but.committee	prof. Mgr. Martin Vala, Ph.D. (předseda) prof. Ing. Peter Rapta, DrSc. (člen) RNDr. Petr Toman, Ph.D. (člen) doc. Ing. Erik Klein, Ph.D. (člen) prof. Ing. Jaroslav Boušek, CSc. (člen) prof. Ing. Martin Weiter, Ph.D. (člen)	cs
but.defence	Předseda komise představil doktoranda a předal mu slovo. Ing. Truksa absolvoval v akademickém roce 2019/2020 6ti měsíční stáž na STU Bratislava. Má také určité pracovní zkušenosti: od 1.9.2021 - 1.8.2022 vědecký pracovník na FCH VUT. Je spoluuautorem 4 konferenčních příspěvků. Ve své powerpointové prezentaci představil doktorand podstatné výsledky své disertační práce. Byly přečteny oponentské posudky, oba byly kladné (byť obsahovaly řadu připomínek a dotazů) a doporučovaly práci k obhajobě. Doktorand na všechny dotazy obsažené v posudcích uspokojivě odpověděl. Zodpověděl také dotazy vzešlé z diskuze.	cs
but.jazyk	angličtina (English)
but.program	Chemie, technologie a vlastnosti materiálů	cs
but.result	práce byla úspěšně obhájena	cs
dc.contributor.advisor	Salyk, Ota	en
dc.contributor.author	Truksa, Jan	en
dc.contributor.referee	Rapta, Peter	en
dc.contributor.referee	Toman, Petr	en
dc.date.created	2022	cs
dc.description.abstract	V této práci jsou nejprve rychle nastíněny principy teorie funkcionálu elektronové hustoty (DFT), spolu s praktickými metodami hledání nejníže energeticky postavených struktur organických molekul a predikování jejich spektroskopických a elektronických vlastností. Poté jsou prezentovány výsledky teoretické analýzy geometrie a elektronové struktury dvou druhů molekul v kombinaci s experimentálními výsledky. Nejprve jsou diskutovány alloxazin, lumazin a jejich deriváty, souhrnně nazývané flaviny, které reprezentují molekulární materiály. Naproti tomu, struktury na bázi polythiofenu reprezentují polymerní materiály. V případě flavinů byla nejprve nalezena nejlepší možná korelace teoretických absorpčních spekter s experimentálními na základě výpočtů se třemi různými bázovými soustavami v kombinaci s funkcionálem B3LYP. Dobrá shoda byla nalezena pomocí metod B3LYP/6-31+G a B3LYP/aug-cc-PVDZ, které dosáhly korelačních koeficientů 0.95 a 0.96. Naproti tomu soustava def2SVP dosáhla pouze 0.94. V tomto kontextu se tak metoda B3LYP/6-31+G jeví jako nejefektivnější vzhledem k náročnosti na výpočetní kapacitu. Měřením absorpčních spekter vybraných flavinů ve směsi dimethylsulfoxidu (DMSO) a vody byla získána spektra jednotlivých izomerů – alloxazinové a isoalloxazinové formy. Reakce těchto molekul na změny koncentrace DMSO a vody bude předmětem dalšího studia. U polythiofenů byly studovány optické a elektrické vlastnosti na modelových oktamerech, zatímco geometrie a konformace adamantylovaných substitutentů byly z důvodu vysoké výpočetní náročnosti modelovány na trimerových molekulách. Bylo zjištěno, že thiofenový řetězec s postranními methyladamantylovými skupinami vykazuje vyšši rigiditu než řetězec substituovaný ethyladamantylem, což bylo později potvrzeno krystalografickou analýzou a skenováním povrchu pomocí mikroskopie atomárních sil. Byly nalezeny krystalické struktury s parametry srovnatelnými s poly(3-hexylthiofenem) (P3HT). Na základě tohoto výzkumu byly navržený nové páteřní řetězce pro možnou syntézu, jako hlavní doporučení se zde jeví snížení počtu substituentů, aby adamantylový postranní řetězec byl přítomen pouze na každém druhém či třetím thiofenu. Zde prezentované molekuly jsou zajímavými kandidáty pro využití v optoelektronice, a teoretické predikce dosahují dobrou shodu s experimentem, přestože jejich srovnání není vždy triviální, jako je tomu například u postranních řetězců polythiofenu.	en
dc.description.abstract	In this work, the principles of theoretical density functional theory are briefly discussed first, together with the method of searching for lowest-energy structures of molecules and predicting the spectroscopic and electronic properties. Afterwards, the results of the theoretical analysis of the geometry and electronic structure of two types of molecules is presented, combined with experimental results. First, the alloxazine and lumazine, considered together as flavins, and their derivatives represent molecular materials, while adamantyl substituted polythiophenes represent polymer materials. With respect to the flavins, different basis sets, together with the B3LYP functional, were used to find the best possible fit to experimental absorption spectra. Here, the B3LYP/6-31+G and B3LYP/aug-cc-PVDZ methods proved to have the best correlation, with correlation coefficients 0.95 and 0.96, respectively, while the def2SVP set reached 0.94. In this context, the B3LYP/6-31+G method seems to be the most cost-efficient. By measuring the absorption spectra of selected flavins in a mixture of dimethylsulfoxide (DMSO) and water, the spectra of flavin isomers – the alloxazine and isoalloxazine form were gained. The response of these molecules to changes in the concentration of DMSO and water will be the object of further study. For the polythiophenes, the electronic and optical properties were theoretically investigated using model octamers, while the conformations of the adamantylated side chains were considered using trimer molecules, due to a high computational complexity. Here, the methyladamantyl thiophene was found to have a more rigid structure compared to the ethyladamantyl substituted chain, which was later confirmed via crystallographic analysis and atomic force microscopy scans. Crystal structures were confirmed to be present, with lattice parameters comparable to poly(3-hexylthiophene) (P3HT). Inspired by this research, different polymer backbones based on polythiophene were considered for future synthesis. The main recommendation here is to lower the amount of side substituents, so that only one in two or one in three thiophenes bear an adamantylated side chain. Overall, the molecules presented here are interesting candidates for future use in optoelectronics, and the theoretical predictions generally agree with experimental results, although the comparison with experiment is not always trivial, e.g., in the case of the polythiophene side chains.	cs
dc.description.mark	P	cs
dc.identifier.citation	TRUKSA, J. Studium vlastností molekulárních fotoaktivních materiálů metodami výpočetní chemie [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2022.	cs
dc.identifier.other	146841	cs
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11012/208544
dc.language.iso	en	cs
dc.publisher	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická	cs
dc.rights	Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení	cs
dc.subject	Výpočetní chemie	en
dc.subject	Optoelektronické materiály	en
dc.subject	Spektroskopie	en
dc.subject	Absorpce viditelného světla	en
dc.subject	Teorie funkcionálu elektronové hustoty	en
dc.subject	Alloxazin	en
dc.subject	Lumazin	en
dc.subject	Polythiofen	en
dc.subject	Computational Chemistry	cs
dc.subject	Optoelectronic Materials	cs
dc.subject	Spectroscopy	cs
dc.subject	Visible Light Absorption	cs
dc.subject	Density Functional Theory	cs
dc.subject	Alloxazine	cs
dc.subject	Lumazine	cs
dc.subject	Polythiophene	cs
dc.title	Studium vlastností molekulárních fotoaktivních materiálů metodami výpočetní chemie	en
dc.title.alternative	Studying the properties of molecular photoactive materials via the methods of computational chemistry	cs
dc.type	Text	cs
dc.type.driver	doctoralThesis	en
dc.type.evskp	dizertační práce	cs
dcterms.dateAccepted	2022-11-11	cs
dcterms.modified	2022-11-11-17:08:33	cs
eprints.affiliatedInstitution.faculty	Fakulta chemická	cs
sync.item.dbid	146841	en
sync.item.dbtype	ZP	en
sync.item.insts	2025.03.27 11:52:33	en
sync.item.modts	2025.01.15 20:15:41	en
thesis.discipline	Chemie, technologie a vlastnosti materiálů	cs
thesis.grantor	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. Ústav chemie materiálů	cs
thesis.level	Doktorský	cs
thesis.name	Ph.D.	cs

Studium vlastností molekulárních fotoaktivních materiálů metodami výpočetní chemie

Files

Original bundle

Collections