Predikce elektrochemických vlastností flavinů metodou funkcionálu elektronové hustoty
Loading...
Date
Authors
Tomečková, Eva Jazmína
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Využitie flavínov na uskladnenie energie je aktuálne skúmaná téma, ktorej výsledkom by mohli byť netoxické a udržateľné batérie. Pomocou výpočtovej chémie je možné urýchlenie hľadania vhodných kandidátov týchto molekúl. V tejto práci boli testované funkcionály B3LYP a M062X spolu s šiestimi bázami pre predpovedanie redoxných potenciálov vybraných molekúl flavínov. Výpočty pomocou metódy DFT boli vykonané pre každú molekulu flavínu a jej príslušné redukované formy v roztoku a plynnej fáze. Na základe vypočítaných energií bolo následne vytvorených niekoľko modelov predikcie redoxného potenciálu, ktorých presnosť bola overená koreláciou s experimentálnymi dátami. V práci boli nájdené dva vyhovujúce modely. Metodika týchto modelov zahŕňa výpočty pomocou metódy DFT v plynnej fáze s energetickou korekciou pomocou ab initio výpočtov MP2. Tieto modely kombinovali funkcionál M062X a bázy Aug-CC-pVDZ a def2SVP.
The use of flavins for energy storage is a currently researched topic that could result in non-toxic and sustainable batteries. With the help of computational chemistry, it is possible to accelerate the search for suitable flavin candidates. In this work, the functionals B3LYP and M062X along with six basis sets were tested for predicting the redox potentials of selected flavin molecules. Calculations using the DFT method were performed for each flavin molecule and its corresponding reduced forms in solution and gas phase. Based on the calculated energies, several redox potential prediction models were constructed, the accuracy of these models was verified by correlation with experimental data. In this work, two suitable models were found. The methodology of these models involves gas-phase DFT calculations with energy correction using ab initio MP2 calculations. These models combined the M062X functional and the Aug-CC-pVDZ and def2SVP basis sets.
The use of flavins for energy storage is a currently researched topic that could result in non-toxic and sustainable batteries. With the help of computational chemistry, it is possible to accelerate the search for suitable flavin candidates. In this work, the functionals B3LYP and M062X along with six basis sets were tested for predicting the redox potentials of selected flavin molecules. Calculations using the DFT method were performed for each flavin molecule and its corresponding reduced forms in solution and gas phase. Based on the calculated energies, several redox potential prediction models were constructed, the accuracy of these models was verified by correlation with experimental data. In this work, two suitable models were found. The methodology of these models involves gas-phase DFT calculations with energy correction using ab initio MP2 calculations. These models combined the M062X functional and the Aug-CC-pVDZ and def2SVP basis sets.
Description
Citation
TOMEČKOVÁ, E. Predikce elektrochemických vlastností flavinů metodou funkcionálu elektronové hustoty [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
sk
Study field
Biochemická technologie
Comittee
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (člen)
prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. (člen)
doc. RNDr. Renata Mikulíková, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2024-06-12
Defence
1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem bakalářské práce.
2. Byly přečteny posudky na bakalářskou práci.
3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponenta a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.
Diskuse:
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc.
Jak moc je důležité zpřesnovat modelové výpočty? Do jaké míry potom dané výpočty jsou aplikovatelné do praxe? Od jaké míry korelace je možné přejít testovat již experimentálně?
Má Vaše práce nějakou souvislost s biochemickým technologiemi? Proč by měly existovat jedlé baterie? Jaké by to mělo použití? Bude se jednat o poživatelnou či stravitelnou?
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D.
Je možné měřit pH pomocí elektrochemie?
doc. RNDr. Renata Mikulíková, Ph.D.
Jaký to má aplikační potenciál? Jakou by výsledné baterie měly velikost?
Studentka odpověděla na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. V diskusi studentka prokázala výbornou orientaci v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Studentka prokázala nejen výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení