2020

Browse

Now showing 1 - 5 of 16

Povrchové a mechanické vlastnosti a-CSi:H a a-CSiO:H vrstev
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Plichta, Tomáš; Čech, Vladimír; Shukurov, Andrey; Klapetek, Petr
Dizertační práce se zabývá přípravou a charakterizací tenkých a-CSi:H a a-CSiO:H vrstev připravených pomocí plazmochemické depozice z plynné fáze (PECVD). Tetravinylsilan (TVS) a jeho směsi s argonem a kyslíkem byly použity pro depozice vrstev jak na planární substráty, tak na svazky vláken. Hlavními charakterizačními technikami byla studována topografie vrstev, a to pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM), jejich mechanické vlastnosti pomocí nanoindentace a míra adheze vrstev k substrátu vrypovou zkouškou. Mezi další analyzované vlastnosti patřilo vnitřní pnutí či frikční koeficient. Zvláštní pozornost byla věnována adhezní práci a jejímu stanovení. Tyto znalosti byly dále aplikovány při přípravě povrchových úprav skleněných vláken a následně polymerních kompozitů. Ty byly testovány pomocí vytlačovacího testu a smykového testu krátkých trámečků. Na základě výsledků byly stanoveny vlivy depozičních podmínek a vztahy mezi studovanými vlastnostmi a veličinami.
Syntéza a studium nano-strukturovaných perovskitů pro aplikace v organické elektronice
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Jančík Procházková, Anna; Krajčovič, Jozef; Kuřitka, Ivo; Částková, Klára
Nanočástice perovskitů halogenidů kovů vykazují unikátní vlastnosti, především výjimečně vysoké hodnoty kvantových výtěžků fluorescence, které předurčují tyto materiály pro aplikace v optoelektronických a fotonických zařízeních. Tato práce popisuje přípravu nanočástic perovskitů halogenidů kovů pomocí stabilizačních činidel inspirovaných přírodou. Stabilizační činidla zde slouží nejen ke stabilizaci, ale i k modifikaci povrchu nanočástic za účelem zvýšení funkčnosti výsledných nanostruktur. Úvod práce popisuje optimalizaci přípravy nanočástic precipitační technikou za použití stabilizačních činidel; jako stabilizační činidlo byl zvolen adamantan-1-amin spolu s hexanovou kyselinou. Bylo prokázáno, že klíčový vliv na optické vlastnosti výsledných koloidních roztoků má volba rozpouštědel a teploty při precipitaci. Mimo jiné byl zkoumán vliv koncentrace prekurzorů na výslednou morfologii a optické vlastnosti nanočástic a jejich koloidních roztoků. V neposlední řadě byly nanočástice stabilizovány adamantan-1-aminem spolu s různými karboxylovými kyselinami a byly studovány optické vlastnosti a koloidní stabilita výsledných koloidních roztoků. V dalším kroku byly nanočástice perovskitů stabilizovány pomocí proetogenních aminokyselin L-lysinu and L-argininu. Takto stabilizované nanočástice vykazovaly úzká emisní spektra ve viditelné oblasti a kvantové výtěžky fluorescence dosahující hodnot téměř 100 %. Stabilizace nanočástic prostřednictvím postranních skupin aminokyselin byla prokázána navázáním chránící terc-butoxykarbonylové skupiny na -amino skupinu. Nanočástice stabilizované modifikovaným lysinem v průběhu jejich přípravy vykazovaly závislost optických vlastností na přítomnosti vody. Předpokládá se, že molekuly vody jsou schopné kontrolovat růst krystalové mřížky po navázání na prekurzory perovskitů a ovlivňovat tak výslednou velikost nanočástic, což vede k projevení kvantových jevů. Spojení nanočástic perovskitů s peptidy představuje nový typ materiálů kombinujících výjimečné optické vlastnosti se samoorganizačními a senzorickými vlastnostmi. Tento koncept byl představen přípravou nanočástic perovskitů stabilizovaných cyklo(RGDFK) pentapeptidem. Vzhledem k citlivosti peptidů na jejich byly nanočástice stabilizovány peptidovými nukleovými kyselinami, robustními analogy nukleových kyselin. Ke stabilizaci nanočástic byl připraven monomer a trimer peptidové nukleové kyseliny obsahující thymin jako dusíkatou bázi. Thymin byl na povrchu nanočástic dostupný k interakci s adeninem přes vodíkové můstky umožňující přenos náboje. Kombinace peptidových nukleových kyselin a perovskitů s unikátními optickými vlastnostmi otevírá aplikační možnosti zejména v oblasti optických senzorů.
Využití techniky difúzího gradientu v tenkém filmu v analýze potravin a v environmentální analýze
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Reichstädter, Marek; Diviš, Pavel; Čáslavský, Josef; Urík,, Martin
Tato dizertační práce zkoumá vývoj techniky difúzního gradientu v tenkém filmu (DGT) pro stanovení rtuti (Hg) a dalších stopových kovů a dále rozšířené možnosti použití této techniky. Technika DGT je v této práci vyvinuta pro stanovení Hg a dalších stopových prvků v různých kapalných médiích. Dvě rozdílná sorpční média specifická pro rtuť byla testována pro použití v technice DGT – Purolite S924 a cysteinem modifikovaná aminopropyl silika (CAPS). Purolite S924 je komerčně dostupný chelatační iontoměnič, CAPS byla připravena v laboratorních podmínkách imobilizací cysteinu na 3-aminopropyl funkcionalizovanou siliku pomocí glutaraladehydu. Obě testovaná sorpční média ukázala slibný aplikační potenciál pro užití v technice DGT díky funkčnosti v roztocích o širokém rozsahu pH i iontové síly. Funkčnost DGT s novými sorpčními médii byla porovnána s technikami DGT s běžně používanými sorbenty Chelex-100 a 3-merkaptopropylfunkcionalizovanou silikou. Hlavní výhodou sorpčních médií Purolite S924 a CAPS je schopnost současného stanovení Hg a dalších stopových kovů (Cd, Pb, Co, Ni, Cu). Vzhledem k odlišným požadavkům na sorpční média používaná v technice DGT nebylo dosud současné kvantitativní stanovení Hg a dalších stopových kovů možné. Doposud byly zapotřebí dvě samostatné techniky DGT – jedna pro Hg a druhá pro další stopové kovy, což zvyšuje množství vzorků pro analýzu a množství použitého spotřebního materiálu. Technika DGT s CAPS byla použita pro stanovení koncentrací kovů v námořních přístavech v Oostende a Zeebrugge na belgickém pobřeží Severního moře. Přestože byla technika DGT původně představena pro použití v analytické chemii životního prostředí, byla v této práci zkoumáno i použití této techniky v analýze potravin. V prostředí rybí omáčky byla ověřena funkčnost techniky DGT a stanoveny difúzní koeficienty Hg a dalších stopových prvků. Technika DGT byla následně použita pro stanovení koncentrace rtuti a dalších stopových kovů v různých komerčně dostupných vzorcích rybí omáčky. Výsledky nově navrhnutého analytického postupu s použitím techniky DGT byly porovnány s výsledky přímé analýzy atomovou absorpční spektroskopií s termální dekompozicí a amalgamací zlatem (TD-AAS) a po mikrovlnném rozkladu vzorků omáčky také s výsledky sektorové hmotnostní spektrometrie s indukčně vázanou plazmou (SF-ICP-MS). Díky předkoncentrační schopnosti techniky DGT byly dosaženy nižší detekční limity ve srovnání s TD-AAS nebo SF-ICP-MS. Technika DGT díky schopnosti oddělení analytů z komplexní matrice rybí omáčky rovněž snížila opotřebení a koroze kovových částí použitých instrumentálních technik.
Studium produkce beta-glukanů a dalších polysacharidů pomocí kvasinek a mikrořas
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Byrtusová, Dana; Márová, Ivana; Kráčmar, Stanislav; Kovalčík, Adriána
Beta-glukany jsou polysacharidy složeny z monomerů D-glukózy. V dnešní době se -glukany těší zvýšené pozornosti zejména kvůli imunomodulační aktivitě a využitelnosti ve farmaceutickém a potravinařském průmyslu. Saccharomyces cerevisiae je dodnes jediným kvasinkovým zdrojem požívaným v biotechnologické produkci. Avšak některé kvasinky z oddělení Basidiomycetes, které jsou schopny produkce lipidů a karotenoidů, mohou být využity rovněž jako alternativní zdroj -glukanů. Dizertační práce se zabývá možností a optimalizací produkce -glukanů a dalších mikrobiálních sacharidů u karotenogenních kvasinek a mikrořas. Testovány byli zástupci rodů Rhodotorula, Sporobolomyces, Cystofilobasidium a Dioshegia. Z nekarotenogenních kvasinek byly do screeningu zařazeny kvasinky rodu Metschnikowia, askomycetní kvasinky a z mikrořas zástupci zelených a červených řas. Experimentální část cílí rovněž na možnosti koprodukce dalších metabolitů, jako jsou lipidy, pigmenty a extracelulární polymery. První část experimentu se zabývá vlivem čtyř C/N poměrů (10:1, 40:1, 70:1 a 100:1) na produkci biomasy, -glukanů, karotenoidů a lipidů. Ze všech testovaných kmenů, S. cerevisiae CCY 21-4-102, C. infirmominiatum CCY 17-18-4, P. rhodozyma CCY 77-1-1 a R. kratochvilovae CCY 20-2-26 vykazovaly nejvyšší produkci -glukanů a byly proto vybrány k podrobnější optimalizaci, zejména osmotického stresu, teploty a zdroje dusíku v kultivačním médiu. Dodatečně, kmen R. kratochvilovae CCY 20-2-26 je schopný produkce extracelulárních glykolipidů a S. pararoseus CCY 19-9-6 extracelulárních polysacharidů. Následně bylo stanoveno množství -glukanů u dalších dvanácti kmenů S. cerevisiae a rovněž možnost produkce polysacharidů u mikrořas.
Syntéza a charakterizace nových organických materiálů pro organickou elektroniku
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, ) Richtár, Jan; Krajčovič, Jozef; Vícha,, Robert; Weidlich,, Tomáš
Organická elektronika a bioelektronika zažívá v moderním věku obrovskou snahu o vývoj nových organických materiálů s vlastnostmi, které běžná elektronika na bázi křemíku obvykle nedosahuje. Tato práce se zabývá syntézou a charakterizací nových organických materiálů pro organickou elektroniku. Zaobírá se přípravou nových pentafluorsulfanylových heterocyklických stavebních bloků, alkylovaných vysokoúčinných organických pigmentů a bioinspirovaných organických -konjugovaných materiálů s modifikovatelnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi a racionálními syntetickými přístupy k jejich přípravě. Pentafluorsulfanylová skupina (SF5) je ceněna pro svou vysokou elektronegativitu, lipofilitu, tepelnou a chemickou stabilitu. Pozitivně ovlivňuje optické a elektronické vlastnosti, rozpustnost a stabilitu v často lepší míře než u zavedených CF3-analogů. Šesti a čtyřkrokovou syntézou byly připraveny dva typy derivátů 3-SF5-substituovaných pyrrolidinů, které mohou sloužit jako všestranné stavební jednotky pro začlenění do pokročilých aromatických a heteroaromatických -konjugovaných systémů prostřednictvím atomů dusíku jako fluorované terminální skupiny. Modelový derivát byl zaveden jako terminální skupina do elektronově chudého heteroaromatického systému nukleofilní substitucí. Vodíkovými můstky vázané vysokovýkonné organické pigmenty přitahují velkou pozornost díky svým působivým polovodivým vlastnostem, silné 2D molekulární asociaci, vysoké tepelné, chemické a fotochemické stabilitě a nízké toxicitě. Přesto jsou pouze omezeně rozpustné a zpracovatelné, což lze vyřešit zavedením solubilizačních skupin. Je známo, že obzvláště objemné rigidní skupiny nesoucí adamantyl zlepšují uspořádání molekulární struktury, tepelnou stabilitu a výsledné vlastnosti díky samoorganizační schopnosti adamantanu. Adamantylmethylová a adamantylethylová skupina byla zavedena do vybraných barviv a pigmentů ze skupiny karbonylových azaacenů, rylen-diimidů a indigoidů pomocí nukleofilní substituce se zaměřením na zvýšení rozpustnosti a zpracovatelnosti při zachování tepelné stability a efektivní molekulární organizaci v pevné fázi. Fyzikálně-chemické studie série derivátů quinacridonu a epindolidionu ukázaly srovnatelnou, nebo vyšší tepelnou stabilitu než u nesubstituovaných derivátů, dobrou rozpustnost v organických rozpouštědlech, silnou fluorescenci v pevné fázi a roztoku v oblasti VIS a unikátní krystalovou strukturu pozorovanou z RTG analýzy. Flaviny jsou všudypřítomné bioinspirované organické materiály s nepostradatelnými biologickými funkcemi, výhodnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi, chemickou a aplikační všestranností. Cílem práce byla modifikace optických, elektronických, elektrochemických, tepelných a dalších vlastností rozšířením -konjugovaného systému syntetizovaných materiálů. V první fázi byly navrženy dva syntetické přístupy pro přípravu série NH-nesubstituovaných flavinů, u kterých byly provedeny komplexní fyzikálně-chemické studie. Poté byly navrženy dva přístupy k syntéze N,N'-dialkylovaných flavinů s inkorporovaným butylovým, adamantylethylovým a triethylenglykolovým substituentem. Alkylací byla zvýšena rozpustnost v organických rozpouštědlech a vodném prostředí, zesílena fluorescence v pevné fázi a v roztocích a modifikovány tepelné vlastnosti v závislosti na zavedeném alkylovém substituentu.

Browse

Recent Submissions