Prosím čekejte...
Nepřihlášený uživatel
iduzel: 52781
idvazba: 60775
šablona: api_html
čas: 16.4.2021 13:53:41
verze: 4827
uzivatel:
remoteAPIs: https://cis-web.vscht.cz/zaverecne-prace/program/
branch: trunk
Obnovit | RAW
Molekulární chemická fyzika a senzorika

Molekulární chemická fyzika a senzorika

Doktorský program, Fakulta chemicko-inženýrská
CHYBI CHARAKTERISTIKA PROGRAMU

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.

Uplatnění

Absolvent 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

Jazyk výuky Český
Standardní doba studia 4 roky
Forma studia Prezenční + kombinovaná
Garant studia prof. Dr. RNDr. Pavel Matějka
Kód programu D403
Místo studia Praha
Kapacita 25 studentů
Počet vypsaných prací 30

Vypsané disertační práce

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

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Dále nabízena v programu: Molecular chemical physics and sensorics

Aplikace mikrobicidních vlastností nízkoteplotního plazmatu

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Nízkoteplotní plazma, vhledem ke svým mikrobicidním vlastnostem, může být vhodnou náhradou konvenčních dezinfekčních a sterilizačních metod. Práce je zaměřena především na korónové výboje a jejich možné praktické aplikace pro dekontaminaci až sterilizaci povrchů nebo kapalin a jako terapeutická metoda v medicíně. Zároveň je tady prostor pro výzkum vlivu baktericidního agens korónových výbojů na různé typy bakterií, jejich spór, kvasinek, hub a jiných mikroorganismů.

Automatizované studium mechanismů fotochemických reakcí

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Dále nabízena v programu: Chemie

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.

Chemirezistory na bázi nanostrukturovaných oxidů: detekce plynných analytů s různými charakteristickými skupinami

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Ačkoli 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.

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
Dále nabízena v programu: Chemie

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
Dále nabízena v programu: Chemie

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
Dále nabízena v programu: Chemie

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 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.

Perkolační oxidické struktury s heteropřechody: využití pro detekci toxických plynů

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

V 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.

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.

Příprava ekologicky nezávadných kompozitů pro stínění elektromagnetických interferencí

Garantující pracoviště: Ústav počítačové a řídicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Projekt se zabývá návrhem a vývojem ekologicky nezávadných kompozitů ve formě flexibilních, samonosných filmů pro stínění elektromagnetických interferencí (EMI). Kompozity budou připraveny z přírodní celulózy a účinných receptorů EMI (např. supramolekulárních vodivých polymerů, uhlíkových nanotrubek, grafenu, atd.). Budou navrženy nové přístupy ke kompatibilizaci matrice/receptoru. Kromě toho budou studovány základní aspekty chování kompozitů tak, aby bylo možné porozumět interakcím mezi fázemi kompozitů a vztahy mezi jejich strukturou a vlastnostmi. Kompozity a jejich dílčí materiály budou testovány pomocí stejnosměrného a střídavého elektrického signálu s cílem odhalit zákonitosti, které vedou k jejich výsledné stínící účinnosti. Nakonec bude studován synergický účinek obou receptorů vedoucí k nastavitelné účinnosti stínění EMI absorpcí nebo odrazem ve frekvenčním rozsahu 0,1 - 18 GHz.

Srovnání ab initio metod pro posuzování stability polymorfů molekulárních krystalů

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Dále nabízena v programu: Molecular chemical physics and sensorics

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

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Dále nabízena v programu: Molecular chemical physics and sensorics

Struktura a reakce solvatovaného elektronu

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Dále nabízena v programu: Chemie

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 intenzifikace netermálních výbojů a jejich použitelnosti pro účely dekontaminace povrchů a kapalin

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Cílem práce je intenzifikace stávajících netermálních výbojů s ohledem na možnost jejich použití pro účely dekontaminace povrchů a kapalin. Intenzifikací se rozumí dosažení vyšších výkonů výbojů, popřípadě dosažení kvalitativní změny v jejich režimu bez nežádoucích jevů, jakými jsou přechod do jiskry nebo do oblouku, nadměrný ohřev v oblasti výboje atd. Modifikace (intenzifikace) může být obecně provedena například zařazením vhodného prvku do elektrického obvodu výboje, změnou geometrie elektrod, změnou charakteru napájecího napětí výboje nebo ovlivňováním již vytvořeného plazmatu mezi elektrodami výboje. Poslední možnost zahrnuje například dodatečné přivádění proudícího plynu do prostoru mezi elektrodami, působení elektromagnetického pole či ultrazvuku na plazma, atd. Intenzifikovaný výboj bude poté testován pro účely dekontaminace povrchů nebo kapalin. Bude zjišťována zejména jeho dekontaminační účinnost (procentuální úbytek bakterií po expozici výbojem) a energetická výtěžnost dekontaminace (počet umrtvených bakterií na jednotku energie přivedené do výboje).

Syntéza a charakterizace kompozitních materiálů pro baterie na bázi křemíku

Garantující pracoviště: Ústav počítačové a řídicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Křemík je považován za slibný anodový materiál lithium-iontových baterií příští generace a to zejména kvůli své vysoké teoretické specifické kapacitě, hojnému zastoupení a nízkému vybíjecímu potenciálu. Stále však existuje příliš mnoho vážných překážek, které musí být odstraněny před tím, než může být křemík v bateriích využíván šířeji. Jedná se zejména o problém velké objemové expanze křemíku při lithiaci a tvorba povrchové vrstvy oxidu. Jedním z řešení, které se nabízí, je vyvinout nové flexibilní, vodivé matrice na bázi uhlíkových materiálů v kombinaci spolu s křemíkovými nanokrystaly (SiNC). Tento kompozit by v sobě spojoval vazebné, mechanické a elektrické vlastnosti. Součástí práce bude také výzkum a diskuze základních mechanismů souvisejících s počáteční a dlouhodobou degradací kapacity nanokřemíkových materiálů.

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).

Transport nosičů náboje v nanostrukturovaných a nanokompozitních materiálech

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská
Dále nabízena v programu: Měření a zpracování signálů v chemii
Vedoucí práce: Ing. Přemysl Fitl, Ph.D.

Anotace

Tématem práce je teoretické i praktické studium mechanismů přenosu náboje v nano-strukturovaných a nano-kompozitních materiálech připravených ve formě tenkých vrstev, povlaků, aerogelů. Cílem práce je návrh modelů popisující přenos náboje v reálných materiálech používaných pro chemické senzory. Vlastnosti nanostrukturovaných vzorků budou v závislosti na teplotě a intenzitě magnetického pole měřeny v systému Quantum Design - PPMS. Práce předpokládá (i) modelování a simulaci transportu nosičů náboje pomocí metody konečných prvků, (ii) návrh a realizaci software pro řízení, sběr a zpracování dat ze systému PPMS (iii) hledání analytického modelu popisujícího reálné (naměřené) vlastnosti vzorků v závislosti na jejich nanostruktuře.

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.

Využití aerogelů pro senzory plynů

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: Ing. Přemysl Fitl, Ph.D.

Anotace

Významný rozvoj technologií přípravy nanomateriálů v posledních dvou dekádách umožnil přípravu celé řady senzoricky aktivních materiálů s unikátní strukturou a vlastnostmi. Poměrně jednoduchou technikou superkritického sušení je dnes z materiálů používaných pro chemické senzory možno připravovat aktivní vrstvy ve formě aerogelů. Z hlediska chemické senzoriky vykazují takto nanostrukturované materiály v mnoha směrech unikátní vlastnosti (vysoká citlivost a selektivita, velký aktivní povrch). Cílem práce bude návrh a realizace senzorů na bázi aerogelů tvořených anorganickými oxidy a jejich případnou chemickou (selektivní organické receptory, modifikátory povrchového napětí) a fyzikální modifikací (laserové žíhání, zabudování katalyticky aktivních nanočástic). Pro vyhodnocováni senzorické odezvy se bude využívat impedanční spektroskopie a UV-VIS-NIR spektrometrie.

Využití nízkoteplotního plazmatu v zemědělství

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Využití nízkoteplotního plazmatu v zemědělství, zejména pro ošetření semen a mladých rostlin je nová a rozvýjející se oblast vědeckého bádání. Plazma má příznivé účinky na klíčivost rostlin, jejich počáteční růst jako i celkovou výtěžnost produkce. Práce je zaměřena především na koronové výboje a jejich perspektivu pro prolomení dormance semen vybraných rostlin a studium ovlivnění jejich klíčivosti a růstu. Zároveň je tady prostor pro výzkum vlivu baktericidního agens korónových výbojů na různé typy bakterií, jejich spór, kvasinek, hub a jiných mikroorganismů nachádzejících se na povrchu semen nebo jiných plodů.

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 vysoce výkonných flexibilních superkapacitorů na bázi nanocelulózy a vodivýchpolymerůPoskytovatel

Garantující pracoviště: Ústav počítačové a řídicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská
Dále nabízena v programu: Molecular chemical physics and sensorics

Anotace

Cílem tohoto projektu je navrhnout nový typ pružných a lehkých elektrod založených na udržitelných materiálech. Elektrody budou následně využity ve vývoji výkonných superkapacitorů s ohebnou strukturou a vysokou kapacitou. Přírodní celulózová nanovlákna (CNF) budou kombinována s elektricky vodivými polymery (ECP) a nanoplniv (např. uhlíkové nanomateriály) a následně využita jako matrice pro přípravu elektrod superkapacitorů s využitím přístupu „bottom-up“. CNF zajistí funkci mechanického skeletu schopného vysoké deformace a rovněž funkci šablony pro chemickou funkcionalizaci povrchu elektrod. Zkoumány budou také nové způsoby kompatibilizace polymerů a nanoplniv s cílem spojit vzájemně odlišné materiály s různými vlastnostmi do formy porézních elektrod na bázi CNF-ECP, které se budou vyznačovat optimální morfologií a vlastnostmi. Elektrody vykazující nejlepší kapacitu, pružnost a tepelnou stabilitu budou použity při přípravě a testování prototypů superkapacitorů.

Černé kovy jako aktivní vrstvy chemirezistorů

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Černé kovy (black metals - BM) jsou kovy s vysoce porézním povrchem. Jejich chemické (oxidovatelnost), mechanické (nízká hustota), elektrické (vyšší rezistivita) a optické (nízká odrazivost) vlastnosti jsou unikátním mixem nanostrukturních a makrostrukturních parametrů kovových materiálů. Pro aplikaci BM v aktivních vrstvách chemirezistorů představují výhodu tyto skutečnosti: (i) u BM je vysoký podíl povrchových atomů, což vytváří vysokou koncentraci aktivních míst pro sorpci plynných molekul; (ii) povrch BM je katalyticky aktivní - může na něm nastat rozklad větších molekul analytů na snadno detekovatelné reaktivní fragmenty; (iii) povrchová vrstva BM se snadno oxiduje za tvorby tzv. core-shell struktur tvořených kovem povlečeným tenkou vrstvou oxidu, což tvoří Schottkyho přechod; (iv) aktivní vrstvy na bázi BM dávají při měření vysokofrekvenčním střídavým signálem možnost uplatnit tzv. skin-efekt, a tím efektivně rozlišit "povrchovou" detekci od té "objemové" získané ze stejnosměrných měření.


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