2019
Browse
Recent Submissions
- ItemStudy of Electric and Dielectric Properties of Ionic Liquids(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Altšmíd, Jakub; Nešpůrek, Stanislav; Boušek, Jaroslav; Mikula, MilanDizertační práce je zaměřena na studium elektrických a dielektrických vlastností iontových kapalin. Iontové kapaliny mohou nacházet uplatnění v široké škále aplikací, především pak v elektrotechnice. Teoretická část se věnuje popisu základních vlastností iontových kapalin a možností jejich uplatnění v kondenzátorech a elektrochemických senzorech plynů. Experimentální část se věnuje použitým metodám charakterizace vlastností iontových kapalin, jsou zde popsány teoretické poznatky o dielektrické spektroskopii včetně metod stanovení fyzikálních vlastností a vyhodnocení experimentálních dat. Experimentální část je rozdělena na dvě základní části. První se věnuje studiu iontových kapalin pro použití jako elektrolytu v kondenzátorech, druhá část se věnuje studiu vlastností připravených experimentálních senzorů na NO2, zejména vlivem vlastností iontových kapalin na sledované parametry senzoru.
- ItemMorfogeneze a viskoelastické vlastnosti dimethakrylátových sítí(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Bystřický, Zdeněk; Jančář, Josef; Lehocký, Marián; Bradna, PavelTato dizertační práce se zabývá studiem morfogeneze dimethakrylátových sítí. V práci byly využity zjednodušené systémy založené na monomerech, které bývají typicky využívány jako složky matric pryskyřičných kompozitních materiálů využívaných v oblasti záchovné stomatologie. Kinetika a mechanismy formování polymerních sítí byly studovány především s ohledem na strukturu jednotlivých monomerů, jejich vzájemný molární poměr a koncentraci iniciačního systému využitého pro radikálovou polymeraci. Vypočtené profily konverze funkčních skupin a reakčních rychlostí byly využity jako základ pro pochopení a interpretaci mechanismů morfogeneze sítí a porovnání se známými modely. Dále byla studována kinetika termické degradace, která je s morfologií vytvrzených sítí přímo spjata. V rámci takto charakterizovaných systémů byla stanovena teplotní závislost dynamického modulu a byl popsán vztah mezi supra-molekulární strukturou dimethakrylátových sítí a jejich viskoelastickou odezvou v daném teplotním rozmezí. Kinetika polymerace byla studována pomocí diferenční kompenzační foto-kalorimetrie (DPC) a infračervené spektroskopie (FTIR). Proces termické degradace byl analyzován pomocí termo-gravimetrické analýzy (TGA). Viskoelastické parametry byly charakterizovány pomocí dynamicko-mechanické analýzy (DMA). Reaktivita jednotlivých systémů je přímo odvozena od molekulární struktury monomerů, která ovlivňuje mobilitu reagujících složek v průběhu polymerace. Kinetika polymerace je řízena především difúzí, přičemž její rychlost je dána tuhostí monomerní páteře, koncentrací funkčních skupin a vlivem fyzikálních interakcí. Omezená mobilita rostoucích řetězců, postranních funkčních skupin i samotných monomerů vede k monomolekulární terminaci makro-radikálů a omezení stupně konverze funkčních skupin. Vzhledem k tomu, že k zásadnímu omezení mobility dochází již v počáteční fázi polymerace, tj. v bodu gelace, je případná termodynamická nestabilita vedoucí k fázové separaci polymerujícího systému potlačena a proces kopolymerace je ve své podstatě náhodný. To bylo prokázáno i prostřednictvím identifikace jedné teploty skelného přechodu u charakterizovaných kopolymerů. Heterogenní charakter morfogeneze je spjat s rozdílnou reaktivitou postranních funkčních skupin. V počátečních fázích polymerace dochází k propagaci reakcí postranní funkční skupiny s radikálem na stejném rostoucím řetězci, což vede ke vzniku tzv. primárního cyklu. Pravděpodobnost cyklizace souvisí především s flexibilitou monomerní páteře. Heterogenita polymerace je charakterizována vznikem vnitřně zesítěných struktur, tzv. mikrogelů, a jejich následným spojováním. Tuhost monomeru naopak přispívá k vyšší efektivitě zesítění a více homogenní morfologii vytvrzené sítě. Heterogenita dimethakrylátových sítí se odráží v mechanismu termické degradace, přičemž přítomnost strukturně odlišných domén vede k rozkladu ve dvou krocích. Průběh soufázového modulu a teplota skelného přechodu korelují s tuhostí polymerních sítí, efektivitou zesítění a přítomností fyzikálních interakcí, které vyztužují strukturu sítě nad rámec kovalentního zesítění. Heterogenní morfologie sítí se projevuje rozšiřováním spektra relaxačních časů. Experimentální data jsou v kvalitativní shodě s existujícími numerickými modely popisujícími kinetiku radikálové polymerace multifunkčních monomerů.
- ItemStudium metabolismu bakteriálních buněk a vlivu stresu na biosyntézu PHA(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Kučera, Dan; Obruča, Stanislav; Kráčmar, Stanislav; Ondrejovič,, MiroslavPředložená dizertační práce se zabývá studiem biosyntézy polyhydroxyalkanoátů, jakožto mikrobiálního produktu s potenciálem nahradit současné konvenční plasty vyráběné z ropy. Dizertační práce je vypracovaná ve formě diskutovaného souboru již uveřejněných publikací, které jsou pak součástí práce ve formě příloh. Práce navazuje na poměrně rozsáhlé znalosti v oblasti produkce polyhydroxyalkanoátů a přináší nové skutečnosti a možné strategie. V rámci práce byly testovány rozličné možnosti analýzy polyhydroxyalkanoátů pomocí moderních metod, které přináší především rychlost, která může být klíčová při „real-time“ evaluaci produkčního biotechnologického procesu. Ramanova spektroskopie se ukázala jako velice perspektivní technika pro rychlou kvantifikaci PHA. Dále se práce zabývá valorizací odpadů potravinářského a zemědělského původu. Důraz je kladen především na metody detoxifikace hydrolyzátů lignocelulózy. V tomto kontextu byla poprvé využita adsorpce inhibitorů na lignin jako alternativa k dalším detoxifikačním technikám. Vybrané produkční kmeny Burkholederia cepacia a B. sacchari byly díky detoxifikaci schopné utilizovat hydrolyzát měkkého dřeva pro produkci PHA. V další části práce byla testována také možnost využítí kuřecího peří jako komplexního zdroje dusíku. V rámci práce bylo také využito evoluční inženýrství jako možná strategie pro eliminaci inhibičního účinku kyseliny levulové – mikrobiálního inhibitoru, který vzniká při hydrolýze lignocelulózových materiálů. Adaptačními experimenty byly z původního divokého kmene C. necator vyvinuty kmeny projevující se vyšší odolností ke kyselině levulové a schopné akumulovat kopolymer s vyšším zastoupením 3HV. Dalším slibným přístupem testovaným v rámci práce bylo využití extrémofilního mikrobiálního kmene, což vede ke snížení nákladů na biotechnologickou produkci. Vybrané druhy rodu Halomonas prokázaly vysoký potenciál jako halofilní producenti PHA. Závěrečná část práce se věnovala výběru produkčního kmene s ohledem na vlastnosti výsledného PHA. Kmen Cupriavidus malaysiensis byl vybrán za účelem produkce terpolymeru P(3HB-co-3HV-co-4HB) u kterého byly odhaleny značné rozdíly v materiálových vlastnostech oproti P3HB.
- ItemIzolace a analýza DNA se zaměřením na mikroorganismy důležité v potravinářství(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Čutová, Michaela; Brázda, Václav; Obruča, Stanislav; Fojtová,, MiloslavaIdentifikace bakteriální DNA se skládá z několika kroků: lyze buněk, izolace a purifikace DNA, precipitace ethanolem a identifikace bakteriálního kmene pomocí PCR, případně i jiných molekulárně biologických metod. Každý krok musí být optimalizován. Nukleové kyseliny lze z buněk s výhodou izolovat pomocí magnetických nosičů. Molekuly DNA jsou na povrch magnetického nosiče navázány na základě elektrostatických interakcí a posléze jsou eluovány do pufru. Cílem práce bude optimalizace jednotlivých kroků identifikace bakteriální DNA: buněčná lyze, izolace DNA, charakterizace pevných magnetických nosičů funkcionalizovaných aminoskupinami pro izolaci nukleových kyselin. Přítomnost DNA v eluátu bude ověřena pomocí gelové agarosové elektroforézy a množství eluované DNA bude stanoveno spektrofotometricky. Kvalita izolované DNA bude bude ověřena její amplifikací s použitím polymerázové řetězové reakce (PCR). Dále je práce zaměřena na studium sekundárních struktur nukleových kyselin – křížových struktur a kvadruplexů. Tyto struktury se podílí na regulaci buněčných procesů a jejich výskyt je spojován s vývojem onkologických a neurodegenerativních onemocnění. Byla provedena analýza genomu in silico u mikroorganizmů významných v potravinářském průmyslu. Sevence genomů mikroorganismů byly získány z databáze NCBI (National Center for Biotechnology). Pro analýzu byl použit software Palindrome Analyser a G4 Hunter.
- ItemBalisticky odolné betony(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Koutný, Ondřej; Ptáček, Petr; Bílek,, Vlastimil; Keršner, ZbyněkDisertační práce s názvem „Balisticky odolné betony“ se zabývá popisem, návrhem a vývojem materiálu na bázi ultra-vysokohodnotného cementového kompozitu vyztuženého vláknovou výztuží se zvýšenou balistickou odolností tj. se zvýšenou odolností vůči vysokorychlostnímu dynamickému namáhání iniciovanému v důsledku interakce s rychle se pohybujícími objekty. Vysokých mechanických vlastností, které jsou nezbytností pro takový materiál, je dosaženo zejména maximálním snížením vodního součinitele díky použití superplastifikačních přísad, použitím vysokopevnostního kameniva a dosažením hutné struktury precizním výběrem a podílem použitých surovin v receptuře. Cílem je následné sestavení metodiky pro návrh receptury pro tuto skupinu materiálů, pozorování chování těchto materiálů při balistickém zatížení a kvantitativní popis odezvy těchto materiálů pro účely návrhu ochranných konstrukcí. Vlastnosti navržených materiálů v rámci této práce jsou porovnány s vlastnostmi komerčně dostupných a běžně používaných cementových kompozitů s cílem vytvořit koncept pro stanovení limitů těchto materiálů na poli balistické ochrany, díky čemuž bude možné odhadovat balistickou odolnost současných nebo nově navržených materiálů či konstrukcí.