TUMOVÁ, Š. Nové organické materiály pro aplikace v bioelektronice [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2022.
Dizertační práce Šárky Tumové je věnována studiu vlastností nových organických molekulárních materiálů s ohledem na jejich potenciální uplatnění v oblasti bioelektroniky. Práce přináší řadu nových originálních výsledků získaných studentkou na základě detailní charakterizace nových organických polovodičů aplikovaných v tenkovrstvých systémech a nebo připravených ve formě gelu. Z časového hlediska počátek experimentální práce Šárky Tumové spadá do doby budování a rozvoje nového výzkumného směru – materiály pro bioelektroniku – v rámci Laboratoře organické elektroniky a fotoniky Centra materiálového výzkumu. V rámci své práce se proto Šárka Tumová významně podílela na zavádění a optimalizaci metodických postupů pro přípravu a charakterizaci těchto materiálů pro bioelektroniku. V tomto ohledu Šárka Tumová prokázala vysokou schopnost samostatné práce a kritického zhodnocení dosažených výsledků a významně přispěla k zavedení a nastavení experimentální metodiky a nastavení správné laboratorní praxe. Dosažené výsledky studentky jsou podrobně popsány v dizertační práci a doloženy 2 publikacemi, u obou je studentka první autorkou. Zde je nutno konstatovat, že podíl studentky u obou prací je zásadní a tyto práce by bez jejího podílu nevznikly. Kromě uvedených prací byly výsledky autorkou prezentovány i na řadě domácích i mezinárodních konferencí. Zde prokázala velmi dobré prezenční a komunikační schopnosti. Výsledky rovněž přispěly k úspěšnému řešení dvou grantových projektů GAČR, na kterých studentka participovala či participuje. Celkově hodnotím výsledky dosažené v rámci dizertační práce jako vysoce kvalitní, jak dokládají i publikované práce. Dosažené výsledky dokládají jak systematický přístup studentky k řešení výzkumných úkolů, tak její píli a pracovitost. Šárka Tumová nepochybně prokázala vysokou schopnost samostatné práce odborného charakteru. Disertační práce splňuje všechna kritéria kladená na disertační práci, a proto práci doporučuji k obhajobě.
Title of Doctoral Thesis: Novel organic materials for bioelectronic applications Student: Ing. Šárka Tumová Head of thesis: prof. Ing. Martin Weiter, Ph.D. Academic year: 2021/22 Study programme: Chemistry, Technology and Properties of Materials Study field: Chemistry, Technology and Properties of Materials Disertační práce se zaměřuje na přípravu a charakterizaci materiálů pro bioelektronické tranzistory. Studentka na toto téma vypracovala rešeršní práci, která se nevyznačuje rozsahem, ale je zpracována kvalitně. Studentka dokázala text dobře strukturovat a umožňuje tak čtenáři se s problematikou seznámit od základního definování pojmů, popisu fenoménů spojených s přenosem náboje až po popis pokročilých materiálů a procesů modifikace jejich biologických vlastností. Text je vhodně doplňován obrázky, které zvyšují srozumitelnost textu. Musím vyzdvihnout fakt, že téma práce je multidisciplinární a proto jsou nároky na sepsání textu vysoké. Studentka musela přečíst a pochopit řadu teorií a fenoménů z oblasti materiálového výzkumu, fyziky i buněčné biologie. Tohoto úkolu se zhostila se ctí, i když logicky některé části jsou sepsány více do hloubky a s pochopením širšího kontextu než jiné. To je však obvyklé u takto multioborových prací. Klíčové je, že z textu je také jasně patrná potřebnost provedeného výzkumu s ohledem na limity dosud popsaných vodivých materiálů. Lze proto konstatovat, že práce je svým zaměřením aktuální. Cíle práce jsou popsány na stranách 51-52 a jsou definovány zcela jasně. Studentka cíle rozdělila do tří částí. Všechny části se zaměřují na PEDOT, konkrétně pak na modifikaci povrchu, chemickou cestu přípravy kompozitu PEDOT a přípravu vodivého gelu. První cíl lze označit za jednoznačně splněn na základě článků přijatého k publikaci, konkrétně pak v časopise Materials Science Forum (DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.955.68). S ohledem na fakt, že tato práce prošla recenzním řízením se jí nebudu dále věnovat a soustředím se na další dva cíle. Druhý cíl, příprava filmů PEDOT:DBSA pomocí spin coatingu a následné modifikace vedoucí k vyšší stabilitě, lze také označit za splněný. K dosažení cíle byly zvoleny vhodné postupy přípravy a dopování a také charakterizační metody. Za přínosné osobně považuji srovnání nativní a zesíťované formy. Metodika studie je popsána jasně, až na stanovení buněčné kompatibility, kde mi není zcela jasné, zda fibroblasty byly vysety na čisté materiály či byl proveden coating pomocí želatiny, matrigelu či jiného postupu. Toto mne zajímá především s ohledem na konstatování v závěru, kde se výsledky srovnávají s růstem na čistém skle, což není standardní substrát pro kultivaci. Studie buněčné kompatibility mohla být komplexnější a neomezit se jen na prostou proliferaci, ale to není kritická výhrada. Celkově lze druhý cíl považovat za splněný a dá se předpokládat brzká publikace studie, viz. TUMOVÁ, Šárka, Romana MALEČKOVÁ, Lubomír KUBÁČ, et al. Novel Highly Stable Conductive Polymer Composite PEDOT:DBSA for Bioelectronic Applications. Submitted to the Sensors and Actuators B: Chemical. Třetí cíl, příprava vodivých hydrogelů je velmi zajímavý s ohledem na vývoj v oblasti vodivých materiálů. Obecná snaha připravit materiály nejen v podobě filmů či povrchů, ale také 3D struktury je poháněna řadou potenciálních aplikací v oblasti biomedicíny. Přípravit 3D strukturu s vhodnými materiálovými i biologickými vlastnostmi je velmi komplexním úkolem a práce studentky přispívá svým dílem. Dosavadní práce nastiňuje limity použité technologie a je jistě cenou zkušeností. Dílčí neúspěch daný vznikem „oddělující vrstvy“ mezi hydrogelem a elektrodou je jen jednou z výzev, které bude při přípravě funkčního materiálu potřeba překonat. Za zajímavé považuji zjištění, že navzdory stabilním mechanickým vlastnostem se parametry vodivosti měnili i po 72 hodinách. Zajímal by mě názor studentky na příčiny tohoto pozorování. Dalším kritickým momentem při dosažení použitelného materiálu pak bude schopnost buněk vrůst do materiálu. S ohledem na výše uvedené mohu konstatovat, že studentka zvolila vhodné postupy přípravy i charakterizace materiálů a dokázala naplnit klíčové cíle práce, které přispívají k rozvoji oboru. Po formální stránce mohu také konstatovat, že práce je sepsána dle pravidel obvyklých pro disertační práce a splňuje podmínky uvedené v § 47 odst. 4 zákona.V textu se najdou drobné nepřesnosti či překlepy, ale jejich četnost ani závažnost nevybočují z standardu pro disertační práce. V rámci obecné rozpravy by studentka měla ještě konkretizovat, které části studií zajišťovala osobně, protože z textu disertační práce to není zcela zjevné. Dle mého názoru studentka prokázala tvůrčí schopnosti v oblasti materiálového výzkumu a předložená práce splňuje požadavky standardně kladené na disertační práce v daném oboru. Doporučuji proto práci k obhajobě. Ve Zlíně dne 22. 5. 2022 prof. Ing. Petr Humpolíček, Ph.D.
eVSKP id 143993