idvazba: 78753
šablona: stranka
čas: 6.6.2023 05:02:50
verze: 5316
uzivatel:
remoteAPIs: https://studuj-api.cis.vscht.cz/cms/program?weburl=/home/pro-doktorandy/nabidka-predmetu
branch: trunk
Server: 147.33.89.150
Obnovit | RAW
idvazba: 78753
---Nová url--- (newurl_...)
domena: 'phd.vscht.cz'
jazyk: 'cs'
url: '/home/pro-doktorandy/nabidka-predmetu/program/22340/D403'
iduzel: 65654
path: 1/50375/50376/51163/51164/17704/65652/65654
CMS: Odkaz na newurlCMS
branch: trunk
Obnovit | RAW
![]() |
Molekulární chemická fyzika a senzorika
Doktorský program,
Fakulta chemicko-inženýrská
Cílem studia doktorského studijního programu Molekulární chemická fyzika a senzorika je příprava vysoce kvalifikovaných odborníků v interdisciplinárních oblastech molekulární chemické fyziky a senzoriky zahrnujících jak teoretickou, tak i experimentální práci. Stěžejní oblasti studia tohoto programu souvisí se znalostí kvantové fyziky a kvantové chemie, optiky, elektroniky, vakuové fyziky, spektroskopie, modelování molekul a molekulárních procesů a teoretických i experimentálních metod studia nanostruktur. V rámci tohoto studia budou doktorandi připravováni jednak na samostatnou vědecko-výzkumnou práci v interdisciplinární oblasti molekulární chemické fyziky a senzoriky i v oborech příbuzných (měřicí technika, mikro- a nano-skopie a mikrospektroskopie, chemie a fyzika fázových rozhraní, nanotechnologie atp.), jednak budou připraveni na práci na pracovištích s laboratorním zaměřením, kde budou schopni vykonávat funkce vedoucích pracovníků na různých úrovních jak ve státní správě, tak v soukromém sektoru. Doktorský studijní program si klade za cíl prohloubit a rozšířit znalosti studentů tak, aby dovedli kombinovat experimentální práci s výpočetními modely a zvládli analýzu rozsáhlých multivariátních datových souborů s cílem kvalifikovaně vyhodnotit informace a formulovat odpovídající závěry. Dalším cílem je kompetentní využití aktuální přístrojové i výpočetní techniky v dané oblasti, porozumění principům technik a schopnost účelně rozvíjet experimentální i teoretické metody této interdisciplinární oblasti. UplatněníAbsolvent doktorského studijního programu Molekulární chemická fyzika a senzorika bude mít hluboké teoretické znalosti resp. široké experimentální zkušenosti z chemicko-fyzikálních disciplín (kvantová teorie, optika, optoelektronika, spektroskopie, výpočetní chemie a modelování molekulárních a nadmolekulárních dějů apod.). Absolvent bude připraven k tvůrčí práci v mezioborových týmech zabývajících se molekulární chemickou fyzikou, senzorikou, spektroskopií, výpočetní chemií a výzkumem nanostruktur, tj. bude schopen kvalifikovaně komunikovat s odborníky v oblasti měřicí a řídicí techniky, fyzikální a analytické chemie, počítačového vyhodnocování dat či materiálového výzkumu. Absolvent doktorského studia bude mít dostatečné jazykové znalosti, aby mohl pracovat se zahraniční literaturou (především v angličtině), aby mohl psát odborné články v anglickém i českém jazyce a byl schopen efektivně komunikovat se zahraničními odborníky. Absolvent bude mít z průběhu studia bohaté zkušenosti se sdělováním odborných poznatků formou psaných/elektronických textů především v anglickém jazyce, dále pak formou ústních a plakátových sdělení. Detaily programu
Vypsané disertační práce pro rok 2023/24Ab initio modelování přenosu nosičů náboje v systémech organických polovodičů
Anotace
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Automatizované studium mechanismů fotochemických reakcí
AnotaceDizertační práce bude zaměřena na studium mechanismů reakcí v základním i v excitovaných stavech, s využitím ab initio technik a technik ab initio molekulové dynamiky. Očekává se vývoj nových výpočetních technik zaměřených na automatické vyhledávání klíčových aspektů reakčních mechanismů.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Cílená úprava povrchové chemie křemíkových kvantových teček
AnotaceNanomateriály jsou nedílnou součástí současné technologie. Aktuální snaha využívat materiály šetrné k životnímu prostředí vynesla do centra pozornosti i křemíkové kvantové tečky (SiQD). SiQD jsou totiž založeny na jednom z mála polovodičů, které mají ze své podstaty velmi nízkou toxicitu a jsou snadno dostupné. Významnou vlastností SiQD je jejich schopnost efektivně generovat světlo, což je v ostrém kontrastu s vlastnostmi objemového křemíku. U běžných nanočástic, které jsou schopny generovat světlo, lze měnit polohu jejich emisního spektra změnou velikosti. SiQD jsou navíc v důsledku přítomnosti kovalentních vazeb mezi atomy křemíku vysoce citlivé na ligandy na jejich površích. U SiQDs byla prokázána široká laditelnost luminiscenčního spektra i rekombinatinační rychlostí excitovaných nosičů pouze na základě změny jejich povrchové chemie. Přestože vývoj rychlých a levných metod přípravy SiQDs je stále v běhu, jejich široká laditelnost z nich činí ideální platformu pro širokou škálu aplikací. SiQDs jsou vhodné například jako značky v biologickém zobrazování. Tyto metody vyžadují po svých značkách kromě dobré disperzibility a nerozložitelnosti v biologických médií, i blízkou infračervenou emisi s nízkou rychlostí rekombinace, aby mohly sloužit jako účinný kontrastní kanál pro buněčnou autofluorescenci. Naproti tomu transparentní koncentrátory pro solární články vyžadují vysoce účinnou blízkou infračervenou luminiscenci a disperzibilitu a stabilitu v tenkých polymerních filmech. U LED materiálů jsou preferovány vysoké rekombinační rychlosti a laditelnost zakázaného pásu v celé viditelné spektrální oblasti.Všechny tyto vlastnosti jsou v zásadě dosažitelné pomocí SiQD, nicméně tak širokou škálu fyzikálních a chemických vlastností lze nyní získat pouze použitím velmi široké škály postupů přípravy. Cílem této práce bude povrchová úprava převážně plazmou syntetizovaných SiQD tak, aby odpovídaly požadavků různých aplikací. Vytvářené postupy budou založeny jak na dolaďování již zavedených procesů povrchové úpravy, jako je hydrosilylace, tak i na vývoji nových postupů využívajících netermální plasma a plasmou aktivovaných kapalin.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Dynamika v excitovaných stavech s využítím statistických přístupu
AnotacePráce se bude zaměřovat na využití moderních přístupů datové analýzy pro urychlení dynamických výpočtů v excitovaných stavech. Techniky budou využity pro modelování statických i časově-rozlišených spekter.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Exprimentální studium a teoretické modelování fázových rovnováh
AnotaceFázové rovnováhy vícesložkových chemických soustav hrají důležitou roli nejev v průmyslových aplikacích, ale také v komplexních biofyzikálních systémech. Využití biokompatibilních rozpuštěnců a „zelených“ rozpouštědel v každodenních aplikacích stimuluje v posledních letech výzkum jejich fyzikálně-chemických vlastností ve vodných roztocích. Jde například o rozpustnost (rovnováha kapalina-pevná látka, SLE), nebo rozpad roztoku do několika fází (rovnováha kapalina-kapalina, LLE). Koncentrované vodné roztoky biopolymerů, např. proteinů nebo peptidů, často tvoří tzv. dvoufázové vodné soustavy (ATPS). Další látky přítomné ve vodném roztoku (ionty, osmolyty, ligandy) pak vykazují odlišnou afinitu do těchto koexistujících fází. Biologicky důležitou fázovou rovnováhou je také denaturace proteinů (termální, či chemická) nebo jejich asociace[Okur, Rogers]. Vtéto práci budou fázové rovnováhy studovány experimentálními technikami (LLE, SLE, dialýza, aktivita vody),které jsou vhodné pro jejich makroskopickou termodynamickou charakterizaci (složení, aktivity). Energetika vzniku těchto fází bude studována kalorimetricky. Makroskopický popis bude doplněn o detailnější popisinterakcí na mikroskopické úrovni. Zde budou použity zhrubené simulace metodou Monte-Carlo vprogramuFAUNUS, který je vyvíjennašimi spolupracovníky na univerzitě v Lundu [FAUNUS]. K interpretaci experimentálních dat a jejich propojení s Monte-Carlo výpočty bude použit aparát statistické termodynamiky, zejména Kirkwoodova-Buffova teorie[Smith].
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Formulace aktivních farmaceutických složek ve formě amorfních pevných disperzí
Anotace
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav počítačové a řídicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Fotochemické děje v astrochemii
AnotacePráce bude zaměřena na děje vyvolané v astrochemicky významných molekulách a systémech zářením o různé vlnové délce. Pozornost bude věnována zajména ledovým částicím a roli vysoko-energetického záření. Více informaci viz http://photox.vscht.cz.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Chemirezistory na bázi nanostrukturovaných oxidů: detekce plynných analytů s různými charakteristickými skupinami
AnotaceAčkoli objev prvních chemirezistorů s oxidickými citlivými vrstvami byl publikován již v šedesátých letech a od let devadesátých jsou tyto laciné součástky určené pro detekci plynů komerčně produkované ve velkých sériích, jejich výzkum a vývoj zdaleka není ukončen. Zatímco chemické složení citlivé vrstvy je víceméně ustálené, nový impuls pro zdokonalení parametrů těchto senzorů přišel v cíleném modulování morfologie citlivé vrstvy – byla zvládnuta technologie nanostrukturování oxidů. Pro chemirezistory je podstatné, že geometrické rozměry oxidických nanostruktur mohou být srovnatelné s Debyovou délkou pro daný materiál. To nám umožňuje přiblížit se konceptu "molekulárního spínače", kdy jediná molekula analytu otvírá či uzavírá vodivý kanál v citlivé vrstvě. Student se v rámci práce bude věnovat syntéze oxidických nanostruktur (převážně hydrotermálními metodami) a proměřením jejich odezvy na "modelové analyty" (plyn s oxidačními účinky, redukčními účinky, Lewisova kyselina, Lewisova báze, různý molekulární dipólmoment). Analyty budou voleny tak, aby bylo možné získané poznatky zobecnit.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Komplexy přechodných kovů v chemické senzorice
AnotaceTradičními materiály pro polovodičové chemorezistivní plynové senzory jsou polovodiče, jako jsou polokovy, polovodivé oxidy kovů nebo organické polovodiče. Komplexy přechodových kovů jsou velmi slibnou třídou materiálů, které jsou většinou přehlíženy. V závislosti na iontu přechodného kovu a konstrukci ligandů nabízejí možnost různých vlastností s požadovanou chemickou a elektronovou strukturou. Tyto sloučeniny jsou proto vhodnými kandidáty pro aplikace, jako je detekce plynů/chemických látek. V rámci tohoto projektu budou ve spolupráci s Karlsruhe Institute of Technology vyvinuty a syntetizovány nové koordinační komplexy (využívající přechodné kovy jako Ni, Cu a další potenciálně atraktivní kovy). Ligandy budou vhodně navrženy a kombinovány s ionty přechodných kovů závěru 4. periody, aby vedly k požadovaným strukturním vakancím. Ve druhém kroku budou tyto komplexy použity a zpracovány jako tenké vrstvy za účelem jejich testování jako aktivní vrstvy pro detekci plynů. Příprava a analýza tenkých vrstev je zásadní pro jejich použití pro selektivní a citlivou detekci škodlivých a toxických plynných analytů. Pozornost bude zaměřena na chemorezistivní a optické detekční principy. Teoretické výpočty (provedené ve spolupráci s Max Planck Institute) pomohou porozumět detekčnímu mechanismu a poskytnou cestu k systematickému vývoji a zlepšování komplexního návrhu.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Molekulární simulace atmosférických aerosolů
AnotaceAtmosféra země představuje unikátní chemický reaktor, ve kterém mimořádnou roli hrají jak fotochemické reakce, tak reakce heterogenní. Obsahem navrhované dizertační práce je teoretické modelování chemických a zejména fotochemických procesů ve stratosféře a v troposféře s použitím celého arzenálu teoretických metod. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Molekulové simulace rozhraní elektrody a elektrolytu
AnotacePráce se zaměří na teoretické studium rozhranní mezi elektrodovým materiálem a elektrolyty. Součástí bude také studium extrémně koncentrovaných elektrolytů, zejména v kontextu nových zdrojů elektrické energie. Budou využity techniky kvantové chemie a statistické mechaniky. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Multifunkční nano/mikrorobotní systémy pro biomedicínské aplikace
Anotace
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav počítačové a řídicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Neutronové zobrazování - vhled do kapalin vystavených stlačenému methanu, ethanu a vodíku
AnotacePředmětem doktorské práce je experimentální studium jevů nastávajících v kapalinách po jejich vystavení stlačeným plynům, zejména změny hustoty, neustálená difuze, změny mezifázové energie. Součástí práce je vývoj a optimalizace měřicích metod, návrh experimentů a jejich provedení, programování metod pro zpracování neutronových radiografií (např. program Maple), interpretace výsledků pomocí makroskopických modelů a modelů na molekulární úrovni popisu. Práce bude řešena na ÚFCH VŠCHT (ufch.vscht.cz) a na Institutu Paula Scherrera (www.psi.ch/en/lns), a je součástí mezinárodního projektu GA-ČR 23-04741K.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Děkanát FCHI, FCHI, VŠCHT Praha
Ohnivzdorné a flexibilní vodivé materiály pro elektroniku inspirovanou pokožkou
AnotaceElektronické kůže jsou umělé, ohebné kůže napodobující mechanické a detekční vlastnosti přírodní kůže, schopné převádět externí vzruchy na elektrický signál. Elektronické kůže mají mnoho potencionálních aplikací, zejména v oblasti robotiky či monitorování zdraví. Doposud byla v této oblasti středem zájmu zejména roztažitelnost, ohebnost či detekční vlastnosti. Zřídka však byly uvažovány protektivní vlastnosti, jako je například zpomalování hoření, jež jsou důležité pro aplikace v extrémních podmínkách. V tomto projektu se proto zaměřujeme na zkoumání tepelné stability a mechanismů zpomalování hoření pro materiály se schopností detekce tlaku, teploty a vlhkosti, ve kterých jsou zabudovány vodivé polymery a zpomalovače hoření na biologické bázi. Součástí je rovněž výzkum vztahů mezi strukturou, morfologií a detekčními, elektrickými a mechanickými vlastnostmi hydrogelů. Získané poznání následně poslouží jako základ pro návrh vysoce výkonných, odolných a nehořlavých vodivých materiály, které bude možné využít v oblasti elektronických kůží.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav počítačové a řídicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Perkolační oxidické struktury s heteropřechody: využití pro detekci toxických plynů
AnotaceV posledních několika letech se pro detekci plynů stále častěji využívají oxidické struktury, které z pohledu elektrických vlastností nemají charakter "homogenních" rezistorů, ale jedná se o heteropřechody tvořené zrny dvou různých polovodičů (oxidů) s odlišnými šířkami zakázaného pásu. Citlivá vrstva výsledného senzoru má charakter dvojrozměrné nebo trojrozměrné perkolační struktury. Kritickými požadavky na citlivou vrstvu jsou: a) odloučení obou oxidických fází; b) velikost zrn řádově jednotky mikrometrů. Pokud detekovaný plyn interaguje s výše popsanou heterostrukturou, dochází ke změnám velikosti energetické bariéry na heteropřechodech a současně se dramaticky mění vodivost obou zúčastněných polovodičů. Výsledkem pak je změna "integrální" hodnoty elektrického odporu takového senzoru o několik řádů. Disertační práce se zaměří především na přípravu popsaných oxidických heteropřechodů metodou termální oxidace a následnou charakterizaci detekčních parametrů takovýchto senzorů.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Počítačové modelování prvních okamžiků života proteinu
AnotaceProteiny jsou nevětvené biopolymery, jež v živých organizmech hrají klíčovou roli téměř ve všech procesech. Syntéza proteinů je překvapivě dobře konzervována napříč třemi doménami života. Přesto existují jisté odlišnosti např. mezi syntézou proteinů v bakteriích a vyšších organizmů. Předkládaný doktorský projekt si klade za cíl na molekulární úrovni popsat, co se děje s proteiny během prvních okamžiků jejich života, tedy ještě předtím, než opustí vnitřek syntetizujícího ribozomu. Pomocí atomistických počítačových simulací, molekulového modelování a pokročilých metod statistického vyhodnocení dat projekt přispěje k pochopení chování proteinů v omezeném prostoru ribozomálního tunelu.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Polymerní iontové kapaliny: nová třída organických materiálů pro chemické senzory
AnotacePolymerní iontové kapaliny čili Polymer Ionic Liquids (PILs) jsou organické materiály objevené v roce 1998, které vykazují řadu pozoruhodných chemických a fyzikálně-chemických vlastností: variabilitu složení, teplotní stabilitu do 150-200°C, prakticky nulovou tenzi par za laboratorní teploty, vysokou rozpustnost některých plynů ve svém vnitřním objemu, vynikající smáčivost vůči většině substrátů. Z pohledu elektrické vodivosti jsou mezi organickými vodiči unikátní, protože u nich naprosto dominuje iontová vodivost nad ostatními mechanismy přenosu náboje. U řady PILs přenášejí náboj pouze ionty jednoho znaménka (typ kationt – polyaniont nebo naopak polykationt – aniont). Pokud se týče zpracovatelnosti, PILs jsou relativně snadno syntetizovatelné z dostupných prekurzorů a výsledné polymery se nanášejí na podložky "mokrou cestou" tedy dip-coatingem nebo spin-coatingem, takže celkově lze konstatovat, že jejich syntéza a formování do tenkých vrstev jsou levné technologie. Doktorand se v rámci řešení bude věnovat syntéze PILs , a připraví z nich citlivé vrstvy senzorů detekujících plyny. Následně se bude věnovat teoretickému studiu interakcí PILs s vybranými detekovanými plyny (modelovými analyty).
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha
Přesné modelování nekovalentních interakcí objemných konjugovaných molekul pomocí rychlých ab initio výpočtů
Anotace
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Rozvoj nanostrukturovaných systémů pro techniky blízkého pole
AnotaceDo běžného života se dostávají různé materiály a senzory o rozměrech na úrovni mikro až nanometrů. Je žádoucí charakterizovat tyto materiály jak z fyzikálního, tak z chemického hlediska. Za tímto účelem se vyvíjejí nové nanospektroskopické metody založené na překročení difrakčního limitu záření. Příkladem mohou být techniky tzv. blízkého pole založené na metodách mikroskopie skenující sondou. Na pozorovaný signál má vliv mnoho faktorů, druh materiálu, morfologie substrátu, vlastnosti hrotu, způsob adsorpce studovaných molekul apod. Cílem této práce je objasnit chování optického signálu v závislosti na různých faktorech, před tím, než by se senzory začaly využívat v praxi. Jedním z aspektů je také dostupnost a spolehlivost hrotů, které jsou komerčně dostupné, ale rovněž finančně nákladné, a proto bude práce zaměřena také na přípravu vlastních nekomerčních hrotů.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Sorpce binárních plynných a parních směsí - rozvoj experimentálních metod a modelů
AnotacePředmětem doktorské práce je experimentální studium sorpce průmyslově relevantních plynných a parních směsí v polymerech a anorganických sorbentech. Příkladem relevantních směsí jsou směsi látek obtížně destilativně dělitelných, například látek blízkovroucích (např. propan a propen) nebo tvořících azeotropy (např. alkohol-ester, alkohol-uhlovodík). Téma skýtá možnost rozvoje experimentálních technik, kterými disponuje nemnoho laboratoří na světě, a tím získání cenných dat pro rozvoj prediktivních a korelativních modelů. Ambicí tématu je přispět k fundamentální a stále aktuální otázce, jestli základním mechanismem sorpce v polymerech je absorpce nebo adsorpce. Mimo standardní přístupy založené na empirických rovnicích lze sorpční data plynných směsí v sorbentech interpretovat prostřednictvím statisticko-termodynamických modelů odvozených z interakcí na mikroskopické úrovni. V tomto kontextu jsou perspektivními zejména modely založené na Kirkoodově-Buffově teorii a konceptu preferenční vazby.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Děkanát FCHI, FCHI, VŠCHT Praha
Srovnání ab initio metod pro posuzování stability polymorfů molekulárních krystalů organických polovodičů
Anotace
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Stabilita liposomů za přítomnosti cyklodextrinů
Anotace
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
Studium interakcí bílkovin s RNA metodami výpočetní biochemie a strojového učení
AnotaceCentrální dogma molekulární biologie formuluje posloupnost DNA-RNA-protein jako základ pochodů v živých organizmech. Je zřejmé, že v buňkách dochází k častému kontaktu různých biomolekul, přičemž kontakty nejsou zcela náhodné, ale vytváří různé metabolické pochody, funkční dráhy a reakční centra. Příkladem dějů, při kterých je interakce RNA s bílkovinou stěžejní, je např. kompletace ribozomu nebo sestřih DNA pomocí CRISPR/Cas systému. Počítačové simulace představují vhodný nástroj ke studiu takových dějů s atomárním rozlišením na časových škálách od pikosekund po milisekundy. V poslední dekádě jsou simulace a jejich analýzy zároveň mocně podporovány strojovým učením. Tato práce se zaměřuje na aplikaci těchto metod na interakci proteinů s RNA.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha
|