CHUDJÁK, S. Štúdium chemických procesov v mimozemských atmosférach [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2022.
Disertační práce byla zaměřená na studium chemických procesů v analogii atmosféry Titanu a Marsu, které byly iniciovány elektrickým výbojem za atmosférického tlaku. V případě Titanu byla měření navíc realizována nejen za laboratorní teploty, ale i za teploty blízké teplotě kapalného dusíku, která dobře reflektuje podmínky na povrchu Titanu. Značná část práce byla zaměřena i na studium vlivu příměsí dalších plynů, které se běžně v mimozemských atmosférách vyskytují (vodík, dusík, metan, CO2, v plánu do budoucna je i CO). K charakterizaci plazmatu bylo využito elektrických měření a optické emisní spektrometrie, produkty generované výbojem pak byly stanovovány většinou pomocí in situ hmotnostní spektrometrie s ionizací pomocí přenosu protonu a průletovým analyzátorem (PTR-TOF). Dalšími analytickými metodami pak byly infračervená spektrometrie s Fourierovou transformací (FTIR) a iontová pohyblivostní spektrometrie (IMS). Díky použití všech těchto metod se podařilo získat značné množství dat, díky nimž je možné získat poměrně ucelenou představu o chemických reakcích ve studovaných systémech. Po technické stránce se doktorand aktivně podílel na návrhu, výrobě i implementaci nových plazmových reaktorů a na detailní obsluze, seřizování i údržbě PTR-TOF spektrometru. Díky těmto dovednostem se podařilo celou práci úspěšně završit i přes komplikace vyvolané opakovaným uzavíráním laboratoří během pandemie COVID-19. Doktorand je hlavním autorem jednoho článku v časopise u dalších dvou článků je pak spoluautorem. Aktuálně je dokončován další článek zaměřený za výsledky získané za snížené teploty. Publikace s využitím dalších diagnostických metod stejně jako publikace zaměřená na výsledky získané s analogií atmosféry Marsu jsou v přípravě. Celkově doktorand plně prokázal schopnost samostatné vědecké práce. Během studia úzce spolupracoval i s dalšími studenty všech úrovní studia. Významná je též další domácí i mezinárodní spolupráce. Získané výsledky i zkušenosti jsou příslibem pro další odborný růst i po obhájení disertační práce. Práci proto doporučuji k obhajobě.
Věc: Posudek dizertační práce Ing. Chudjáka Téma dizertační práce Ing. Chudjáka je vysoce aktuální v rámci oboru současné kosmochemie. Syntéza organických látek v mimozemských atmosférách je již dlouhou dobu v popředí zájmu, zejména s ohledem na vznik prebiotických molekul, ale také na obecnou chemii atmosfér a spektrální signatury komplexních organických látek v tranzitních spektrech exoplanet. Experimentální práce je vysoce relevantní pro chemii Titanu, který je zajímavým prototypem světa vyznačujícího se složitým atmosférickým chemismem za účasti dusíku, tedy hlavním konstituentem atmosféry Země. Někteří vědci se domnívají, že právě Titan by mohl posloužit jako modelový svět pro studium podmínek na rané Zemi před vznikem života. Unikátní je v práci zejména použití reaktoru chlazeného tekutým dusíkem tak, aby se podmínky přiblížily prostředí Titanu. Důležité je rovněž využití zajímavého tandemu analytických metod – IMS a IČ spektrometrie, přičemž plazma bylo charakterizováno pomocí OES. Práce přináší shrnutí fyzikálních podmínek studovaných výbojů, seznam detekovaných látek v závislosti na podmínkách a popis mechanismů a chemismů vysvětlujících pozorované jevy. Výsledky jsou diskutovány v rámci problematiky chemismu planetárních atmosfér. Není pochyb, že dizertační práce splnila stanovený cíl. V rámci teoretické části Ing. Chudják shrnuje důležité aspekty chemických a fyzikálních podmínek panujících na Titanu včetně obecné charakteristiky tohoto měsíce Saturnu a dále charakteristiky dalšího relevantního tělesa, Marsu. Ačkoliv práce zahrnuje problematiku Marsu jen okrajově, je nutno zmínit, že také výzkum historie organické či dokonce prebiotické chemie této planety by mohl být velice zajímavý a podle oponenta by se mohla stát zajímavým tématem pro navazující práci. Dále teoretický úvod shrnuje vybrané teorie vzniku života, teorii chemické fyziky elektrických výbojů a detekce blesků na tělesech Sluneční soustavy. V experimentální části je popsána použitá instrumentace a principy metod, přístrojů a to včetně poutavé fotodokumentace aparatur a dále pak výsledky dosažených měření za různých podmínek. Postup řešení lze označit za velmi zevrubný a kompletní. Velmi pozoruhodným výsledkem je např. pozorování vzniku některých důležitých prebiotických prekurzorů, jako kyanoacetylenu, derivátů močoviny, formamidu aj. Diskutovány jsou také chemické reakce vedoucí k produkci některých sloučenin v elektrickém výboji. Ing. Chudják svou prací a jejími výsledky beze všech pochyb přispěl do velmi aktuální vědecké diskuze týkající se produkce komplexních organických a prebiotických látek na prototypech světů s redukční atmosférou, jako je měsíc Titan. Výsledky této výborné experimentální práce jsou velmi důležité a poskytují velmi komplexní vhled do problematiky syntézy iniciované elektrickými výboji v chladných redukčních atmosférách. Z formálního hlediska lze konstatovat, že práce je přehledně sepsaná, anglický text je dobře srozumitelný a obsahuje jen opravdové minimum chyb, které nejsou na závadu srozumitelnosti textu a nikterak nesnižují vynikající úroveň dizertace. Jedinou ryze formální výtku má oponent k formě prezentování tabulek a grafů. Tabulky by neměly mít ohraničené všechny buňky a jejich vzhled by měl vycházet ze standardů přijatých vědeckými časopisy. V případě obrázků spekter by měl autor pečlivě zvážit jiný formát zobrazení velkých číselných hodnot s řadou nul (zejména u obrázků s intenzitou signálu na ose y). Ing. Chudják nicméně beze všech pochyb prokázal schopnost a připravenost k samostatné vědecké činnosti v oblasti výzkumu nebo vývoje. Disertační práce obsahuje původní, velmi originální a vědecky důležité výsledky. Práce splňuje požadavky standardně kladené na disertační práce v oboru přírodních věd a lze ji beze všech pochybností doporučit k obhajobě. Oponent navrhuje hodnocení prospěl. Vypracoval: RNDr. Martin Ferus, Ph.D.
eVSKP id 143994