Browse
Recent Submissions
- ItemIn-situ pozorování růstu nanostruktur(Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT, ) Bukvišová, Kristýna; Kolíbal, Miroslav; Sorba, Lucia; Kalbáč, MartinTato dizertační práce se věnuje pozorování růstu různých nízkorozměrných materiálů v reálném čase v rastrovacím elektronovém mikroskopu (SEM): grafenu, povrchově vedených nanodrátů selenidu zinečnatého a velmi tenkých krystalů selenidu cínatého. První část práce se zabývá růstem grafenu pomocí chemické depozice z plynné fáze kovových substrátech (zlato a měď) v SEM. Zaměřujeme se na rozdíly mezi morfologií a kinetikou růstu grafenu na pevných a kapalných kovových katalyzátorech, kde využíváme i srovnání s teoretickým modelem popisujícím vývoj pokrytí grafenem. Přímá pozorování rychlých oscilací grafenových vloček během jejich samouspořádání na povrchu roztavených kovů nám umožňují zkoumat potenciální vliv elektrostatické, van der Waalsovy a kapilární interakce. Dále se věnujeme zkoumání depozice materiálů uvnitř speciálně zkonstruovaného reaktoru, který umožňuje vypařování a následnou depozici prekurzoru přímo v SEM. Nejprve zkoumáme povrchově vedené nanodráty selenidu zinečnatého, které rostou katalyzovány zlatými nanočásticemi na strukturovaném safírovém povrchu. Studujeme vliv smáčení substrátu zlatými nanočásticemi a čistoty substrátu na morfologii nanodrátů. Dále je zkoumána syntéza tenkých krystalů selenidu cínatého, přičemž na základě detekovaného kontrastu je sledována dynamika jejich laterálního a vertikálního růstu. Na závěr jsou diskutována omezení současného experimentálního uspořádání a požadavky na nový reaktor.
- ItemStruktura trikarboxylových kyselin na površích kovů(Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT, ) Krajňák, Tomáš; Čechal, Jan; Tsud, Nataliya; Materna Mikmeková, EliškaOrganické polovodiče (OS) představují originální materiály pro využití v moderních elektronických zařízeních, zejména díky své vysoké flexibilitě a nízkým výrobním nákladům. Při jejich aplikaci na kovovou elektrodu vzniká klíčové rozhraní mezi kovem a organickým materiálem, které zásadně ovlivňuje elektronické vlastnosti zařízení. Výkonnost těchto zařízení lze dále zlepšit vložením vrstvy pro injekci náboje (CIL) na rozhraní kov-organický materiál. Tato vrstva snižuje bariéru pro přenos náboje, čímž zvyšuje efektivitu zařízení. Samouspořádané vrstvy trikarboxylových kyselin se jeví jako vhodné materiály pro vytvoření vrstev CIL, jelikož vytvářejí elektrické dipóly potřebné k redukci energiové bariéry mezi kovem a organickým materiálem. Tato práce se zabývá tvorbou systémů OS/CIL/kov a jejich charakterizací metodami nízko-energiové elektronové mikroskopie (LEEM), mikrodifrakcí, rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS) a rastrovací tunelovací mikroskopie (STM). První část práce popisuje základní koncepty spojené s jevy molekulární samoorganizace, trikarboxylových kyselin a multivrstev. Další část je věnována přípravě krystalických substrátů a použitým metodám pro výrobu a charakterizaci vrstev. Následující část se zabývá fázovými transformacemi CIL a OS vrstev vyvolanými žíháním a elektronovým paprskem. Závěrečná část prezentuje charakterizaci systémů OS/BTB/Ag.
- ItemMikro a nanoroboti na bázi fotokatalytických materiálů pro environmentální a biomedicínské aplikace(Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT, ) Peng, Xia; Pumera, Martin; Mayorga Burrezo, Paula; Escarpa Miguel, Alberto EscarpaMéně než 1 % z celkových světových zásob sladké vody na Zemi je snadno dostupných. Rostoucí industrializace, populační expanze a změny klimatických vzorců dále zhoršují nedostatek čisté vody. Stávající metody čištění a úpravy vody jsou jen částečně účinné při odstraňování většiny kontaminantů, přičemž často produkují toxické vedlejší produkty, které se dostávají do okolního prostředí. Tyto problémy lze řešit použitím samořízených kolektivních mikro- a nanoskopických umělých robotů, kteří představují slibnou a realizovatelnou alternativu ke zlepšení monitorování a čištěni vody. Tím překonávají limity difúzních reakcí a zvyšují interakce s konkrétními cílovými znečišťujícími látkami, včetně organických znečišťovatelů a nano-/mikroplastů. Tato práce se zabývala samořízenými mikroroboty pro řešení různých environmentálních problémů. Jednosložkové WO3 mikroroboty a Janus hematit/Pt mikroroboty byly postupně prokázány jako účinné při degradaci výbušných kontaminantů ve vodě díky zlepšenému pohonu a opakovatelnosti použití, aniž by produkovaly nebezpečné vedlejší produkty. Světlem řízené mikroboty na bázi ZnFe2O4 vykazovaly účinné ošetření biofilmů fotodegradací a fyzikální erozí. Mikro/nanoplasty se stávají vážným environmentálním problémem, který může ohrozit lidské zdraví. Mikroroboty na bázi řas byly funkčně upraveny pro efektivní odstranění mikro-/nanoplastů prostřednictvím elektrostatické interakce. Kolektivní chování mikrorobotů, které překonává individuální schopnosti, také hraje klíčovou roli při spolupráci na environmentální sanaci. Poprvé bylo dosaženo rojení kubických hematitových mikrorobotů do mikrořetězců díky mimoosé orientaci dipólového momentu. Tyto inteligentní mikrořetězce byly úspěšně použity k manipulaci s objekty v malém měřítku a k rozpadu polymerních řetězců. Ačkoliv byla provedena rozsáhlá šetření týkající se fotokatalytických mikrorobotů s bezdrátovým a kontrolovatelným pohybem indukovaným světlem, jejich potenciál v kontextu léčby rakoviny prostřednictvím fotodynamické terapie (PDT) je třeba dále studovat. Zvýšená přítomnost antioxidantů v mikroprostředí nádoru může snižovat hladinu reaktivních forem kyslíku (ROS), a tím omezovat účinnost terapeutických zásahů při léčbě rakoviny. V této souvislosti jsou zde navrženi dendriticky tvarovaní mikroroboti složení ze světlem řízeného hematitu s fototaxí jako efektivním prostředkem, kteří prokazují schopnost indukovat apoptózu buněk rakoviny prostaty, čímž významně zvyšují celkovou účinnost PDT. Kromě toho tyto hematitové mikroroboty umožňují všestrannou manipulaci své trajektorie podél předem definované dráhy prostřednictvím aplikace externího magnetického pole, což usnadňuje bezkontaktní transport mikroskopických buněk. Navržení dendriticky tvarovaní hematitoví mikroroboti tak otevírají cestu k rozvoji bimodálních mikrorobotů poháněných světlem a magnetickým polem, kteří mají značný potenciál pro aplikace v oblasti biomedicíny.
- ItemPříprava chitinových nanofibrily a jejich medicínské aplikace(Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT, ) Radwan, Rasha Mahmoud Mohammed; Jančář, Josef; Lehocký, Marián; Kolbuk-Konieczny, DorotaTato práce se zabývá přípravou nanokrystalů chitinu s různým stupněm deacetylace a jejich použití jako nanoplnivo pro zvýšení funkčních vlastností hyaluronových a proteinových matric. Studie pokrývá přípravu filmů, hydrogelových membrány a 3D buněčných nosičů, s použitím chitinových nanokrystalů a komplexů chitosan-glukanových fibril jako plniv. Proces extrakce chitinových nanokrystalů z krunýřů krevet a fibrilových struktur na bázi chitinu z neživočišných zdrojů, jako je Aspergillus niger, byl optimalizován nalezením vlipu pH, reakční teploty a časum na stupeň deacetylace. Hyaluronové filmy obsahující chitinové nanokrystaly byly připraveny metodou samouspořádávání vyvolané odpařováním rozpouštědla, což vedlo k významnému zlepšení jejich chemicko-fyzikálních, mechanických a biologických vlastností. Kromě toho byla stejným postupem vytvořena supramolekulární nanokompozitní hydrogelová membrána složená z nanokrystalů kolagenu a chitinu, a byly vytvořeny vrstvené hydrogelové membrány (LHM). Tyto LHM prokázaly zlepšené mechanické vlastnosti, cytokompatibilitu a řízené uvolňování léčiva s použitím Octenidin dihydrochloridu (OCT) jako modelového léčiva. Kombinace nanokrystalů kolagenu a chitinu významně zvýšila modul pružnosti, pevnost a houževnatost ve srovnání s nativním kolagenem a zároveň zlepšila cytokompatibilitu a buněčnou adhezi. Tyto poznatky nabízejí cenné vodítko pro navrhování LHM pro lékařské aplikace, včetně řízeného uvolňování léčiv a regenerace tkání. 3D hybridní buněčné nosiče založené na kolagenu roubovaném fibrilami komplexu chitosanglukan (CO-g-CSGCF-HBS) byly připraveny za použití techniky lyofilizace. Modifikace kolagenu pomocí CSGCF významně zlepšila chemickofyzikální vlastnosti nosiče, hydrolytickou stabilitu a mechanickou pevnost. Studie in vitro ukázaly, že hybridní nosič zlepšilo životaschopnost mezenchymálních kmenových buněk (MSC) a vykazovalo vyšší míru antibakteriálního působení ve srovnání s kontrolními vzorky. Chemická modifikace kolagenu s různými poměry CSGCF významně zlepšila fyzikálně-chemické, bakteriocidní a adhezní vlastnosti nosiče, což apotvrzuje jeho potenciál pro terapeutické a biomedicínské aplikace, zejména při regeneraci kostí.
- ItemOvládání magnetické fázové přeměny v prostorově omezených strukturách(Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT, ) Horký, Michal; Uhlíř, Vojtěch; Ranno, Laurent; Výborný, KarelMateriály, jejichž fyzikální vlastnosti se zásadně liší v důsledku mírné změny okolních podmínek, jsou perspektivními kandidáty pro aplikace v záznamových médiích, senzorech a také v medicíně. Tato práce se zaměřuje na slitinu FeRh, která vykazuje magnetickou fázovou přeměnu z antiferomagnetického (AF) do feromagnetického (FM) uspořádání spojeného se změnami v elektrickém odporu a krystalové struktuře. Důraz je kladen na prostorové omezení struktur FeRh o rozměrech menších než jeden mikrometr, kde se fázová přeměna stává asymetrickou. Mikrostruktury a nanostruktury FeRh byly připraveny pomocí nanolitografických technik z epitaxních vrstev FeRh vytvořených pomocí magnetronového naprašování. Magnetická fázová přeměna je analyzována pomocí vibrační magnetometrie, rentgenové difrakce, stejně tak měřením elektrického transportu a magnetickým zobrazováním pomocí mikroskopu magnetických sil. Poslední dvě zmíněné techniky ukazují narůstající asymetrii fázové přeměny, které je typická pro struktury FeRh o rozměrech menších než jeden mikrometr. Měření magnetorezistence poskytuje vhled do AF uspořádání objevujícího se u FeRh proužků v nízkoteplotní fázi. Studie prokázala schopnost řídit AF uspořádání FeRh pomocí vnějšího magnetického pole skrze výměnnou interakci vyskytující se mezi vrstvami AF a zbytkového FM. Dále jsou představeny dva metamagnetické hybridní systémy na bázi FeRh-MnRh – FeRh/MnRh supermřížky a ternární slitiny Fe50-xMnxRh50, ve kterých lze ladit teplotu fázové přeměny a šířku teplotní hystereze pomocí tlouštky vrstev a koncentrace Mn. Tento způsob ladění umožňuje specifickou hysterezi teploty, kterou lze implementovat do on/off přepínatelných spinových ventilů a zařízeni na bázi tunelové magnetorezistence.
- «
- 1 (current)
- 2
- 3
- »