Prosím čekejte...
Nepřihlášený uživatel
iduzel: 52782
idvazba: 60776
šablona: api_html
čas: 16.4.2021 13:55:36
verze: 4827
uzivatel:
remoteAPIs: https://cis-web.vscht.cz/zaverecne-prace/pracoviste/
branch: trunk
Obnovit | RAW

Ústav fyzikální chemie

Vypsané disertační práce

Ab initio fotodynamika v kondenzované fázi: Vývoj metod a aplikace

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie

Anotace

Výpočetní fotodynamika zaznamenala v posledních letech nebývalý rozvoj, kdy je nyní možné simulovat ultrarychlé děje středně velkých molekul. Tato dizertační práce bude zaměřena na vývoj metod a apliakce metod teoretické fotodynamiky pro modelování světlem vyvolaných dějů v kondenzované fázi. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Ab initio simulace strukturních, termodynamických a transportních vlastností metalo-organických krystalů

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Automatizované studium mechanismů fotochemických reakcí

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Dizertační 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.

Biosenzorické metody pro monitorování znečištění životního prostředí a bezpečnost potravin

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

V dnešní době je průmyslovou činností lidstva produkováno množství škodlivých chemických látek, které pronikají do životního prostředí a potravin a představují tak riziko pro zdraví obyvatelstva. Vývoj analytických metod pro rychlou a citlivou detekci a kvantifikaci těchto látek je důležitým a aktuálním výzkumným tématem. Předmětem disertační práce bude vývoj biosenzorických metod pro rychlou a citlivou detekci vybraných nízkomolekulárních chemických látek, které představují aktuální či potenciální riziko z hlediska kontaminace vodních zdrojů a potravin. Pozornost bude soustředěna na optické biosenzory založené na rezonanci povrchových plasmonů (SPR, surface plasmon resonance) a případně na možnost kombinace této techniky s elektrochemickými metodami pro docílení komplexnější analýzy vzorku. Práce bude zahrnovat především vývoj funkčních vrstev pro afinitní záchyt vybraných analytů, detekčních formátů, a dále vývoj a charakterizaci metodologií pro jejich detekci. Vyvinuté biosenzorické přístupy budou testovány v experimentech, v nichž budou stanovovány koncentrace vybraných analytů v komplexních vzorcích potravin a vody a porovnávány s konvenčními laboratorními metodami.

Elektrochemie van Hove singularit v dvourozměrných krystalech

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: Mgr. Otakar Frank, Ph.D.

Anotace

Doktorand bude vyvíjet metodiku potřebnou ke zkoumání diskontinuit v hustotě elektronických stavů (tzv. van Hove singularit) v dvourozměrných krystalech a jejich heterostrukturách. Projekt bude zahrnovat přípravu materiálů (grafen, chalkogenidy přechodných kovů jako např. MoS2) exfoliací a transferem, přípravu elektrod, a in-situ Ramanovu a fotoluminiscenční spektroelektrochemií propojenou s měřením elektronického transportu a kinetiky přenosu elektronu.

Fotochemické děje v astrochemii

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Práce 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.

Modelování kvantových efektů jader ve spektroskopii

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Práce bude zaměřena na vývoj metod pro modelování různých spektrálních charakteristik molekulárních systémů se zahrnutím kvantových efektů atomových jader. Tyto efekty budou také vyšetřovány z pohledu vlivu na strukturu molekul a na termodynamické vlastnosti (kvantová termodynamika). Více informaci viz http://photox.vscht.cz.

Modelování ultrarychlých dějů v radiační chemii

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Díky enormnímu experimentálnímu rozvoji se stalo v současné době možným studovat fotoemisi z vody a vodných roztoků. Taková měření vedla k objevu nových, dopsud neznámých fenomenů jako je mezimolekulární coulombovský rozpad (ICD). Pozorované jevy mají potenciál stát se základem nových spektroskopií či mohou vést k aplikacím kupříkladu v radioonkoligii. Navrhované práce bude yaměřena na hledání zajímavých dějů v této oblasti pomocí metod kvantové teorie molekul a molekulových simulací. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Modulace kovových nanočástic pro specifické plasmonické zesílení

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Práce bude zaměřena na uspořádání plazmonických nanočástic a fluorescenčních nanočástic pomocí DNA origami. Kovové nanostruktury jsou schopné masivního zesílení optické odezvy, které jsou důsledkem kolektivních rezonancí elektromagnetických záření nazývaných plazmony. Disertační práce bude sestávat z charakterizace plazmonové rezonance kovových nanočástic, DNA funkcionalizace plazmonových nanočástic a optimalizace procesu jejich samosestavování do požadované orientace. Uspořádané nanočástice budou sloužit ke studiu prostorové manipulace světla plazmony.

Molekulové simulace rozhraní elektrody a elektrolytu

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Práce 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/

Molekulární simulace atmosférických aerosolů

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Atmosféra 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/

Nové nanostrukturované kompozitní membrány na bázi uhlíkových nanotrubic pro selektivní separace plynů

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie

Anotace

Membránové separační procesy patří k moderním technologicky významným separačním metodám, které jsou v porovnání s klasickými separačními metodami ekonomičtější i ekologičtější. V posledních letech nacházejí uplatnění v chemickém, petrochemickém, farmaceutickém nebo potravinářském průmyslu. Technologicky se membrány, převážně polymerní, používají např. pro získání helia ze zemního plynu, oddělení vodíku od uhlovodíků, oxidu uhelnatého nebo dusíku a rovněž i pro odstranění oxidu uhličitého z bioplynu nebo par organických látek ze vzduchu. Uhlíkové materiály v součastnosti patří do moderní a dynamicky rostoucí skupiny materiálů a mají mnoho zajímavých vlastností využitelných pro membránové separaceplynů, např. vodíku od oxidu uhličitého a dalších plynů. V naší laboratoři se tématice membránových separací věnujeme více než 15 let a v současné době se podílíme na řešení grantů GA ČR a MŠMT, zaměřených na zvýšení efektivity membránových separačních procesů, přičemž vlastní doktorská disertační práce bude tematicky souviset s těmito projekty. Dizertační práce bude zaměřena na studium teoretických i experimentálních aspektů transportu plynů a i jejich směsí v polymerních i jiných membránách.

Nové polymery pro membránové separace obtížně dělitelných směsí

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Předmětem doktorské práce je příprava, optimalizace a detailní charakterizace nových polymerních materiálů pro přípravu polymerních membrán vzhledem k dělení průmyslově relevantních směsí obtížně dělitelných běžnými postupy.

Nové účinné separační membrány pro čištění vody a odpadních vod na bázi hybridních materiálů na bázi uhlíku

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Stávající membránové separační procesy umožňují efektivní čištění i fyzikální desinfekci vody od nežádoucích složek na základě sítového mechanismu bez nutnosti použití chemických činidel. Velikosti pórů a jejich rozložení na povrchu membrány je důležitým faktorem pro účinné odstranění kontaminantů a mikroorganismů. V práci budou studovány možnosti využití nově připravených membránových materiálů na bázi uhlíkových materiálů (uhlíkové nanotrubice, deriváty grafenu aj.) s cílenými povrchovými modifikacemi (např. dopování antimikrobiálními činidly atd.) za účelem efektivního odstranění vybraných kontaminantů z vody. Vedle přípravy, charakterizace a testování materiálů bude součástí práce i modelování separačního procesu. Výsledkem práce bude vedle přípravy efektivního separačního materiálu a popisujícího modelu i rozšíření znalostí v daném membránovém oboru.

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

Preferenční interakce osmolytů s měkkými materiály

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: RNDr. Mgr. Jan Heyda, Ph.D.

Anotace

Stabilita proteinů a jejich asociace, formování membrán, rozpustnost chemicky heterogenních léčiv a jejich rozdílná distribuce uvnitř a vně buňky je možné formálně snadno matematicky formulovat. Ve skutečnosti je ale jedná o komplexní děje, které hrají ústřední roli při studiu měkkých materiálů. Tyto děje můžeme chápat jako výsledek soutěže několika základní sil [Dill]. Ve většině případů jsou tyto síly podobně velké, do značné míry se kompenzují a v rovnováze jsou velmi citlivě vyváženy. Další možností, jak studovat tyto biofyzikální fyzikálně-chemické děje je použití kosolventů. Jejich interakce s rozpuštěnou látkou mohou být souhrnně atraktivní nebo odpudivé, což se odráží v rozložení kosolventu v okolí rozpuštěné látky. Konkrétní realizace a důsledky jsou ale odlišné pro malé rozpuštěné molekuly, kde jsou zachyceny v osmotických vlastnostech, a pro velké molekuly, kde se využívá dialýzy a rozdělovacích koeficientů. Tento dvojí pohled dále komplikuje získání jednotící teorie. V této dizertační práci bude kandidát studovat změny chemického potenciálu různorodých rozpuštěných látek v přítomnosti osmolytů a důsledcích na rovnovážný stav rozpuštěné látky, např. konformační změny, fáze [Heyda, Chudoba]. Tento výzkum bude zahrnovat studium systémů od malých rozpuštěnců, monomerů a od nich odvozených polymerů až po makromolekulární komplexy. Šíře systémů se nutně odráží v nezbytnosti využít kombinaci simulačních metod; atomárně-rozlišené molekulárně dynamické simulace, zhrubené simulace s implicitním rozpouštědlem.[Chudoba, Roux]. Vysoce zhrubené modely pro studium fázových rovnováh budou využívat Monte-Carlo simulace. Simulační data budou doplněna o statisticko-termodynamický popis [Smith, Smith1]. Dlouhodobým cílem je na těchto teoretických základech zkonstruování stavové rovnice.

Srovnání ab initio metod pro posuzování stability polymorfů molekulárních krystalů

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Srovnání klasických a kvantově-chemických molekulárních simulací pro predikce fázových rovnovah

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Stanovení tlaku nasycených par vysokovroucích látek významných z hlediska životního protředí

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie

Anotace

Tlak nasycených par je jednou z nejčastěji měřených termodynamických vlastností čistých organických sloučenin. Měření jsou u nízkovroucích sloučenin (např. složek benzínu) relativně snadná a přesná data lze najít v příručkách a databázích. Na druhé straně měření vysokovroucích sloučenin, jako jsou polyaromatické uhlovodíky nebo ftaláty, představuje náročný úkol a v literatuře je údajů nedostatek; navíc jsou tato data zpravidala zatížena značnou nejistotou která znemožňuje spolehlivé modelování osudu těchto látek v životním prostředí. Nekomerční přístroje sestavené v naší laboratoři umožňují měření v oblasti tlak; ni639ch ne6 1 pascal; námi vyvinutá metodika termodynamicky řízené extrapolace umožňuje spolehlivé stanovení tlaku par v oblasti milipaskalů. Práce se zaměří na stanovení tlaků par pro skupinu polyaromatických uhlovodíků uvedených v Seznamu prioritních látek znečišťujících látek sestaveném EPA USA, jako součást naší spolupráce s několika evropskými laboratořemi.

Strojové učení ve výpočetní spektroskopii

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie

Anotace

Metody založené na technikách umělé inteligence a strojového učení si nacházejí cestu k aplikacím do rozmanitých oblastí vědy i technologie. Cílem navrhované dizertační práce bude aplikace těchto metod do oblasti elektronové spektroskopie se zaměřením na elektronové spektroskopie. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Struktura a reakce solvatovaného elektronu

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Solvatovaný elektron představuje zajímavou částici v redoxní chemii. Hydratovaný elektron, tj. solvatovaný elektron ve vodě, je částice žijící velmi krátkou dobu (v řádu pikosekund). Přesto se však ukazuje, že solvatovaný a presolvatovaný elektronmůže hrát značnou roli v chemii atmosféry či v biologických procesech. Předměteme navrhované dizertační práce je studium interakce vysokoenergetických částic s vodou, výkum vzniku a reaktivity solvatovaného elektronu. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Studium transportu plynů a kapalin v kompozitních membránách na bázi uhlíkových materiálů a grafenoxidu

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie

Anotace

Membránové separační procesy patří k moderním technologicky významným separačním metodám, které jsou v porovnání s klasickými separačními metodami ekonomičtější i ekologičtější. V posledních letech nacházejí uplatnění v chemickém, petrochemickém, farmaceutickém nebo potravinářském průmyslu. Technologicky se membrány, převážně polymerní, používají např. pro získání helia ze zemního plynu, oddělení vodíku od uhlovodíků, oxidu uhelnatého nebo dusíku a rovněž i pro odstranění oxidu uhličitého z bioplynu nebo par organických látek ze vzduchu. Grafenoxidové materiály náleží do moderní a dynamicky rostoucí skupiny materiálů a mají mnoho zajímavých vlastností využitelných pro membránové separaceplynů, např. vodíku od oxidu uhličitého. Vedle toho, separační schopnost připravených membrán bude testována pro účely selektivní separace organckých kontaminantů z vody. V naší laboratoři se tématice membránových separací věnujeme déle než 15 let a v současné době se podílíme na řešení grantů GA ČR a MŠMT, zaměřených na zvýšení efektivity membránových separačních procesů, přičemž vlastní doktorská disertační práce bude tematicky souviset s těmito projekty.

Teoretická studie přenosu elektronu v bio-organometalických komplexech

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: RNDr. Mgr. Jan Heyda, Ph.D.

Anotace

Přenos elektronu hraje klíčovou roli v mnoha signalizačních a katalytických dějích. Ty jsou nezbytné nejen pro fungování lidského těla, ale najdou uplatnění i v nanotechnologiích inspirovaných biologickými procesy. Teoretický výzkum těchto dějů je velmi náročný, neboť jejich popis vyžaduje nejen současné zahrnutí několika elektronických stavů, ale i poměrně široké spektrum prostorových a časových (femtosekundy až subnanosekundy) škál. Student bude v této dizertační práci využívat ab-initio molekulárně dynamické simulace na TD-DFT úrovni v QM/MM uspořádání se zahrnutím explicitního rozpouštědla. Tyto simulace budou prováděny ve výpočetním balíku TERACHEM, který intenzivně využívá GPU karet a tak umožňuje studovat relaxační a dynamické děje na dlouhých časových škálách. Vývoj systému krátce po laserové excitaci, nebo v blízkosti křížení elektronických stavů nesplňuje adiabatickou aproximaci a vyžaduje přesnější teoretický popis. Pro zahrnutí neadiabatických dějů bude využíván kvantově simulační software SHARC, vyvíjený ve spolupracující skupině prof. Gonzales (University of Vienna), ve které jsou plánovány vědecké pobyty uchazeče. Teoretické výsledky budou podpořeny unikátními časově-rozlišenými spektroskopickými daty (prof. Vlček). Výpočetní zdroje jsou/budou alokovány na institucionálním výpočetním klastru (GPU jádra) a v rámci národního superpočítačového centra (IT4I).

Vizualizace pomocí plazmonických nanočástic technikami mikroskopie jednotlivých molekul

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Práce bude zaměřena na evaluaci posunu a zesílení fluorescene emitovaných z plazmonicky navázaných fluoroforů pomocí superrozlišovací lokalizační mikroskopie a časově rozlišené spektroskopie jednotlivých molekul. Superrozlišovací lokalizační mikroskopie překonává difrakční limit výpočtem středových poloh fluorescenčního spotu. Práce bude zahrnovat vizualizaci fluoroforů navázaných s plasmonickými nanočásticemi, analýzu dat a statistické vyhodnocení.

Vliv termodynamické neideality na membránové separace

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Předmětem doktorské práce je experimentální studium membránových metod dělení kapalných směsí a rozšíření základních principů. Součástí práce je vývoj optimalizovaných membránově-separačních metod a postupů. Řešitel práce (doktorand) by měl získat originální data, vyvíjet modely a rozšířit vhled do klíčových principů ve v současnosti obtížně predikovatelných membránových separacích.

Výpočetní elektrochemie: Vývoj metod a aplikace

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Práce je zaměřena na vývoj nových přístupů pro popis dějů s přenosem náboje. Budou zkoumány děje, při kterých je náboj přenášen mezi mezi molekulami stejně jako mezi elektrodou a molekulou. Budou přitom využity moderní přístupy ab initio molekulové dynamiky. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Vývoj postupů pro studium extrémně nízkých tlaků nasycených par

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie
Vedoucí práce: Ing. Vojtěch Štejfa, Ph.D.

Anotace

Studium tlaků par v oblasti extrémně nízkých tlaků je z technického a metodologického hlediska velmi obtížná disciplína. Možnosti měření ve středotlaké oblasti (> 1 kPa, ebuliometrie) a nízkotlaké oblasti (> 1 Pa, statická metoda) jsou poměrně dobře zpracované a lze dosáhnou nejistot měření menších než 1%. Pro méně těkavé látky doposud neexistují žádné standardy a dostupná data často vykazují vysoké odchylky, v desítkách procent i celých řádech. V naší laboratoři byly v poslední době zkonstruovány dvě aparatury pro měření tlaků par extrémně málo těkavých látek: statická aparatura s teplotním rozsahem až do 200°C a efúzní aparatura s křemennými mikrovahami. Vysokoteplotní statická aparatura umožňuje přesná měření a v kombinaci se simultánní korelací lze docílit i přesného přepočtu na pokojovou teplotu. Nelze ji ale použít např. pro látky, u nichž dochází k termálnímu rozkladu. Data naměřená pro stabilní a dobře dostupné látky by však mohla být použita jako reference při testování metod měření s problematickou důvěryhodností určených pro ještě nižší tlaky. Mezi ně patří především různé varianty efúzní aparatury – gravimetrická, s křemennými mikrovahami nebo hmotnostním spektrometrem. Využití této metody vyžaduje důkladné a důsledné testování, po kterém má kapacitu produkovat data blížící se svou nejistotu statickým aparaturám, ovšem pro látky s o několik řádů nižšími tlaky par. Aparatury a zpracovaná metodologie jejich používání mohou být následně aplikovány pro studium environmentálně a biologicky zajímavých látek jako jsou polyaromatické uhlovodíky, iontové kapaliny nebo aminokyseliny.


VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum

VŠCHT Praha
na sociálních sítích
zobrazit plnou verzi