2023

Browse

Now showing 1 - 5 of 11

Elektrochemické charakteristiky pokrokových slitin hořčíku připravených metodou práškové metalurgie
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Minda, Jozef; Hadzima,, Branislav; Nový, František; Stoulil, Jan
Predmetom predkladanej dizertačnej práce je základný výskum v oblasti pokročilých materiálov na báze horčíka pripravených pomocou práškovej metalurgie s vysokým potenciálom pre využitie v medicíne. Tieto materiály sú hodnotené z pohľadu korózneho správania v koróznom médiu chemickým zložením a nastavenými podmienkami simulujúcimi fyziologické prostredie ľudského organizmu (v rámci tejto práce bol využitý Hankov vyvážený soľný roztok, HBSS). Cieľom je analýza vplyvu parametrov procesu prípravy, chemického zloženia a štruktúry na elektrochemické charakteristiky pripravených materiálov. Pre dosiahnutie cieľa práce je nevyhnutné preštudovať korózne správanie, získať elektrochemické charakteristiky a preskúmať degradačné vlastnosti študovaných materiálov prostredníctvom metód elektrochemickej impedančnej spektroskopie (EIS), rastrovacej elektrónovej mikroskopie (SEM), s prvkovou analýzou energiovo-disperznou spektroskopiou (EDS) a ďalších doplnkových metód. Materiály pre experimenty sú pripravené s využitím práškovej metalurgie, čo umožňuje tvorbu kompozitov so zložením nezodpovedajúcim konvenčným výrobným technológiám. Takto boli pripravené vzorky čistého Mg pri procesných parametroch s lisovacími tlakmi 100 a 500 MPa pri teplote 400 °C a vzorky lisované pri tlaku 500 MPa a izbovej teplote. Ďalej kompozity MgZn pripravené pri lisovacom tlaku 500 MPa a teplote 300 °C s obsahom Zn: 1, 5, 10 a 15 hm.% alebo kompozity MgZn lisované pri tlaku 500 MPa a teplote 400 °C so obsahom Zn: 1, 5 a 10 hm.%. Taktiež boli študované kompozity binárneho systému Mg-hydroxyapatit lisované pri tlaku 500 MPa a teplote 400 °C s obsahom hydroxyapatitu: 10, 20, 30 a 40 hm.%. Analýzami za pomoci uvedených metód boli u týchto materiálov preskúmané degradačné mechanizmy a stanovené základné elektrochemické parametre a ich vývoj v čase. Z výsledkov je vyhodnotený vplyv procesných parametrov, chemického zloženia a samotného korózneho prostredia na študované materiály. V rámci dizertačnej práce je popísaných niekoľko materiálov, ktoré sa pre danú aplikáciu javia ako najviac vhodné a zároveň sú diskutované príčiny degradačného správania na úrovni mikroštruktúry materiálov a ich elektrochemickej interakcie s koróznym prostredím. Kompaktácia a zhutnenie sa pozitívne prejavuje u čistého Mg, kde vzorky lisované pri tlaku 500 MPa a 400 °C sú ďalej zvolené ako referenčný materiál. Zvyšujúci sa obsah Zn elektrochemicky pozitívne vplýva na koróznu odolnosť u vzoriek série MgZn lisovaných pri tlaku 500 MPa a teplote 300 °C, naopak v kombinácii elektrochemických – mikrogalvanických a mikroštruktúrnych efektov je optimálny nízky obsah Zn u kompozitov MgZn lisovaných pri tlaku 500 MPa a teplote 400 °C. U materiálov Mg-hydroxyapatit sa v súlade s poznatkami z literatúry ukázalo, že sa najstabilnejšie vrstvy koróznych produktov s najlepšími protikoróznymi vlastnosťami a vývojom v čase formujú u vzoriek s obsahom hydroxyapatitu do 10 hm.%.
Využití polycyklických nasycených systémů v syntéze pokročilých organických a hybridních materiálů pro organickou elektroniku
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Jančík, Ján; Krajčovič, Jozef; Částková, Klára; Todorov, Petar
Ve všech oblastech současného průmyslu zažívají pokročilé materiály extrémní romzmach, a to díky neustálé miniaturizaci součástek a elektroniky, vytváření chytrých a funkčních materiálů, vývoji nových terapeutických a diagnostických metod a v neposlední řadě zdokonalování a zefektivňování výrobních procesů. Významné postavení v tomto systému má sektor organické elektroniky, ve kterém řada technologických firem a investorů vidí velkou budoucnost. K prokázání flexibility, všestrannosti a škálovatelnosti pokročilých materiálů byly syntetizované a zkumané zcela nové adamantanem substituované polythiofeny. Tyto polymery jako silné konkurenty komerčně využívaných materiálů ukazují, že oblast organické elektroniky dosud nedosáhla svých hranic. Byla provedena rozsáhlá charakterizace a studium nových polymerů. Pro rozšíření záběru výzkumu byla navržena, připravena a zkoumána řada zcela nových fotospfotospínačů na bázi para-bis(2-thienyl)fenylenu jako dalšího typu pokročilých organických materiálů. Podle aktuálních trendů byly zkoumány i perovskitové materiály. Byla vyvinuta a optimalizována zcela nová, k životnímu prostředí šetrná, nízkonákladová a snadno do velkovýroby tranformovatelná metoda pro přípravu čtyř nejčastěji používaných hybridních perovskitových makrokrystalů. Tato metoda by mohla být odpovědí pro průmyslovou výrobu vysoce kvalitních, bezchybných a symetrických perovskitových krystalů a zařízení. Na druhou stranu byly zkoumány různé druhy perovskitových nanočástic za účelem zlepšení stability a vlastností. Byla zkoumána základní stabilizace za pomocí ligandů se zaměřením na ligandy na bázi adamantanu a pro zlepšení vlastností byla navržena stabilizace za pomocí polymerní matrice. Jako vodivá matrice pro perovskitové nanočástice byly použity adamantylem substituované polythiofeny ve formě tenkých vrstev.
Evoluční a genové inženýrství bakteriálních producentů polyhydroxyalkanoátů
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Nováčková, Ivana; Obruča, Stanislav; Patáková, Petra; Koutný, Marek
Předložená disertační práce se zabývá tematikou evolučního a genového inženýrství bakteriálních producentů polyhydroxyalkanoátů (PHA). Vyjma tato témata přímo související s názvem práce je rozvinuta o problematiku biotechnologické produkce PHA na modelových hydrolyzátech lignocelulosové biomasy s využitím extrémofilních mikroorganismů a dále o vývoj alternativního způsobu izolace PHA. Rozvíjející témata přitom volně navazovala na předchozí experimenty a reflektovala aktuálně řešené projekty na pracovišti. Disertační práce je vypracovaná formou komentované diskuse publikovaných prací, které jsou její součástí ve formě příloh. Evoluční inženýrství bylo aplikováno především na modelový PHA produkující bakteriální kmen Cupriavidus necator H16. Adaptací na kyselinu levulovou byly získány izoláty produkující kopolymer P(3HB-co-3HV) s vyšším zastoupením frakce 3HV, což vede ke zlepšení vlastností polymeru pro další zpracování. Stejně tak i růst kultur a množství celkových PHA v biomase bylo vyšší. Dlouhodobou adaptací téhož kmene na osmotický stres a přítomnost měďnatých iontů byly získány izoláty charakterizované v rámci druhé publikace. Ze získaných dat bylo možné pozorovat rozdíly v adaptačním procesu, kdy adaptace na osmotický stres byla postupná, zatímco u mědi byl pozorován výrazný skok nárůstu biomasy a PHA signalizující rychlou adaptaci. Na základě analýz byla diskutována významná úloha PHA při adaptaci kmene C. necator H16 na testované stresory, která nespočívala pouze v nárůstu množství polymeru v biomase, nicméně v posílení celého cyklu, což vede také ke zvýšení poolu monomerních jednotek vykazujících protektivní účinky. Adaptací na -kaptolakton, unikátní prekurzor 4HB, byl získán kopolymer P(3HB-co-4HB). Jeho vlastnosti jsou opět výhodnější než u homopolymeru P(3HB), a to už při nízkém zastoupení 4HB, kterého jsme dosáhli také v laboratorním bioreaktoru. Dalšího navýšení frakce 4HB by mohlo být dosaženo s využitím delečních mutantů s absencí relevantních genů, jež byly více diskutovány. Produkce PHA na modelech hydrolyzátů lignocelulosové biomasy pocházející například z potravinářství byla testována v kombinaci s využitím extrémofilních producentů, kdy byla diskutována preference obsažených monosacharidů (hexos, pentos) pro jednotlivé producenty. Pro přiblížení se reálným hydrolyzátům byla testována také odolnost kmenů vůči relevantním potenciálním mikrobiálním inhibitorům. Náchylnosti halofilních a termofilních producentů PHA k osmotickému namáhání bylo využito při vývoji alternativního izolačního přístupu, který by snížil ekonomickou i ekologickou zátěž celého procesu oproti standardní extrakci využívající chlorovaná rozpouštědla. Aplikací detergentu SDS v nízkých koncentracích při současném temperaci při vyšších teplotách vedla k zisku polymeru vysoké čistoty současně bez ztráty výtěžku. Dále se nabízí možnost recyklace využitého SDS.
Využití kapilární elektroforézy v analýze suchých krevních skvrn
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Ryšavá, Lenka; Kubáň, Pavel; Tůma,, Petr; Petr,, Jan
Krevní vzorky jsou standardně analyzovány ve formě plazmy nebo séra. Jako alternativa pro vzorkování a skladování krve se stále častěji uplatňují suché krevní skvrny (DBS). V předložené disertační práci jsou DBS zpracovány a analyzovány kapilární elektroforézou (CE), která byla v minulosti pro analýzu DBS využívána velmi zřídka. Nicméně CE nabízí mnohé výhody, dané vývojem této techniky v poslední době, kterými standardní analytické metody nedisponují. Přímé spojení CE s mikroextrakčními technikami a simultánní stanovení analytů přítomných v komplexních matricích vede k minimalizaci nebo eliminaci nedostatků DBS analýz jako jsou například vliv matrice, vliv hematokritu a nehomogenní distribuce analytů v DBS. V nejjednodušším možném uspořádání je dosaženo úpravy, dávkování a analýzy DBS vzorků výhradně komerční CE. Vývojem nových plně rozpustných vzorkovacích materiálů pro DBS je dosaženo lepších extrakčních vlastností a kvantitativních výsledků. Vyvinuté postupy zahrnují nové metody pro účinnou úpravu DBS vzorků a jejich přímou analýzu bez nutnosti zásahu operátora a dosahují dostatečnou selektivitu a citlivost pro stanovení významných analytů nejenom v DBS, ale i v dalších vzorcích se složitými matricemi.
Rozvoj metod stanovení autenticity kosmetických výrobků s rostlinnou složkou
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Langová, Denisa; Márová, Ivana; Brázda, Václav; Vorlová, Lenka
V rámci disertační práce byly vyvíjeny metody pro stanovení autenticity kosmetických výrobků a potravin s rostlinnou složkou. Byla ověřena přítomnost přírodních složek v sérii modelových i komerčních kosmetických výrobků a byla ověřena i jejich autenticita. Těžištěm práce byl vývoj molekulárně-biologické metody pro účely detekce rostlinné složky (byliny, ovoce, silice) a probiotik přítomných v kosmetických výrobcích. Pro izolaci DNA z kosmetických přípravků byly použity komerčně dostupné izolační kity a metoda byla optimalizována pro izolaci rostlinné DNA ze vzorků kosmetických výrobků. Metodou polymerázové řetězové reakce (PCR) byla detekována přítomnost rostlinné matrice v kosmetických výrobcích. Instrumentálními metodami byla detekována přítomnost vonných alergenů v kosmetických přípravcích. Byla zavedena metoda kvantifikace těchto alergenů pomocí kapalinové chromatografie a výsledky měření byly porovnány s výsledky plynové chromatografie s hmotnostní detekcí. Navržená metoda izolace a následné amplifikace rostlinné DNA je vhodná ke stanovení autenticity bylinných složek v kosmetických výrobcích. Navržená HPLC metoda je jednoduchá a levná metoda vhodná ke stanovení přítomných alergenů v množství nutném pro dodržení legislativy EU analytů a v požadované citlivosti (kromě hydroxycitronelalu). Obě metody lze využít i pro analýzu potravinářských výrobků.

Browse

Recent Submissions