíle byly v práci samozřejmě formulovány konkrétněji, a v rámci svého vymezení také splněny. c) k postupu řešení problému a k výsledkům dizertační práce s uvedením konkrétního přínosu doktoranda, Postup, jakým jsou podány výsledky práce, je logický, od základních otázek k subtilnějším a specifičtějším. Jaký byl chronologický postup prací, mi není známo, ale je obvyklé, že ten jednoduše přímočarý nebývá; jistou indikací je pořadí, v jakém byly výsledky publikovány, avšak ani to nemusí vždy souhlasit s pořadím, v jakém bylo výsledků dosahováno. Výsledky práce jsou kvalitní, a bylo jich dosaženo mnoho. Především bylo provedeno velké množství syntéz – to, jak předpokládám, bylo jednou z hlavních částí náplně řešení disertace. U přípravy vzorků autorka uvádí metodu přípravy tenkých vrstev, a sice centrifugaci (kap. 6.2. str. 45 dole), k čemuž bych připomněl, že údaj o úhlové rychlosti rotace je bezcenný, zejména, když není uvedeno, jaký rotor byl použit, vždy je nutno uvádět odstředivé zrychlení (tedy ne kolik „rpm“, ale kolik „g“). Dále autorka uvádí, že byly použity následující metody k charakterizaci nanočástic: UV-Vis, PL, FT-IR, TEM, AFM, profilometrie, P-XRD, XPS. Zde musím položit otázku, zda všechny experimenty provedla autorka sama. Kapitola „Acknowledgement“ specificky v tomto smyslu nikam neukazuje. Předpokládám, že se k této otázce autorka vyjádří během obhajoby, jak bývá obvyklé. d) k významu pro praxi nebo rozvoj vědního oboru, Lze souhlasit se závěrem práce, a sice že byly položeny základy ke studiu nanočástic perovskitu modifikovaných přírodou inspirovanými povrch stabilizujícími činidly. Po této práci na poli základního výzkumu budou jistě následovat jednotlivé příklady aplikací, ke kterým byly otevřeny dveře. Jak uvádí autorka, první takový článek již byl publikován. Autorka také uvádí, že poprvé popsala vliv vody na tvorbu nanočástic perovskitu, což je tvrzení o prioritě autorství, jehož sílu bych doporučil zmírnit, například omezením na systémy, kterými se autorka zabývala nebo podobně. Sama autorka v úvodu kapitoly 7.3 cituje předchozí práce, nikoliv nevýznamné. Také zběžné hledání v literatuře vynese například práci, která se minoritním množstvím vody při syntéze věnuje systematicky: ZHANG, Xiaoyu, Xue BAI, Hua WU, et al. Water-Assisted Size and Shape Control of CsPbBr 3 Perovskite Nanocrystals. Angewandte Chemie International Edition [online]. 2018, 57(13), 3337-3342. ISSN 14337851. Podobné a citující články zde: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29405532/ To však nepopírá kvalitu ani význam posuzované disertační práce, která je velmi přínosná. Pokud se týká praktického významu, zcela souhlasím s tím, že autorka potenciál dosažených výsledků odhaduje z elektronických vlastností částic. Očekávání zvláštních benefitů interakcí bio inspirovaných složek s okolím pro uplatnění v senzorech (anoncovaná v cílech práce) jsou v tuto chvíli zatím příliš vzdálená. e) k formální úpravě dizertační práce a její jazykové úrovni, Formální úprava práce je dobrá, jazyková úroveň (nakolik ji vůbec mohu posoudit) také. S ohledem na silný obsah nemá smysl se věnovat drobným uklouznutím, jako například, že XRD dává nikoliv spektra, ale difraktogramy. f) zda dizertační práce splňuje podmínky uvedené v § 47 odst. 4 zákona: „Studium se řádně ukončuje státní doktorskou zkouškou a obhajobou disertační práce, kterými se prokazuje schopnost a připravenost k samostatné činnosti v oblasti výzkumu nebo vývoje nebo k samostatné teoretické a tvůrčí umělecké činnosti. Disertační práce musí obsahovat původní a uveřejněné výsledky nebo výsledky přijaté k uveřejnění“. Publikační dosah řešené práce je významný, autorka bezesporu prokázala svoji schopnost jak k provádění výzkumu, tak i k jeho publikaci. Část „výsledky a diskuse“ (kap. 7) je rozdělena podle publikací. První sekce je ve stádiu revize, druhá až pátá sekce již byly publikovány. Závěr: Studentka prokázala tvůrčí schopnosti v dané oblasti výzkumu a práce splňuje požadavky standardně kladené na disertační práce v daném oboru. Na základě výše uvedeného hodnocení doporučuji, aby v případě úspěšné obhajoby disertační práce byl Ing. Anně Jančík Procházkové udělen akademický titul "doktor" (ve zkratce "Ph.D."). Ivo Kuřitka v.r. doc. Ing. et Ing. Ivo Kuřitka, Ph.D. et Ph.D. Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Centrum polymerních systémů třída Tomáše Bati 5678 760 01 Zlín
Název práce: Syntéza a studium nano-strukturovaných perovskitů pro aplikace v organické elektronice Aktuálnost tématu disertační práce: Disertační práce Ing. Anny Jančík Procházkové zaměřená na optimalizaci přípravy provskitových nanočástic a jejich stabilizaci biogenními molekulami významně přispívá k rozšíření znalosti v oblasti výzkumu materiálů pro optoelektronické součásti. Experimenty byl připraven materiál potenciální pro konkrétní aplikace v oblasti optických senzorů. Splnění stanovených cílů: Autorka jasně definuje záměr disertační práce jako syntézu a charakterizaci olovnatých halidových perovskitových nanočástic pro různé elektrické a optické aplikace a dále specifikuje tři dílčí konkrétní cíle vedoucí k naplnění uvedeného záměru, ve stručnosti jde o optimalizaci jak reakčních podmínek syntézy, tak stabilizace nanočástic pomocí aminokyselin, respektive cyklických peptidů. Popsané výsledky plně korespondují s vytýčenými cíly a jejich naplnění je podpořeno šesti publikacemi již zvěřejněnými v impaktovaných časopisech a dvěmi v procesu evaluace. Příspěvek autorky k jednotlivým publikacím není konkrétně vyjádřen, nicméně vzhledem k hlavnímu autorství u většiny článků lze považovat její příspěvek k přípravě za zásadní. Postup řešení problému a výsledky disertace: Teoretická část práce přehledným a čtivým způsobem uvádí polovodičové nanostrukturní materiály pro elektronické aplikace a popisuje možnosti a efekty funkčního dekorování nanočástic aminokyselinami (peptidy) a nukleotidy (nukleovými kyselinami). Další část tvoří teoretický popis struktury, vlastností a způsob syntézy olovnatých halidových perovskitů v různých morfologiích a jejich aplikační potenciál. Tato část tak tvoří dostatečný teoretický základ práce a ukazuje možnosti dalších postupů aplikovatelných na přípravu daného materiálu s cílem vylepšit jeho charakteristiky. Praktická část zaměřena na precipitační syntézu nanočástic bromidu methylamonno-olovnatého a jejich chemicko-fyzikální charakterizaci je rozdělena do čtyř kapitol, které na sebe logicky navazují a utvářejí tak jednotný celek. První část je věnována studiu optimalizace precipitačních technik perovskitových nanočástic stabilizovaných admanatylaminem a karboxylovými sloučeninami. Výsledky ukázaly vliv rozpouštědla, povrchové látky a teploty na tvorbu perovskitové struktury vedoucí ke vzniku nanočástic různých velikostí a optických vlastností. Experimenty tak vymezily optimální podmínky pro definovaný vznik nanostrukturních perovskitů a výsledky byly využity v navazující práci. Ta cílí na studium přípravy perovskitových částic stabilizovaných aminokyselinami, které jsou perspektivní z hlediska své multifunkcionality nejen pro stabilizaci nanočástic. Experimenty prokázaly efektivní stabilizaci prostřednictvím těchto aminokyselin a další vylepšení jejich povrchové aktivity blokací a-aminoskupiny vedoucí k preferenční vazbě ligandu. Výsledkem byl silný posun do modré emisní oblasti, menší průměr částic a vysoké PLQY. Další optimalizační fází bylo studium vlivu přídavku vody na strukturu, stabilitu a funkční vlastnosti perovskitových nanočástic. Definovaná přítomnost vody ovlivnila pozitivně morfologii a stabilitu nanočástic a filmů z nich připravených beze změny fázového složení a ukázala tak možnost řízení luminiscenčních vlastností připraveného materiálu. Poslední část práce je zaměřena na studium stabilizace perovskitových nanočástic pomocí cyklických peptidů a peptidických nukleových kyselin, jejichž efekt potencionálně rozšiřuje aplikační možnosti studovaných perovskitů nejen do biochemických a biomedicínských aplikací. Strukturní analýza a analýza optických charakteristik potvrdila potenciál připravených nanostrukturních perovskitu modifikovaných biomolekulami a naznačila jejich využítí v konkrétní oblasti aplikace jako senzorické materiály. Závěr pak shrnuje nejvýznamnější výsledky, které ukazují na splnění vytýčených cílů. Studentce se podařilo připravit a detailně charakterizovat stabilní perovskitové nanočásticové systémy se zamýšleným složením a definovanými vlastnostmi. Význam pro praxi nebo rozvoj vědního oboru: Vzhledem k popsaným výsledkům je možné práci považovat za multidisciplinárně přínosnou a připravený materiál za perspektivní v široké oblasti elektronických a optických aplikací. Formální úprava disertační práce a její jazyková úroveň: Disertační práce je psána standardní formou s členěnim na část teoretickou a experimentální. Obě dvě části jsou přehledně a pečlivě zpracovány s minimem chyb, překlepů nebo nepřesností. Z nich zmiňuji následující, které mohou přispět k nejasnostem při čtení vědecké práce, nicméně nesnižují vědecký význam výsledků: • Tabulky optických vlastností na str.51-111 uvádějí nejednotně číselné hodnoty stejné charakteristiky: emisní maximum a PLQY jsou uváděny bez nebo s chybou/odchylkou, která navíc není specifikována, o jaký typ jde. • Chybí odkaz na obr. 22 v textu. • Nedostatečná barevná odlišnost bodů v grafech na obr.26, 38 a 90. Jazyková úroveň je z mého pohledu nerodilého mluvčíhi v pořádku. Zda dizertační práce splňuje podmínky uvedené v § 47 odst. 4 zákona: (4) Studium se řádně ukončuje státní doktorskou zkouškou a obhajobou disertační práce, kterými se prokazuje schopnost a připravenost k samostatné činnosti v oblasti výzkumu nebo vývoje nebo k samostatné teoretické a tvůrčí umělecké činnosti. Disertační práce musí obsahovat původní a uveřejněné výsledky nebo výsledky přijaté k uveřejnění. ) Práce uvedené podmínky splňuje Připomínky a dotazy: Celkové zhodnocení disertační práce: Disertační práce shrnuje výsledky získané studiem přípravy a charakterizace perovskitových nanočásticových sytémů zaměřených na aplikace v optoelektronice. Práce velmi přehledně ukazuje a výstižně popisuje výsledky, které přinášejí nové zajímavé informace vědecké komunitě a mohou vést k perspektivním aplikacím připraveného materiálu. Jejich originální význam je podložen publikovanými články v impaktovaných časopisech. Na základě uvedeného lze konstatovat, že studentka prokázala tvůrčí schopnosti v dané oblasti výzkumu a práce splňuje požadavky standardně kladené na disertační práce v daném oboru. Disertační práci Ing. Anny Jančík Procházkové doporučuji k obhajobě pro udělení akademického titulu “doktor“ (Ph.D.). V Brně dne 22. 10. 2020 ………………………………………… doc. Ing. Klára Částková, Ph.D.
eVSKP id 129356