Posudky závěrečné kvalifikační práce

Posudek vedoucího

Horák, Daniel

Ing. Šálek po celou dobu studia vykazoval schopnost samostatné vědecké práce. Cílem jeho dizertační práce bylo zvládnutí přípravy magnetických mesoporézních mikročástic disperzní polymerací a vyhodnocení některých jejich vlastností. Ve své dizertační práci prokázal kvalitu i aktuálnost výsledků. V průběhu doktorského studia vykonal velké množství experimentální práce. Výsledky jeho práce byly prezentovány na půdě Fakulty chemicko - technologické v Pardubicích a na Ústavu makromolekulární chemie AV ČR v Praze. Doktorand publikoval několik článků v impaktovaných časopisech a měl řadu příspěvků na konferencích. S prací Ing. Šálka jsem byl velmi spokojen.

Navrhovaná známka

Posudek oponenta

Šňupárek, Jaromír

Předložená disertační práce Petra Šálka se zabývá studiem přípravy funkcionalizovaných a magnetických polymerních mikročástic. Zvolené téma je aktuální, práce svým zaměřením představuje projekt zcela konkrétně orientovaného výzkumu. Cílem bylo zvládnutí metodiky přípravy magnetických mesoporézních mikročástic disperzní polymerací a vyhodnocení některých jejich vlastností. Disertační práce je v podstatě členěna obvyklým způsobem, neobvyklé však je, že autoreferát není napsán v anglickém jazyce a kapitola „Cíl práce“ je zařazena hned na začátku, ačkoliv je obvyklé zařazovat ji až po teoretické části, neboť formulace cílů by měla vyplývat ze znalosti stavu a dosavadních poznatků řešené problematiky. Místo toho tato kapitola obsahuje jakousi parafrázi souhrnu (abstraktu), uvádí co bylo třeba udělat. (Totéž se však týká i vlastního „Zadání disertační práce“, ve kterém jsou vlastně již uvedeny výsledky řešení). Kapitola „Teoretická část“ obsahuje ve své první části nástin řady různých polymeračních technik v heterogenním prostředí, které jsou obecně používány pro syntézu polymerních částic, které však, s výjimkou disperzní polymerace, s vlastní experimentální prací uchazeče nemají většinou nic, nebo jen málo, společného. Naopak chybí hlubší pohled na teorii disperzní polymerace z hlediska tvorby, růstu a koloidní stability částic, což byla stěžejní oblast experimentální práce disertanta. Rovněž problematika kopolymerace styrenu s divinylbenzeny a tvorba sítě během kopolymerace by si podle mého názoru zasloužily podrobnější rozklad. V další části této kapitoly je stručně pojednáno o porézních a magnetických částicích, biosenzorech a některých metodách charakterizace těchto částic. Kapitola „Experimentální část“ uvádí původ použitých surovin, seznam použitých přístrojů a vybavení a v podstatě dostatečně popisuje jednotlivé experimentální postupy. Přestože používaný chlormethylmethylether a bis(chlormethyl)ether, který při reakci v určitém množství velmi pravděpodobně vzniká, patří k velmi nebezpečným látkám, není tato skutečnost, ani případná opatření, nikde v práci zmiňována. (Příloha č. 2 k nařízení vlády č. 178/2001 Sb. uvádí přípustné expoziční limity (PEL) a nejvyšší přípustné koncentrace (NPK-P) pro chlormethylmethylether 0,003 a 0,006 mg.m-3 a pro bis-chlormethylether dokonce 0,0002 a 0,0005 mg.m-3 . Pro srovnání pro styren jsou tyto limity 100 a 400 mg.m-3.) Kapitola „Výsledky a diskuse“ je nejobsáhlejší kapitolou předložené práce. Stěžejní součástí této kapitoly je hledání schůdného postupu syntézy víceméně monodisperzních částic s různým obsahem síťujícího divinylbenzenu, s použitím několika různých stabilizátorů a několika systémů rozpouštědel a je třeba na tomto místě konstatovat, že poměrně rozsáhlá experimentální práce nakonec vedla k nalezení podmínek a postupu, který vedl k požadovanému cíli. Ve svých připomínkách a dotazech jsem se soustředil především na problematiku vlastní disperzní polymerace. Je nutno říci, že způsob prezentace výsledků není příliš šťastný, především z hlediska komplikovaného a nejednotného označování jednotlivých vzorků jak v diskusi a na obrázcích, tak vzorků vybraných pro hypersíťování a funkcionalizace. Čtenář se jen velmi obtížně orientuje, které z mnoha obdobně připravených a v textu diskutovaných částic má autor na mysli. Např. původ částic o velikosti 2,3 a 1,2 m pro hypersíťování je možno vypátrat pouze porovnáním snímků na obr. 18 a 7., na str. 68 jsou vzorky s obsahem Fe specifikovány průměrem 3,7 m, ale nikde jsem takový rozměr nenašel, kapitola 5.4.1.o sulfonaci hypersíťovaných mikročástic má pojednávat o částicích s 1% DVB, avšak z obrázku 23. je zřejmé, že tyto částice se nepodařilo připravit v kulovité formě, obrázek 19. však ukazuje kulovité částice. V práci zcela chybí informace o průběhu vlastní radikálové polymerace, proto se naskýtají i další otázky, např. při jaké konverzi bylo možno vizuálně pozorovat v reakční směsi vznik částic, jaká byla konverze styrenu po jedné hodině nebo již po 5 minutách, kdy byl přidáván různými způsoby DVB, jak velké byly disperzní částice v tomto okamžiku, kolik obsahovaly disperzní částice solu a gelu po skončení syntézy s různým způsobem dávkování DVB, neboť polymer vzniklý před přidáním DVB by měl být nesíťovaný, jaká byla molekulová hmotnost solu, zda byla molekulová hmotnost solu ovlivněna záměnou MetCel /EtCel, zda došlo při botnání částic k extrakci solu z částic. Kapitola „Závěr“ by měla jasně shrnout poznatky, které byly řešením získány. Bohužel, místo toho je v podstatě chronologickým popisem všeho, co bylo uděláno. Připomínky a dotazy k jednotlivým kapitolám uvádím v příloze posudku a očekávám, že k nim uchazeč zaujme stanovisko. Závěr Závěrem je možno konstatovat, že téma disertace Ing. Petra Šálka je aktuální, doktorand splnil vytčený cíl, kterým bylo zvládnutí přípravy magnetických mesoporézních mikročástic disperzní polymerací a vyhodnocení některých jejich vlastností. Uchazeč prokázal schopnost samostatné vědecké práce, řešením vědeckovýzkumného tématu přinesl nové poznatky. Moje připomínky – věcné i formální - nemají za cíl snížit význam předložené práce, která je pro návazné aplikace studovaných systémů v oblasti biologie a medicíny nepochybně přínosná. Disertační práci Ing. Petra Šálka doporučuji k obhajobě.

Navrhovaná známka

Otázky

Text obsahuje veliké množství referencí, jak velkou část z nich uchazeč skutečně přečetl?. 2. Jaké „akrylamidy“ má autor na mysli? Skutečně našel v literatuře, že někde vodu po skončení suspenzní polymerace regenerují? (str.10)
Pasáž o kopolymeraci St/DVB (str. 16, 17) útržkovitě vychází z citací závěrů řady původních prací a je poněkud nesrozumitelná: - Jaké roubované stabilizátory, které zvyšují koloidní stabilitu, má autor na mysli? (str. 16) - Co znamená, že kopolymerační parametr p-DVB je vyšší než kopolymerační parametr styrenu? (str. 17) - Je DVB skutečně mnohem reaktivnější než styren? (str. 17)
Je představa, že v hypersíťovaných polystyren/DVB kopolymerech jsou všechna aromatická jádra propojena mezi sebou methylenovými skupinami (tzv. 100%-ně sesítěná struktura), nebo dokonce dvěma můstky (200%-ně sesítěná struktura) vůbec reálná, když síťování probíhá ve zbotnalém gelu? (str. 23)
5. am je povrch, který zaujímá molekula adsorbovaného plynu, nikoliv povrch molekuly adsorbovaného plynu.
6. Autor u každého postupu syntézy důsledně uvádí, že produkt nakonec zvážil. Nikde však údaje o hmotnosti produktů nebo výtěžnosti reakcí neuvádí. 7. Jak autor navažoval přesně 0,727 g CMME? (str. 36)
8. Jak pracoval s CMME? 9. Proč v pokusech s HPC se pracuje při 100 otáčkách míchadla a v pokusech s PVP při 120?
10. Bylo skutečně prokázáno, že HPC je spotřebovávána vznikem roubovaného kopolymeru? Jak si to roubování autor představuje? Není zřejmá použitá koncentrace DBP (BPO). I takovýto roubovaný a na povrchu částice imobilizovaný polymer by měl přispívat ke stabilizaci. Není důvod flokulace částic v prostém nedostatku ochranného koloidu při jeho nižších koncentracích? (str. 41)
11. Z textu k obr. 7 není jasné, jak byl DVB po jedné hodině dávkován během syntézy (najednou?), je obvyklé, že v případě nedostatečné stability vznikají agregací již sesítěných primárních částic útvary s typickou strukturou slepence. Jaká byla konverze styrenu po jedné hodině polymerace? Byl zjišťován obsah solu a gelu v částicích? Proč mají jednotlivé snímky různá měřítka? (str. 42) 12. Jak byly proloženy body v obr. 8? (str.43)
13. Slepencová struktura, která byla nalezena u všech částic na obr. 9, a která byla zřejmě důsledkem jednorázového přídavku síťujícího komonomeru bez ohledu na poměr rozpouštědel, je opět vysvětlována „narušením nukleace imobilizací roubovaného kopolymeru“. Jak si autor tento proces představuje a pokusil se svá tvrzení prokázat? Proč mají jednotlivé snímky částic na obr.9, 10, 11 různá měřítka? (str. 45, 47, 49) 14. Správně Tabulka 3. (str. 50)
15. Z čeho vychází představa, že přídavkem DVB „dochází ke zvyšování rozpustnosti vznikajícího polymeru v kontinuální fázi“ a tím „k nežádoucímu narušení nukleační fáze, a tedy ke vzniku polydisperzních mikročástic“? (str.53)
15. Jakým mechanismem působil údajný „imobilizovaný roubovaný kopolymer, který narušil radiální růst částic“? Je pro „roubování“ jedno, zda je pro stabilizaci použita HPC nebo PVP? Proč byl použit při stabilizaci pomocí PVP jako iniciátor AIBN a ne DBP (BPO) jako v předchozích pokusech? (str. 55)
16. Z prezentovaných výsledků se zdá být zřejmé, že vznik částic s morfologií slepenců je způsobem aglomerací koloidně nestabilních gelových (sesítěných) částic. Pomalé dávkování DVB oddálí vznik gelu, takže i koloidně málo stabilní a aglomerované částice mohou pak zřejmě vytvořit kulovitý tvar. Naskýtá se proto otázka, proč byla v experimentech používána koncentrace HPC 1,58 hm.%, když již úvodní pokusy ukázaly, že ke koagulaci dochází i při koncentraci HPC 2,3 hm. % (podle obr. 7. dostatečná koncentrace, a možná i optimální vzhledem k polydisperzitě velikostí částic, byla 3,6 hm. %)? (str.41, 42)

Šafařík,, Ivo

Navrhovaná známka