Biotechnologický ústav AV ČR, v. v. i.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Biotechnologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Jan Dohnálek, Ph.D.

Anotace

Projekt je zaměřen na experimentální popis protonace chemických skupin, která je klíčová v interakcích typu protein-nukleová kyselina. Na modelovém systému nukleas závislých na kovech budou aplikovány experimentální metody strukturní analýzy – rentgenová krystalografie v atomárním rozlišení a neutronová krystalografie a speciální výpočetní postupy. Výsledkem bude zmapování protonace jednotlivých skupin v interakcích v závislosti na nukleové kyselině i na kontextu koordinace kovového klastru modelového katalytického místa S1-P1 nukleáz. Kandidát zvládá alespoň základy metod strukturní analýzy biologických molekul a biochemie.

Centrální laboratoře

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Centrální laboratoře
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Jan Sýkora, Ph.D.

Anotace

Hlavním cílem práce je vyvinout univerzální postup pro syntézu polyaromatických sloučenin, ceněných v materiálové chemii zejména pro jejich optické vlastnosti. Modulární přístup umožní přípravu takových látek libovolných rozměrů a dále utevře prostor pro další modifikaci jejich fyzikálně chemických vlastností.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie pevných látek Centrální laboratoře
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Jan Sýkora, Ph.D.

Anotace

Hlavním cílem práce bude vyvinout softwarový nástroj pro vytváření návrhu možných 3D struktur na základě empiricky stanovených i předpokládaných interkací mezi molekulami v mikrokrystalickém, polykrystalickém či amorfním materiálu. Software bude sloužit pro identifikaci různých pevnofázových forem dané farmaceutické substance.

Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.

Garantující pracoviště:	Ústav informatiky a chemie Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Bioinformatika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Tatyana Kobets, Ph.D.

Anotace

Propojení klinického a základního výzkumu má zásadní význam pro lepší pochopení a léčbu kardiovaskulárních onemocnění, včetně srdeční arytmie, hypertenze a dalších poruch vedoucích k srdečnímu selhání. Tento doktorský projekt se zaměřuje na vývoj výpočetních pipeline pro integraci genové exprese, proteomiky a metabolomických dat s využitím R, Pythonu a pokročilých statistických metod. Cílem je vytvořit uživatelsky přívětivé a robustní pracovní postupy, které umožní bezproblémovou analýzu a interpretaci souborů omických dat v klinickém prostředí. Tento projekt, založený na biopsiích, lidských vzorcích a rozsáhlých a unikátních souborech omických dat, představuje spolupráci mezi vědeckým ústavem (FGÚ) a centrem klinického výzkumu (IKEM) v Praze. Tato pozice na plný úvazek v FGU, financovaná konsorciem CarDia (https://cardia.ikem.cz/en/home ), nabízí příležitost přispět k translačnímu výzkumu s reálným klinickým dopadem.

Garantující pracoviště:	Ústav informatiky a chemie Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Bioinformatika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Ondřej Kuda, Ph.D.

Anotace

Tento doktorský projekt se zaměřuje na pokrok v integraci metabolomiky a lipidomiky za účelem odhalení regulací komplexních biochemických sítí a metabolické dynamiky. Studie využívá nejmodernější techniky zpracování dat, výpočetní nástroje a algoritmy strojového učení k získání užitečných poznatků z rozsáhlých fluxomických datových souborů. Budou vyvinuty pipelines v Pythonu, které standardizují předzpracování dat, extrakci informací o metabolitech a jejich analýzu, a zároveň zahrnují modely strojového učení pro shlukování sítí, klasifikaci a prediktivní modelování metabolických drah. Projekt klade důraz na mezioborové přístupy a spojuje odborné znalosti z biochemie, bioinformatiky a datové vědy s cílem vytvořit robustní nástroje pro pochopení metabolických systémů. Očekává se, že výsledky přispějí k personalizované medicíně, metabolickému inženýrství a systémové biologii a nabídnou vědecké komunitě nové metodiky a softwarové nástroje. Práce bude probíhat v FGÚ AV ČR, kde se nachází servisní laboratoř metabolomiky a proteomiky. Práce je finančně zajištěna materiálně i úvazkem. Předpokladem úspěchu je znalost programovacích jazyků pro práci s daty (Python), základy biochemie (metabolity, dráhy, buněčné kompartmenty) a přehled v oborech omiky.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Tomáš Čajka, Ph.D.

Anotace

Během posledního desetiletí se metabolomika a lipidomika využívající hmotnostní spektrometrii staly klíčovými metodami pro analýzu polární metabolitů a komplexních lipidů v biologických vzorcích (plazma, sérum, moč, tkáně). Kapalinová chromatografie s hmotnostní spektrometrií (LC-MS) je nejčastěji používanou technikou v metabolomice a lipidomice umožňující účinnou separaci a detekci širokého spektra metabolitů. Stále však chybí dostatečné informace o složení metabolomu a lipidomu kapalných materiálů a tkání, které mohou být snadno dostupné a použitelné pro budoucí studie. Disertační práce bude zaměřena na vývoj nových postupů pro komplexní charakterizaci metabolomu a lipidomu biologických vzorků jakými jsou (i) slučování cílených a necílených metabolomických a lipidomických metod, (ii) zvýšení pokrytí spektrálních knihoven používaných pro anotování metabolitů, (iii) aplikace programů pro vizualizaci a interpretaci dat získaných v rámci metabolomických a lipidomických analýz. Práce bude realizována na Fyziologickém ústavu AV ČR, v.v.i. a finančně zajištěna projekty GAČR, MŠMT a AZV.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	MUDr. Jan Kopecký, DrSc.

Anotace

Naše nedávné výsledky získané na myších naznačují možnost snížení obezity prostřednictvím adaptivního zvýšení netřesové termogeneze (NST) v kosterním svalstvu. Tento doktorský projekt se zaměřuje na charakterizaci: (i) role genetického pozadí myší na svalovou NST a její následný vliv na obezitu; (ii) mechanismů odpovědných za trvalé nastavení hladin svalové NST během kritického časového okna krátce po narození, jak naznačují naše nepublikované výsledky; a (iii) in vitro účinků kandidátních sloučenin na energetický výdej ve svalových satelitních buňkách odvozených od myší lišících se v kapacitě svalové NST. Projekt bude využívat: (i) dlouhodobé experimenty na myších s fenotypizací metabolismu celého těla in vivo; (ii) omické techniky a související analýzy dat; a (iii) aplikaci bioanalytických metod in vitro. Tento výzkum prohloubí pochopení svalové NST a jejího potenciálu jako nového terapeutického cíle pro léčbu obezity. Zkoumáním genetických a vývojových faktorů ovlivňujících NST a testováním účinků vybraných sloučenin ve svalových buňkách může tento projekt připravit půdu pro inovativní zásahy proti obezitě. Projekt bude probíhat ve Fyziologickém ústavu AV ČR, přičemž celkový dohodnutý příjem bude garantován po dobu 4 let trvání projektu.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Petr Ježek, CSc.

Anotace

Nejdůležitější funkce beta-buněk pankreatu, tj. sekrece inzulinu, není stále dostatečně prozkoumána, co se týče molekulárních mechanismů. V naší laboratoři jsme objevili redoxní signály H2O2 jako esenciální pro sekreci inzulinu stimulovanou glukózou (NADPH oxidáza 4 je zdrojem) a mastnými kyselinami (mitochondrie jsou zdrojem). Nejsou však známy detailně všechny metabolické dráhy doprovázející stimulanty sekrece inzulinu (sekretagogy) včetně rozvětvených aminokyselin aj. Proto vyvíjíme mitochondriální metabolomiku a proteomiku po magnetické separaci mitochondrií beta buněk s HLA antigenem exprimovaným na povrchu vnější mitochondriální membrány transgenních myší. Pomocí 13C-metabolitů prozkoumáme metabolické dráhy při sekreci inzulinu i simulacích diabetické patogeneze. Určíme zdroje superoxidu/ H2O2 a stanovíme práh a podmínky lipotoxicity. Viz reference doi: 10.1016/j.redox.2024.103283 a doi: 10.2337/db19-1130.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Katarína Smolková, Ph.D.

Anotace

Inhibice nebo disfunkce mitochondriálního metabolismu v netukových tkáních indukuje syntézu triglyceridů (TG) a akumulaci lipidových kapének (LD) tím, že inhibuje import mastných kyselin (MK) do mitochondrií (Gotvaldová et al 2024, PMID: 38532464). Jedná se o mechanismus, kterým se buňka bráni potenciálně lipotoxickým účinkům oxidace FA. Předmětem naší studie je prozkoumat mechanismy regulující distribuci MK mezi oxidací a syntézou TG a jejich vliv na poškození mitochondrií. Využijeme buněčný knockout DGAT1, který je částečně deficientní v syntéze TG, a také knockout mitochondriálního enzymu CRAT, který je schopen indukovat pankreatickou tumorigenezi prostřednictvím epigenetických regulací. V tomto projektu chceme identifikovat lipotoxické molekuly zodpovědné za poškození mitochondrií, které ovlivňují jejich funkci a potažmo přežití buněk. Pomocí multi-omických přístupů chceme ukázat metabolické a genetické znaky spojené s lipotoxickým poškozením mitochondrií. Zaměříme se také na posttranslační modifikace v knockoutovaných modelech. Cílem projektu je identifikovat mechanismy komunikace mezi buněčnými kompartmenty, konkrétně mitochondriemi, peroxizomy a LD, se zaměřením na dynamiku MK v těchto organelách. Naše práce by měla propojit mitochondriálních oxidačních procesy s anabolickým metabolismem a odhalit další mechanismy metabolické signalizace v nádorových buňkách.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Petr Ježek, CSc.

Anotace

Přesné metody měření hmotnosti a funkce beta-buněk pankreatu in vivo jsou nezbytné pro lepší pochopení patogeneze diabetu, jenž je podmíněn nedostatkem pankreatických beta-buněk, a pro vývoj nových možností léčby. Proto vyvineme paramagnetické světlo-konvertující nanočástice (UCNPs) povlečené polymery a konjugované s GLP-1 ligandy (GLP-1 peptidy, liraglutid či agonist 3), abychom zacílili a monitorovali hmotu ?-buněk magnetickým rezonančním zobrazováním (MRI) a luminiscencí. Nově vyvinuté UCNPs budou optimalizovány co do velikosti tak, aby pronikaly do krevních kapilár nativních a transplantovaných pankreatických ostrůvků a umožnily jejich dlouhodobé sledování. Ultramalé UCNPs (5 nm) budou sloužit jako kontrastní látka pro elektronovou mikroskopii k vizualizaci a počítání mtDNA nukleoidů v beta-buňkách, jejichž počet bývá u diabetu snížen. Specifičnost, bezpečnost a účinnost všech vyvinutých UCNPs bude ověřena na modelech in vitro a in vivo pomocí multimodálního zobrazování zahrnujícího luminiscenci, MRI a elektronovou mikroskopii. Viz reference doi: 10.1021/acsami.2c04274.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	MUDr. Lucie Bačáková, CSc.

Anotace

Vaskularizace tkáňových náhrad a modelů je zcela klíčovou záležitostí v tkáňovém inženýrství, neboť v případě tkáňových náhrad zajišťuje jejich dlouhodobou životaschopnost po implantaci příjemci, a v případě tkáňových modelů (majících v moderní vědě 21. století nahradit či alespoň významně omezit používání laboratorních zvířat), jejich adekvátní morfologii a funkci. Bohužel ani v moderním tkáňovém inženýrství není vaskularizace tkáňových konstruktů uspokojivě vyřešena. Je známo, že v trojrozměrných (3D) systémech buněčných kultur, zejména v systémech založených na hydrogelech, vytvářejí endotelové a mezenchymální kmenové buňky (MSC) spontánně pomocí „self-assembly“ duté tubulární struktury podobné kapilárám (doi: 10.33549/physiolres.935294; doi: 10.1016/j.biotechadv.2018.03.011). Proto budeme v této práci optimalizovat hydrogely z přirozených polymerů (např. kolagen, fibrin) a zejména z polymerů syntetických (např. PEO či Pluronic, funkcionalizované adhezními oligopeptidy, např. RGD) pro tvorbu pre-kapilár z MSC tukové tkáně, kostní dřeně či Whartonova rosolu pupečníku a cévních endotelových buněk. Diferenciace kmenových buněk do buněk požadované tkáně (např. směrem k adipocytům, osteoblastům či hladkým svalovým buňkám cévní stěny) však často tvorbu pre-kapilár narušuje (doi: 10.1089/ten.tea.2020.0330). Proto budeme hledat správné načasování této diferenciace (např. již před vytvořením pre-kapilár), vhodné složení kultivačního média (tj. vhodný poměr vaskulogenního a diferenciačního média), jakož i vhodný poměr kmenových a endotelových buněk. V neposlední řadě zajistíme i vhodné mechanické vlastnosti konstruktu, např. vyztužením nanočásticemi, které budou zároveň uvolňovat růstové a diferenciační faktory (doi: doi: 10.3390/ijms24065692).

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Ondřej Kuda, Ph.D.

Anotace

Tento doktorandský projekt zkoumá přesměrování lipidových metabolických drah u karcinomů pomocí integrativního přístupu kombinujícího metabolomiku, fluxomiku, metabolické inženýrství a in silico modelování. Cílem výzkumu je dekonvoluce komplexních lipidových metabolických drah pomocí analýzy metabolických toků a studií se stabilními izotopovými tracery, podpořených postupy pro zpracování dat založenými na Pythonu a výpočetním modelování. Studie zahrnuje experimentální práci, včetně modelů nádorových buněčných kultur a myších modelů in vivo, s cílem ověřit predikované dráhy a kvantifikovat metabolické toky za fyziologických a patologických podmínek. Přístupy strojového učení pomohou při objevování biomarkerů a předvídání metabolických zranitelností, což nabídne vhled do mechanismů řídících progresi karcinomů a potenciálních terapeutických cílů. Tento interdisciplinární projekt propojuje výpočetní biologii, biochemii a experimentální výzkum rakoviny a přispívá k našemu porozumění metabolismu lipidů a vývoji přesných strategií pro metabolické inženýrství a terapii rakoviny. Práce bude probíhat v FGÚ AV ČR. Práce je finančně zajištěna materiálně i úvazkem.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Petr Ježek, CSc.

Anotace

3D nanoskopie dosud nebyla s to postihnout morfologii mitochondriálních krist a nukleoidů (proteinových komplexů s mtDNA). Vyvineme nové metodiky 3D superrezoluční mikroskopie na prototypu 3D mikroskopu firmy Vutara (dnes součást firmy Bruker) pro stochastickou mikroskopii PALM a dSTORM s rozlišením xy 25 nm a z 50 nm. Zavedeme nové typy analýz 3D obrazu reflektující nm změny v morfologii krist a 3D-redistribuci proteinů ovlivňujících mitochondriální kristy za normálních či patologických stavů (diabetes). Pro analýzu 3D obrazů vyvineme nové postupy založené na využití Ripleyho K-funkce a Delaunay algoritmu. Rozvineme také 3D imunocytochemii typu dSTORM s tzv. nanobodies a FRETem excitovaný PALM/dSTORM. Zahájíme novou generaci superrezoluční 3D mikroskopie. Analogicky prostudujeme nukleoidy mitochondriální DNA při zvýšené či snížené biogenezi (fyziologické, patologické), při jejich dělení zejména vlastní metodou mitoFISH nanoskopie pro počítání tzv. D-loops (počátků replikace mtDNA). Uměle nastavíme velikost nukleoidů či jejich obsah mtDNA. Využijeme též STED mikroskopie. Získáme tak nové protokoly pro 3D nanoskopii a zkombinujeme molekulární biologii a fyziologii buňky s nejmodernější 3D superrezoluční mikroskopií. Molekulární biologii zajistí pracovníci odd. 75 FgÚ AV ČR, v.v.i. Viz. Ref. doi: 10.1089/ars.2022.0173.

Laboratoř anorganických materiálů

Garantující pracoviště:	Laboratoř anorganických materiálů
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Richard Pokorný, Ph.D.

Anotace

Hlavním cílem práce je analýza jednoho z kritických procesů při přeměně kmene, a to vývinem a kolapsem primární pěny na rozhraní kmen-tavenina. Primární pěna, která působí jako izolační vrstva zabraňující přenosu tepla do reagujícího kmene, je výsledkem mnoha různých reakcí uvolňujících plyny, které jsou zachyceny ve vrstvě primární taveniny na rozhraní kmene a skla. Bude studována morfologie pěny a chemické reakce uvolňující plyny.

Garantující pracoviště:	Laboratoř anorganických materiálů
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jaroslav Kloužek, CSc.

Anotace

Analýza dějů v průběhu vitrifikačního procesu je prováděna s využitím matematického modelu, jehož vstupní data modelu jsou získávána souborem experimentálních metod zahrnujícím vysokoteplotní sledování tavicích procesů, analýzu uvolněných plynů, termickou analýzu a stanovení oxidačně redukční rovnováhy v taveninách.

Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. RNDr. Pavla Bojarová, Ph.D.

Anotace

Chitin je druhým nejrozšířenějším polymerem v přírodě. Částečnou deacetylací chitinu vzniká chitosan, lineární polymer složený převážně z glukosaminových jednotek (GlcN) a minoritně z N-acetylglukosaminových jednotek (GlcNAc) spojených ?(1?4) glykosidovými vazbami. Chitosan je biokompatibilní, a proto jej lze s výhodou použít v různých biologických a biomedicínských aplikacích. Pro mnoho biologických aplikací je výhodné pracovat s kratšími řetězci chitosanu, tzv. chitooligosacharidy (COS). COS jsou již desítky let intenzivně zkoumány v oblasti medicíny, farmacie, textilního průmyslu, potravinářství nebo zemědělství. Navzdory jejich ohromnému potenciálnímu využití se ve většině studií používají špatně charakterizované heterogenní směsi z důvodu nedostupnosti dobře definovaných COS. Práce bude zaměřena na přípravu autentických, čistých a plně strukturně charakterizovaných COS a chitosanů a jejich analýzu. Definované COS budou následně využity jako nosiče pro multivalentní prezentaci bioaktivních sacharidů a budou studovány jejich bioaktivity, zejména v biologických testech s lektiny.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Kateřina Valentová, Ph.D.

Anotace

Flavonoidy jsou složky rostlinné potravy, o kterých je známo, že jsou intenzivně metabolizovány ve střevech a interagují s a ovlivňují složení střevního mikrobiomu. Flavonoidy také podléhají rychlé biotransformaci ve fázi II, přičemž se tvoří především odpovídající sulfáty a glukuronidy. Biotransformace polyfenolů střevní mikrobiotou vede také ke štěpení C-kruhu a tvorbě jednoduchých fenolových látek. Cílem tohoto doktorského projektu je optimalizace chemoenzymatických metod pro syntézu knihovny přírodních flavonoidů (myricetin, luteolin, kempferol, naringenin, kyselina hydroxyfenyloctová a kyselina hydroxyfenylpropionová) a jejich metabolitů (sulfáty, glukuronidy a depsidy). K tomuto účelu se používají přirozené a mutantní enzymy z bakteriálních a plísňových zdrojů (arylsulfotransferasy, glukosidasy, glukuronidasy, kvercetinasy). Tyto enzymy budou exprimovány v mikrobiálních expresních systémech (E. coli, P. pastoris), charakterizovány a optimalizovány pro syntézu požadovaných metabolitů. Sloučeniny se pak využijí jako standardy pro metabolické studie prováděné ve spolupráci s našimi partnerskými laboratořemi.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Mikrobiologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Vladimir Havlicek, Dr.

Anotace

Infekce centrálního nervového systému způsobují akutní změny psychických a fyzických funkcí mozku, které vedou k chronickému poškození kognitivních, paměťových a motorických schopností. Tyto změny souvisejí se změnami v mozkové neuronální signalizaci ve vnímavých oblastech mozku. Cílem postgraduálního studia je využít zobrazování pomocí matricové laserové desorpce/ionizace s hmotnostní spektrometrií a vysoce multiplexním zobrazováním pomocí hmotnostní spektrometrie založené na imunohistochemii k analýze a kvantifikaci molekulárních interakcí mezi hostitelem a patogenem v případech neuroaspergilózy způsobené druhem Aspergillus fumigatus a pneumokokové meningitidy způsobené Streptococcus pneumoniae. Doktorand(ka) určí optimální mechanismus přenosu mikrobiálních sekundárních metabolitů, jako jsou toxiny a molekuly quorum sensing, přes hematoencefalickou bariéru. Ve studii bude analyzovat vliv mikrobiálních metabolitů na neurotransmiterovou signalizaci, konkrétně prostřednictvím dopaminergní a glutamátergní dráhy, v kriticky postižených oblastech mozku. Kandidátními biomarkery bude úspěšně diagnostikovat infekce CNS ve vzorcích lidského mozkomíšního moku na základě molekulárního otisku hostitel-patogen.

Garantující pracoviště:	Ústav biotechnologie Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biotechnologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Andrea Palyzová, Ph.D.

Anotace

Rostoucí antibiotická rezistence vyústí globálně v roce 2050 k 10 milionům úmrtí ročně. Cílený návrh quorum-quenching (QQ) enzymů, negativně ovlivňující komunikační proces u gram-negativních bakterií vedoucí k tvorbě biofilmu, tzv. quorum sensing (QS) proces, představuje chytrou strategii, jak s touto hrozbou účinně bojovat. Konstrukce a příprava modifikovaných proteinů ze skupiny Ntn-hydroláz (např. ecPGA izolovaných z Escherichia coli) pomocí geneticky-molekulárních technik (RF cloning, PCR-based methods, CRISPR/Cas technology) a biotechnologických strategií (scale up proces, His tag purifikace) povede k vytvoření unikátního QQ enzymu s požadovanými vlastnostmi pro specifickou vazbu k širšímu spektru HSL molekul (3-oxo-C12-HSL, C8-HSL, C6-HSL, C4-HSL). Navržené modifikované enzymy budou použity v in vitro interakcích s vybranými HSL molekulami a bude sledována jejich degradační aktivita. Degradační účinnost bude dále testována v biologickém modelu při vývoji a maturaci biofilmu u významných HSL-dependentních gram-negativních patogenů Pseudomonas aerugonosa, Klebsiella pneumoniae and Aeromonas veronii. Morfologie biofilmu bude analyzována pomocí elektronové mikroskopie, zatímco profil signálních molekul syntetizovaných v bakteriální populaci bude důkladně prozkoumán pomocí kapalinové chromatografie s tandemovou hmotnostní spektrometrií. Projekt prozkoumá a zvýší biotechnologický potenciál těchto QQ enzymů působit jako alternativa a doplněk ke konvenčním antibiotickým terapiím a činidlům pro lékařské a průmyslové využití v boji proti tvorbě biofilmu.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. RNDr. Pavla Bojarová, Ph.D.

Anotace

Chitooligomery jsou ?-1-4-vázané oligosacharidy složené z jednotek N-acetylglukosaminu a glukosaminu a jejich biologická aktivita závisí zejména na jejich stupni polymerace, stupni acetylace a acetylačním vzorci. Chitooligomery jsou známé svou schopností vzbudit imunitní odpověď rostlin, dají se tak využít jako přírodní látky chránící plodiny před mikrobiálními škůdci. Tento doktorský projekt bude zaměřen na efektivní enzymovou přípravu chitooligomerů s různými stupni polymerace a acetylace, žádané a dosud nedostupné jsou zejména chitooligomery se stupni polymerace 6-10 a různými stupni acetylace. Pro tento účel budou využity mikrobiální přirozené i mutantní glykosidasy, zejména chitinasy a ?-N-acetylhexosaminidasy, a chitindeacetylasy z bakteriálních a fungálních zdrojů. Tyto enzymy budou v rámci projektu exprimovány v mikrobiálních expresních systémech (E. coli, P. pastoris), charakterizovány a optimalizovány pro syntézu žádaných chitooligomerů. Biologické aktivity připravených chitooligomerů zejména vzhledem k ochraně rostlin před škůdci budou testovány ve spolupráci s českými i zahraničními partnery laboratoře.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Leoš Valášek, Ph.D.

Anotace

Eukaryotic cells have evolved several mechanisms to cope with various environmental stressors. These include a complex signaling pathway referred to as the Integrated Stress Response (ISR) leading cells towards adaptation or death. Whereas its external triggers are oxygen, nutrient deprivation or viral infections, the main internal stressor is the accumulation of unfolded proteins in the lumen of the endoplasmic reticulum (ER). Importantly, the ISR can also be induced by activation of oncogenes. The response is “integrated” as all stress signals are transduced by a family of four serine/threonine kinases and converge into a single event which is the phosphorylation of the ? subunit of eukaryotic translation initiation factor 2 (eIF2?). We have carried out a comprehensive screen to identify what mRNAs and lncRNAs are translated under normal conditions versus acute or chronic (pro-apoptotic) ISR. The aim of the proposed project is to select key mRNAs and investigate the molecular mechanism of their specialized translation, as well as the role of their protein products under given stress conditions.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Mikrobiologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Vladimir Havlicek, Dr.

Anotace

Disertační téma si klade za cíle studovat, vzájemně porovnat a s relativně nízkými náklady vytěžit metabolismus intracelulárních patogenů uvnitř hostitelských buněk. Během spolupráce se Stanford University bude doktorand(ka) řešit pět intracelulárně orientovaných diagnostických problematik současnosti. Díky této spolupráci bude mít možnost pracovat s izogenními kmeny, tedy vždy bude mít hostitelské systémy s velmi podobnou metabolomickou a identickou genetickou výbavou hostitele. Všechny směry intracelulárního výzkumu mají nejvyšší společenskou důležitost a zahrnují endemickou houbu Coccidioides immitis, Pf4 bakteriofág v gramnegativní bakterii Pseudomonas aeruginosa, polymykovirus AfPmV-1 ve vláknité houbě Aspergillus fumigatus, a betaproteobakterii Mycetohabitans endofungorum, která je intracelulárním symbiontem vláknité houby Rhizopus microsporus. Doktorand(ka) může přispět i k řešení nové diagnostiky Mycobacterium tuberculosis v savčích buňkách. K řešení problematiky bude využito portfolio tzv. Infekční metalomiky, tedy souboru závislých technik hmotnostní spektrometrie, separací a výpočetní techniky.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Vladimír Křen, DrSc.

Anotace

Alzheimerova choroba (AD) představuje závažnou zdravotní a socioekonomickou výzvu. Tento projekt si klade za cíl vyvinout inovativní terapeutické přístupy zaměřené na více cílů prostřednictvím vývoje duálních/hybridních látek. Tyto látky budou kombinovat optimalizované inhibitory O-N-acetyl-?-D-glucosaminidasy (OGA) a inhibitory acetylcholinesterasy (AChE) za použití kovalentní konjugace prostřednictvím optimalizovaného linkeru. Zaměření na oba klíčové biologické receptory, které se podílejí na progresi AD, nabízí potenciál pro efektivnější terapii. Studie zahrne hodnocení karbacyklických glykomimetik vytvořených v rámci česko-rakousko-chorvatské spolupráce, včetně testování jejich průchodnosti hematoencefalickou bariérou (HEB) pomocí statických a dynamických modelů, zvýšení O-GlcNAcylace a snížení hyperfosforylace Tau-proteinu. Součástí výzkumu budou i pokročilé modely lidské AD, jako mozkové organoidy, a in vivo testování účinnosti v tauopatických myších modelech ve spolupráci s Ústavem experimentální medicíny AVČR. Projekt propojuje špičkový výzkum s praktickým uplatněním a nabízí jedinečnou příležitost k zapojení do multidisciplinárního týmu.

Garantující pracoviště:	Ústav biotechnologie Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biotechnologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Andrea Palyzová, Ph.D.

Anotace

Významné pokroky v oblasti výzkumu lidského mikrobiomu vedly k objevu osídlení močových cest mikroorganismy. V současnosti bylo v moči identifikováno více než 500 bakteriálních druhů, což naznačuje významnou diverzitu mikrobiomu močového systému. V souvislosti s nárůstem znalostí o močovém mikrobiomu roste evidence signifikantních rozdílů ve složení mikrobiomu u zdravých jedinců a jedinců se strukturálním, případně funkčním onemocněním dolních močových cest. Hyperaktivní močový měchýř (OAB) je chronické onemocnění dysfunkce dolních močových cest postihující až 20 % populace, častěji ženy než muže, charakterizované náhlými a obtížně potlačitelnými urgencemi a urgentní inkontinencí s negativním dopadem na kvalitu života. Patofyziologie OAB je multifaktoriální, zahrnující poruchy nervové inervace, urotelové funkce, metabolický syndrom a další faktory. Standardní léčba OAB je většinou založená na změně životního stylu, behaviorální terapii a farmakoterapii, přičemž anticholinergika jsou považovány za hlavní terapeutické možnosti. Cílem této studie je korelace charakteristik močového mikrobiomu a metabolomu se závažností symptomů OAB a vyhodnocení změn močového mikrobiomu a metabolomu v odpovědi na léčebnou intervenci OAB. Do studie bude zařazeno 210 subjektů, z toho cca 60 se symptomy OAB a 150 zdravých kontrol. Kritériem pro zařazení do skupiny OAB bude přítomnost klinických obtíží, a jejich objektivní kvantifikace pomocí skore dorazníku OAB-V8 a hladina hostitelského nervového růstového faktoru (NGF), který je považován za jeden z laboratorních markerů OAB. Pro analýzu mikrobiomu budou použity standardní molekulární techniky izolace a purifikace DNA, amplifikace pomocí PCR a sekvenace metodou masivního paralelního sekvenování na platformě Illumina MiSeq doplněnou bioinformatickou analýzou. Vedle mikrobiálního zastoupení budou klíčovým spojením s daným stavem i molekulární mechanismy na úrovni identifikace specifických nízkomolekulárních metabolitů. Necílenou metabolomikou přistoupíme ke komplexnímu profilování molekul a semikvantitativně stanovíme hladiny unikátních metabolitů. Poskytneme tak nové poznatky o biochemických funkcích detekovaných metabolitů spojených s OAB a identifikujeme případně vhodné biomarkery spojené s vývojem tohoto onemocnění.

Ústav analytické chemie

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Vladimír Setnička, Ph.D.

Anotace

Mezi závažná onemocnění trávicí soustavy patří například karcinomy jater, jícnu, žaludku, slinivky, střev a konečníku. Časná diagnostika mnohých z nich je však v současné době velmi omezená a konvenční klinické přístupy nedosahují požadované spolehlivosti. Tato práce se zaměřuje na hledání nových cest využívajících pokročilé spektroskopické metody (především vibrační a chiroptické spektroskopie) při analýze krevních derivátů (typicky krevní plazmy z tekuté biopsie) pacientů a kontrolních jedinců pro identifikaci nových diagnostických markerů těchto onemocnění. Spektroskopické, případně omické, přístupy jsou navíc velmi šetrné pro pacienta. Práce bude realizována ve spolupráci se špičkovými klinickými pracovišti pražských fakultních nemocnic.

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. RNDr. David Sýkora

Anotace

Obezita nebo naopak anorexie představuje vážný zdravotní problém. Jednou ze skupin potenciálních léčiv jsou vybrané lipopeptidy, ale i další nízkomolekulární látky interagující se specifickými receptory. Vývoj uvedených potenciálních léčiv je spojen s využitím pokročilých separačních technik. V této práci bude aplikována kapalinová chromatografie v kombinaci s hmotnostní spektromerií (LC-MS) pro sledování osudu uvedených látek v živém organismu.

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Vladimír Setnička, Ph.D.

Anotace

Metody vibrační spektroskopie (především Ramanova a infračervená) patří mezi účinné nástroje strukturní analýzy a stále častěji je studován jejich potenciál v oblasti klinické diagnostiky některých závažných onemocnění (nádorových či neurodegenerativních). Předmětem této disertační práce bude vývoj instrumentace a algoritmů umožňujících chemickou analýzu tkání s cílem nalézt spolehlivé spektrální markery pro diagnostiku některých závažných onemocnění, například karcinomu tlustého střeva či karcinomu plic. V součinnosti s klinickými pracovišti (např. Všeobecnou fakultní nemocnicí Praha) budou testovány unikátní Ramanovy mikrosondy, které by umožnily in vivo analýzu tkáňových vzorků bez nutnosti jejich odběru. Rovněž budou analyzovány tkáňové vzorky z biopsií.

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Vladimír Setnička, Ph.D.

Anotace

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Michael Volný, Ph.D.

Anotace

Nabohacování analytů, někdy nazývané prekoncentrace, se jako koncept v moderní analytické chemii objevilo tehdy, když začaly růst požadavky na stanovení látek s extrémně nízkými koncentracemi. Nabohacení je proces, při kterém je cílový analyt navázán prostřednictvím specifické interakce k povrchu pevného nosiče (typicky ve formě kolony/špičky, kuliček nebo planárního povrchu), zatímco jiné sloučeniny přítomné ve vzorku nemají tuto schopnost a vážou se pouze nespecificky s omezenou vazebnou kapacitou. Následně po promytí povrchu se koncentrace analytu relativně zvýší ve srovnání s jinými složkami vzorku, které neinteragovaly dostatečně silně s povrchem a byly tedy vymyty během čistícího kroku vhodným rozpouštědlem nebo pufrem. Analyt, který zůstal na povrchu, je poté uvolněn (eluován) zpět do roztoku nebo detekován přímo na povrchu. V obou případech proces obohacování zlepšuje parametry následné chemické analýzy. Tato disertační práce bude zkoumat manipulaci s ionty při atmosférickém tlaku a jejich využití pro unikátní povrchové modifikace použitelné jako substráty pro obohacování a afinitní chemii. Získané poznatky budou transformovány do nástrojů použitelných v bioanalytické hmotnostní spektrometrii. Povrchových modifikací bude dosaženo interakcemi povrchu s desolvatovanými intaktními ionty produkovanými elektrosprejovou ionizací, což je experiment často označovaný jako měkké nebo reaktivní přistávání iontů (ion soft nebo ion reactive landing). Cílem je vývoj metod povrchové modifikace, kterých nelze dosáhnout běžnou chemií na mokré cestě v roztoku. Paleta použitých molekul bude velmi rozmanitá, od protilátek, imunoglobuliny vázajících a dalších afinitních proteinů až po aptamery a organická chelatační činidla. Molekuly takto imobilizované na površích pomocí měkkého přistávání iontů vytvoří afinitní nástroje pro řešení různých úloh bioanalytické chemie. Bylo ukázáno, že měkké přistávání iontů pro modifikaci povrchů je velmi výhodné, protože je možné jej použít i na relativně inertní povrchy, včetně například nerezové oceli, bez mezivrstvy, která je potřebná pro tradiční imobilizaci biomolekul mokrou cestou. Výsledkem je, že afinitní povrchy připravené měkkým přistáváním iontů méně trpí nespecifickou vazbou jiných molekul z matrice vzorku. Část práce bude zaměřena na vývoj nové aparatury pro měkké přistávání iontů za atmosférického nebo sníženého tlaku. Aplikace budou zaměřeny na přípravu afinitních čipů schopných vázat velmi široké spektrum analytů, od malých molekul přes peptidy a proteiny až po molekuly oligonukleotidů. Například je plán zaměřit se na hledání nových farmaceutických polutantů v odpadních vodách nebo na výzkum vazby terapeutických oligonukleotidů na aptamerové čipy připravené touto metodou. Konečným cílem práce je vývoj automatizované analytické platformy založené na afinitních čipových polích. Budoucí absolvent se naučí různé analytické pracovní postupy založené na hmotnostní spektrometrii, afinitní metody a aspekty fyzikální chemie zapojené do procesu měkkého přistávání iontů.

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Michael Volný, Ph.D.

Anotace

Cílem projektu je lépe porozumět technikám ionizace za atmosférického tlaku a prozkoumat jevy, které mohou vést ke zlepšení různých ionizačních zařízení. Ionizace představuje klíčový krok v molekulární hmotnostní spektrometrii, která typicky trpí nízkou efektivitou způsobenou ztrátami molekul analytu, jež unikají detekci ve formě, kterou hmotnostní spektrometry nemohou využít (vícenásobně nabité mikrokapičky, klastry, neutrální molekuly). Odhaduje se, že u většiny ionizačních technik je méně než 0,1 % analytu přeměněno na analyticky využitelné ionty, které mohou být transportovány přes iontový zdroj a první vakuovou oblast dále do hmotnostního spektrometru a být analyzovány. Jinými slovy, 99,9 % molekul analytu nedosáhne nízkotlaké oblasti hmotnostního spektrometru. To představuje historicky hlavní omezení ve zlepšování analytických parametrů hmotnostní spektrometrie. Známou výjimkou z tohoto omezení jsou nanospreje, které využívají extrémně nízký průtok kapalné fáze, a některé varianty ambientní ionizace, jež však bývají příliš selektivní pro analyty. Tento projekt bude zaměřen na zlepšení způsobů manipulace s ionty za atmosférického tlaku, které budou využity pro konstrukci ambientního iontového zdroje pro screeningové aplikace a pro vývoj mikrofluidních čipů spojených s hmotnostním spektrometrem. Tyto čipy by mohly profitovat ze sníženého množství rozpouštědla, jež je nutné odpařit v iontovém zdroji. Ve spolupráci s partnerskou laboratoří bude část projektu zaměřena na simulaci procesů ve vyhřívaném elektrospreji s vysokým průtokem. Získané informace budou využity pro zlepšení účinnosti přenosu iontů v tradičních vyhřívaných elektrosprejových iontových zdrojích používaných například při LC-MS/MS kvantifikaci. Cílem této disertační práce je vyvinout nové ionizační zařízení a použít jej k řešení reálných analytických problémů s využitím současných pracovních postupů hmotnostní spektrometrie. Proto bude potenciální zlepšení demonstrováno na aktuálně běžných analytických úlohách (např. peptidech, pesticidech, nitroso kontaminantech). Budoucí absolvent se seznámí s moderní hmotnostní spektrometrií, ionizací za atmosférického tlaku, LC-MS analýzami a fyzikální chemií související s fungováním iontových zdrojů.

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. RNDr. Štěpán Urban, CSc.

Anotace

Detailní chemická analýza (GCxGC/MS) lidského pachu odebrána od pacientů mající Parkinsonovu nebo Alzheimerovu chorobu bude pomocí pokročilých statistických metod porovnána s obdobnými chromatogramy pachu dobrovolníků, kteří tyto choroby nemají. Z těchto korelací budou identifikovány příznaky těchto nemocí v lidském pachu, tak aby mohla být prováděna neinvazivní diagnostika těchto nemocí. Tato pionýrská práce bude prováděna ve spolupráci s Psychiatrickou klinikou 1LF UK (doc. Anders).

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. RNDr. Štěpán Urban, CSc.

Anotace

Podrobná chemická analýza (GCxGC/MS) pachu pacientů mající rakovinu prsů bude prostřednictvím pokročilých statistických metod porovnána s obdobnými chromatogramy pachu zdravých dobrovolníků. Ze získaných korelací budou identifikovány příznaky těchto nemocí v pachu, tak aby mohla být prováděna neinvazivní diagnostika těchto nemocí. Tato pionýrská studie bude prováděna ve spolupráci s Protonovým centrem nemocnice na Bulovce (doc. Kubeš).

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. RNDr. Štěpán Urban, CSc.

Anotace

Podrobná chemická analýza (GCxGC/MS) pachu pacientů mající rakovinu tlustého střeva bude komparována prostřednictvím pokročilých statistických metod bude porovnána s pachovými chromatogramy zdravých dobrovolníků. Ze získaných korelací budou identifikovány příznaky těchto nemocí v pachu, tak aby mohla být v budoucnu prováděna neinvazivní diagnostika těchto nemocí. Tato pionýrská studie bude prováděna ve spolupráci s gastroenterologickou ordinací (doc. MUDr. Petr Janíček) na poliklinice v Bechyňově ulici v Praze 6.

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Bohumil Dolenský, Ph.D.

Anotace

Cílem práce je připravit chemické selektory (např. deriváty Trögerových bází či kalix[n]fyrinů) a studovat jejich funkčnost v roztoku. Nalezené funkční selektory následně kovalentně připojit k různým pevným povrchům (např. silikagel, SiC, nanodiamanty, grafen, kopolymery) a studovat funkčnost a využitelnost připravených materiálů pro separaci látek a/nebo pro konstrukci chemických senzorů.

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. RNDr. Štěpán Urban, CSc.

Anotace

V práci budou vybrány molekuly, které byly pozorovány v mezihvězdném prostoru v relativně největších koncentracích. K těmto molekulám budou vypočteny pomocí kvantové chemie odhady rotačních konstant pro molekuly izotopologů těchto sloučenin obsahující izotopy 15N, 13C, 33S, D atp. Na základě těchto postupně zpřesňovaných odhadů budou identifikovány rotační přechody příslušných izotopologů v reálných laboratorních vzorcích vybraných mezihvězdných molekul, které byly při syntéze obohaceny o příslušné izotopy. Výsledkem práce budou pionýrská měření mikrovlnných spekter izotopologů molekul přítomných v mezihvězdném prostoru.

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Jan Sýkora, Ph.D.

Anotace

Hlavním cílem práce je identifikace zdrojů znečištění ovzduší na základě analýzy organických látek v reálném atmosférickém aerosolu pomocí NMR spektroskopie. Dílčími cíly jsou osvojení si protokolů pro přípravu vzorků a vlastního měření pomocí NMR spektroskopie, vyhodnocování spekter pomocí interní databáze standardů a následné analýzy získaných dat pomocí pokročilých statistických metod.

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Vladimír Setnička, Ph.D.

Anotace

Práce je zaměřena na vývoj metod strukturní analýzy farmaceuticky významných a psychoaktivních molekul a nových nástrojů pro odhalování drog a padělků léčiv s využitím metod vibrační (infračervené a Ramanovy) a chiroptické (cirkulární dichroismus, Ramanova optická aktivita) spektroskopie. Student bude analyzovat nejen čisté látky (mnohdy chirální povahy), ale též reálné vzorky ze záchytů, především z oblasti anabolických steroidů, disociativních anestetik a syntetických drog. Budou též sledovány specifické projevy přítomnosti chirálních nečistot a matric. Analýza struktury a interpretace spekter bude podpořena metodami molekulárního modelování. Práce bude realizována ve spolupráci s Kriminalistickým ústavem Policie České republiky a za podpory grantových projektů Ministerstva vnitra ČR.

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Tereza Uhlíková, Ph.D.

Anotace

Přechody mezi energetickými hladinami v atomu či molekule probíhají podle určitých pravidel. Při první aproximaci je možné použít výběrových pravidel, např. že spin výchozí i konečné energetické hladiny musím být stejný. Pokud jsou výběrová pravidla porušena, přechod můžeme nazvat zakázaným. Vesmír jako chemická laboratoř poskytuje nepřeberné množství chemických reakcí a fyzikálních prostředí, které v pozemských podmínkách není snadné připravit. Například díky velmi vysokému vakuu, tedy malé pravděpodobnosti srážek mezi molekulami, dvakrát ionizovaný kyslík září v zelené barvě. Tento přechod byl dříve považován za identifikaci nového prvku zvaného Nebulium. Na základě pozorovatelných „zakázaných“přechodů lze usuzovat na chemicko-fyzikální vlastnosti prostředí, kde daný přechod vzniká – tedy ve vzdáleném vesmíru, ale i v zemské atmosféře nebo atmosférách jiných planet. Cílem práce je pomocí ab inito kvantově chemických metod studovat vliv fotochemických reakcí, elektrického a magnetického pole na profil a intenzitu málo pravděpodobných přechodů v malých molekulách. Na základě změn dále usuzovat na chemicko-fyzikální vlastnosti vzdáleného prostředí (remote sensoring).

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Tereza Uhlíková, Ph.D.

Anotace

Je známo, že různé polymorfy jedné léčivé složky mohou mít různé léčivé účinky. Druh polymorfu, který vykrystalizuje do stabilní třídimensionální struktury, určují zejména slabé mezimolekulové interakce. Krystalizace je velice citlivý proces a reaguje i na velmi malé množství příměsí. Cílem práce je na základě molekulového modelování a kvantově-chemických výpočtů se pokusit odhalit vliv pomocných látek v léčivech na polymorfní strukturu lěčivé látky prostřednictvím modelování vibračního spektra v terahertzové frekvenční oblasti (Thz). V této frekvenční oblasti se právě objevují pásy mezimolekulových vibrací a různé polymorfy zde poskytují různá spektra.

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Tereza Uhlíková, Ph.D.

Anotace

Nukleární magnetická resonance (NMR) je stále se dynamicky vyvíjející obor spektroskopie, se kterým se můžeme setkat nejen v lékařství. Posun poloh signálů v NMR spektrech může být způsoben mnoha faktory. Kromě obecně známého stínění, tak například princip chemického posunu v závislosti na teplotě je zcela neobjasněný, přesto, že je měřitelný. Cílem práce je na základě molekulového modelování a kvantově-chemických výpočtů se pokusit odhalit fyzikálně-chemickou podstatu pozorovaných změn, a využít jich pro interpretaci změn v kovalentní i nekovalentní chemické struktuře studovaných molekul a jejich komplexů s molekulami rozpouštědla.

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. RNDr. Štěpán Urban, CSc.

Anotace

Stáří různých částí vesmíru v časové škále od Velkého třesku (Big Bang) bude založeno na porovnávání relativních koncentrací izotopologů mezihvězdných molekul v různých částech vesmíru. Mezihvězdná mikrovlnná spektra budou přebírána z databázi mikrovlnných super teleskopů (např. ALMA). Práce bude probíhat ve spolupráci s Astronomickým ústavem AV ČR (prof. Palouš a další), kteří budou konzultovat kosmologické otázky projektu.

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Michael Volný, Ph.D.

Anotace

Protein footprinting je významný nástroj pro strukturní charakterizaci proteinů a jejich komplexů, který umožňuje zkoumat konformační změny a vaznost ligandů pomocí určování dostupnosti rozpouštědla k páteři nebo postranním řetězcům molekuly proteinu. Porovnáním footprintu proteinu ve dvou různých strukturních stavech lze detekovat a interpretovat změny v topografii povrchu proteinu v kontextu dalších informací o struktuře. Tato disertační práce se zaměřuje na vývoj nové metody, která umožňuje zkoumání struktury proteinu prostřednictvím expozice molekuly proteinu singletovému kyslíku, známé reaktivní formě kyslíku. Singletový kyslík bude generován in situ za kontrolovaných podmínek s využitím fotodynamického efektu. Modifikace proteinu singletovým kyslíkem bude využita k objasnění struktury proteinů. Experimenty budou prováděny na nově zkonstruované aparatuře, kde bude singletový kyslík produkován ozářením a excitací rozpuštěné fotosenzibilizační sloučeniny diodovým laserem vhodné vlnové délky. Po krátké interakci singletového kyslíku s analyzovaným proteinem bude přebytečný singletový kyslík zhášen reaktivním činidlem, jako je methionin nebo azid sodný. Úroveň oxidace různých reaktivních míst na proteinu bude zkoumána analytickými přístupy v proteomice typu zdola nahoru (bottom-up) a shora dolů (top-down). Na základě informací z dostupné literatury se očekává, že aromatické aminokyseliny (tyrosin, tryptofan, arginin a fenylalanin), methionin a cystein by měly podléhat oxidaci. Z rozdílů v polohách a intenzitě oxidace budou určeny strukturní informace podobně jako u zavedených metod, jako je vodík-deuteriová výměna nebo kovalentní značení proteinů. Metoda bude rovněž použita v LC-MS/MS (SRM/MRM/PRM) analýze s izotopicky značenými vnitřními standardy pro absolutní kvantifikaci úrovně oxidace. Systém bude testován na modelových proteinech získaných z výzkumného centra Biocev. Důležitou součástí projektu je vývoj automatizovaného pracovního postupu, který umožní rychlý screening různých stavů proteinů. V rámci této instrumentální části bude navržena a postavena aparatura pro rychlé měření většího počtu vzorků. Budoucí absolvent se seznámí s moderní proteomikou založenou na hmotnostní spektrometrii (bottom-up a top-down), kvantifikací peptidů a strukturní analýzou proteinů.

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. RNDr. Štěpán Urban, CSc.

Anotace

Techniky spektroskopie cirkulárního dichroismu (CD) jsou známé v IČ a UF/VIS oblasti, kde umožňují získávat zásadní poznatky na hranici chemie, biologie a molekulové kvantové mechaniky, všude tam, kde různé enantiomorfní formy molekul hrají zásadní roli. Mikrovlnná spektroskopie je z tohoto pohledu dosud celosvětově téměř netknutá, ačkoliv může přinést zcela průlomové poznatky v astrofyzice a v diagnostice různých forem života ve vesmíru a jeho Cílem dizertační práce je připravit technický návrh a zahájení stavby unikátního mikrovlnného CD spektrometru na VŠCHT. Práce bude konzultována s experty z elektro-fakult VUT Brno a ČVUT Praha. Přístroj tohoto typu dosud nebyl na světě postaven.

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. RNDr. Ing. Pavel Řezanka, Ph.D.

Anotace

Tato dizertační práce se zabývá vývojem inovativního kolorimetrického senzoru určeného pro detekci gama záření. Cílem práce je navrhnout a optimalizovat senzor, který umožní spolehlivé měření intenzity gama záření prostřednictvím změny barvy. Práce zahrnuje vývoj materiálů citlivých na gama záření, jejich charakterizaci, a také testování a kalibraci finálního senzoru v reálných podmínkách. Výsledky této práce mohou přispět k pokroku v oblasti radiační bezpečnosti, monitorování životního prostředí a lékařské diagnostiky.

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. RNDr. Ing. Pavel Řezanka, Ph.D.

Anotace

Tato dizertační práce se zaměřuje na vývoj pokročilé metodologie pro sledování radionuklidů v životním prostředí a modelování jejich migrace. Cílem práce je vytvořit komplexní přístup, který zahrnuje identifikaci a kvantifikaci radionuklidů v různých složkách životního prostředí, jako jsou voda, půda a vzduch, a následné modelování jejich šíření. Práce zahrnuje optimalizaci analytických metod pro detekci radionuklidů a aplikaci numerických modelů pro predikci jejich pohybu v životním prostředí. Výsledky této práce mohou přispět k lepšímu porozumění environmentálním rizikům spojených s radionuklidy a k vývoji efektivních strategií pro jejich monitorování.

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Vladimír Setnička, Ph.D.

Anotace

Zatímco metody vibrační spektroskopie (především infračervená absorpce a Ramanova spektroskopie) jsou ve forenzní praxi dlouho etablovány, v případě chiroptické spektroskopie (cirkulární dichroismus a Ramanova optická aktivita) tomu tak není, přitom může přinést velmi cenné poznatky v případě studia a identifikace chirálních látek. Předmětem práce proto bude vývoj metod zaměřených především na chiroptickou spektroskopii pro analýzu forenzně významných látek a přípravků ze záchytů, zejména psychoaktivních látek a drog (například kathinonů, kanabinoidů), růstových hormonů (především peptidů), derivátů testosteronu a padělků léčivých přípravků (například Avanafilu), které se na černém trhu stále objevují v nových chemických modifikacích. Předmětem práce bude nejen vlastní experimentální spektroskopická analýza, ale též interpretace spekter a studium struktury těchto látek, včetně určení absolutní konfigurace, pomocí metod výpočetní chemie. Práce bude realizována za podpory grantových projektů bezpečnostního výzkumu Ministerstva vnitra ČR.

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. RNDr. David Sýkora

Anotace

Stacionární fáze hrají v kapalinové chromatografii zásadní roli. Přestože jich je mnoho komerčně dostupných, stále trvá zájem o sorbenty s novými vlastnostmi. Práce bude zaměřena na vývoj sorbentů na bázi silikagelu modifikovaném vhodnými nabitými ligandy, kdy jejich imobilizace bude využívat elektrostatickou interakci.

Garantující pracoviště:	Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Antonín Kaňa, Ph.D.

Anotace

Jednou z největších nevýhod analýzy vzorků technikou laserové ablace ve spojení s hmotnostní spektrometrií s indukčně vázaným plazmatem (LA-ICP-MS) je časová, a tím i finanční náročnost. V rámci dizertační práce bude vyvinuta metodika pro ultrarychlou analýzu vzorků s využitím pokročilých statistických modelů. Vyvíjená metodika bude zahrnovat celý proces analýzy, včetně kalibrace. Tato metodika bude součástí komplexní charakterizace biologických vzorků, která bude zahrnovat také rutinní stanovení celkového obsahu prvků a speciační analýzu.

Ústav analýzy potravin a výživy

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Darina Dvořáková, Ph.D.

Anotace

Tato disertační práce bude zaměřena na vývoj a optimalizaci analytických metod pro stanovení širokého spektra per- a polyfluoralkylovaných sloučenin (PFAS) v životním prostředí včetně potravin a pitné vody, které představují hlavní dietární zdroj expozice člověka. Práce se bude věnovat rozšíření stávajících metod o nové látky ze skupiny PFAS, případně implementaci nových postupů v analýze PFAS, jako je např. stanovení celkových oxidovatelných prekurzorů. V případě potravin bude pozornost zaměřena na komodity, jejichž monitoring vyžaduje aktuální doporučení Evropské komise (EU 2022/1431). Pro detekci látek bude využita technika kapalinové chromatografie ve spojení s (vysokorozlišovací) hmotnostní spektrometrií. Nové postupy budou následně aplikovány pro zhodnocení zátěže životního prostředí a k posouzení dietární expozice populace ČR těmto látkám. Práce poskytne nová data nezbytná pro hodnocení expozičních rizik různých skupin populace těmto látkám a také poskytne podklady pro implementaci nové evropské legislativy v následujících letech.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Vojtěch Hrbek, Ph.D.

Anotace

Práce by měla být zaměřena na využití necílené metabolomické analýzy s využitím pokročilých chromatografických metod ve spojení s hmotnostně spektrometrickou detekcí pro vývoj analytické strategie ke kontrole autenticity a odhalení falšování různých druhů koření, bylin a bylinných produktů. Cílem prací je i snaha o zjednodušení postupů a převedení necíleného analytického postupu na cílenou analýzu několika charakteristických látek a převeditelnost metody do běžné rutinní kontrolní praxe. V této souvislosti bude v navazujících experimentech kladen důraz i na zhodnocení chemické bezpečnosti analyzovaných produktů, a to zejména z hlediska obsahu reziduí pesticidů s případným doplnění analýzy obsahu i dalších kontaminantů, například mykotoxinů či rostlinných alkaloidů. V rámci širšího rámce této práce je možnost využití i jiné analytické techniky, například infračervené spektroskopie, či cílená analýza již známých markerů kvality a autenticity jednotlivých komodit, případně dalších cizorodých látek s negativním efektem na lidské zdraví.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.

Anotace

Doktorská práce bude zaměřena na komplexní charakterizaci bioaktivních sekundárních metabolitů (včetně toxických) ve vybraných přírodních surovinách / plodinách; studována bude i dynamika jejich změn za různých podmínek zpracování. „Chemické otisky“ sekundárních metabolitů budou získány pomocí ultraúčinné kapalinové chromatografie ve spojení s tandemovou vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií (UHPLC-HRMS/MS). Interpretace výsledků bude založena na pokročilých metodách statistické analýzy. Kritické zhodnocení různých typů bioaktivit experimentálních matric (antioxidační, antimikrobiální, cytotoxická apod.) bude realizováno na základě screeningových testů, hledány budou korelace s chemickým složením vzorků.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Dr. Ing. Věra Schulzová

Anotace

Tato disertační práce bude zaměřena na vývoj a optimalizaci analytických metod pro studium biologicky aktivních látek v různých druzích rostlinného materiálu, krmiv i doplňků stravy. Pro stanovení sledovaných látek bude využita především technika kapalinové chromatografie ve spojení s konvenčními detektory a s hmotnostně spektrometrickou detekcí. Hladiny biologicky aktivních látek jsou závislé na druhu a odrůdě rostliny i způsobu pěstování. Jejich obsah je významně ovlivněn skladováním výchozí suroviny a jejím zpracováním. Mezi sledované biologicky aktivní látky s pozitivními účinky na lidské zdraví patří především významné antioxidanty, jako jsou karotenoidy, vitamin C, tokoferoly, fenolové látky a mnoho dalších produktů sekundárního metabolismu rostlin. Práce poskytne data o hladinách biologicky aktivních látek v plodinách z ekologické a konvenční produkce a odrůdové diverzitě. Cílem práce bude také monitoring vlivu skladování a zpracování na hladiny biologicky aktivních látek ve výchozích surovinách, krmivech, potravinách a doplňcích stravy a posouzení jejich stability.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Milena Stránská, Ph.D.

Anotace

Mykotoxinové glykosidy představují rozmanitou skupinu látek vyskytujících se v cereálních potravinách, a jak ukazují nejnovější studie, jsou zastoupeny v relativně významných množstvích. Z hlediska své struktury se liší především v poloze vazby cukerné složky na aglykon (mykotoxin), typu glykosidické vazby mezi aglykonem a sacharidovou částí molekuly, a v podobě konjugovaného sacharidu jako takového. Většina mykotoxinových glykosidů je omezeně resorbovatelná v tenkém střevě, přičemž v tlustém střevě dochází prostřednictvím střevní mikrobioty k četným biotransformačním reakcím ovlivňujícím jejich biologickou dostupnost. Předmětem plánovaného výzkumu bude podrobné studium závislosti profilu biotransformačních produktů mykotoxinů na druhovém spektru střevní mikrobioty, a to jak u zdravých jedinců, tak u pacientů v remisní fázi Crohnovy choroby, kteří představují z hlediska složení a „bezpečnosti“ diety obzvláště citlivou skupinu populace. Téma disertační práce je součástí interdisciplinárního výzkumu plánovaného v rámci projektu financovaného GAČR. Je plánována spolupráce s FN Motol.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Jana Pulkrabová, Ph.D.

Anotace

Tato dizertační práce se zaměřuje na posouzení rizik spojených s přenosem kontaminantů z prostředí a krmiva do jedlého hmyzu. Hlavním cílem je analyzovat široké spektrum chemických látek, včetně environmentálních kontaminantů, reziduí pesticidů a dalších. Za použití moderních analytických metod, zejména plynové a kapalinové chromatografie ve spojení s hmotnostní spektrometrií, bude zkoumán přenos těchto látek z kontaminovaného krmiva a okolního prostředí na hmyz a jejich možná akumulace nebo metabolizace. Výsledky této práce významně přispějí k hodnocení zdravotních rizik spojených s konzumací jedlého hmyzu a podpoří rozvoj bezpečných a udržitelných produkčních systémů.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Milena Stránská, Ph.D.

Anotace

Aromatické a medicinální byliny vykazují široké spektrum biologických aktivit, včetně antioxidačních, protizánětlivých a antimikrobiálních účinků. Díky těmto vlastnostem jsou často předmětem zájmu v oblastech farmakologie, potravinářství a kosmetiky. Mezi hlavní účinné bioaktivní látky patří polyfenoly, fenolické kyseliny, flavonoidy, terpenoidy, kumariny a esenciální oleje. Složení a množství těchto látek, které významně ovlivňují biologické účinky rostlin, závisí na podmínkách prostředí. Faktory jako složení půdy, míra zaplevelení, či výskyt chorob a škůdců mohou výrazně ovlivnit spektrum i obsah bioaktivních látek. Disertační práce se zaměří na zkoumání vlivu těchto vnějších podmínek na chemické složení a biologickou aktivitu medicinálních rostlin, a zároveň navrhne metody a postupy ekologické vitalizace těchto rostlin s minimalizací využití klasického chemického ošetření.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.

Anotace

Doktorská práce se zaměří na vysoce aktuální problematiku: komplexní charakterizaci směsí těkavých látek v různých typech přírodních matric jako jsou medicinální či aromatické byliny, koření či z nich připravené silice. Studována budou též vybraná syntetická aromata. Pro analýzu těkavých sloučenin bude užita unikátní robotizovaná instrumentální platforma spojující přípravu vzorku, resp. izolaci těkavých sloučenin a jejich zakoncentraci s navazující plynově chromatografickou separací ve spojeni s vysokorozlišovacím hmotnostním spektrometrem s analyzátorem typu orbitrap. Získané výsledky budou využity v rámci splupráce s různými firmami při vývoji nových, senzoricky atraktivních produktů; kontrola syntetických aromat bude realizována při hodnocení jejich bezpečnosti.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Milena Stránská, Ph.D.

Anotace

Přítomnost mykotoxinů v surovinách pro výrobu sladu, potažmo ve sladu a pivu, je dlouhodobě diskutovaným, avšak doposud nevyřešeným problémem bezpečnosti potravin. Disertační práce bude řešit problematiku výskytu, detekce a kvantifikace různých forem glykosilovaných mykotoxinů v ječmeni, jakožto majoritní výchozí surovině pro výrobu sladu. Nejnovější a doposud nepublikovaná data týkající se obsahu neextrahovatelných mykotoxinů vázaných na polysacharidy sladovnických cereálií ukazují na enormní množství těchto látek, které není běžnými analytickými přístupy přímo detekovat, ovšem z pohledu nadcházejícího sladování a pivovarství přestavují problém, neboť enzymatické hydrolytické reakce probíhající během těchto technologií umožňují efektivní hydrolýzu a vznik nižších glykosidů nebo samotných aglykonů (mykotoxinů), které pro konzumenty představují zdravotní riziko. Disertační práce bude řešit nejen chemickou povahu mykotoxinů vázaných na polysacharidy pomocí široké škály analytických technik, včetně hmotnostní spektrometrie, ale bude se zabývat i možnostmi predikce mykotoxinů v pivu na základě složení ječmene a sladu, zejména s ohledem na (poly)sacharidové složky a celkový obsah mykotoxinů.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.

Anotace

Doktorská práce se zaměří na komplexní hodnocení vzniku procesních kontaminantů a dalších nežádoucích sloučenin při různých podmínkách tepelného zpracování potravinářských surovin. Pozornost se zaměří především na akrylamid, estery 3-monochlorpropandiolu či glycidolu s mastnými kyselinami, furan a jeho deriváty, případně i další, z nutričního hlediska nežádoucí sloučeniny. Studovány budou mitigační opatření spočívající nejen ve výběru suroviny / ingredientů s nízkým obsahem prekurorů procenních kontaminantů, ale i využití ´šetrných´ technologií, jako je např. vakuové smažení. Hodnocení chemické bezpečnosti získaných produktů bude doplněno i posouzením jejich senzorické jakosti.

Garantující pracoviště:	Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace:	Potraviny a přírodní produkty ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Aristeidis Tsagkaris, M.Sc., Ph.D.

Anotace

Tato dizertační práce se zaměří na vývoj analytických metod, které mohou být využity k rychlému hodnocení bezpečnosti, kvality a/nebo bioaktivity potravin. Budou zkoumány různé přístupy nahrnující i) bioanalytické metody, např. na základě enzymové aktivity/inhibice, ii) spektroskopie, např. vibrační spektroskopie, a iii) miniaturizace metod pro testování na místě potřeby (mimo laboratoř, v terénu, v prostředí potravinářského průmyslu apod.). Dále budou řešeny praktické výzvy, jako je příprava vzorků a zajištění kvality metody, a budou realizovány případové studie zaměřené na aktuální otázky v oblasti potravinářství. Nakonec budou nové postupy porovnány s instrumentální analýzou, aby byly zdůrazněny výhody/nevýhody ve srovnání s chromatografickými referenčními metodami.

Ústav anorganické chemie

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Kateřina Rubešová, Ph.D.

Anotace

Téma práce bude zaměřeno na přípravu, čištění a růst monokrystalů podvojných alkalicko-olovnatých halogenidů, především RbPb₂Cl₅, KPb₂Cl₅, ad. vertikální Bridgmanovou metodou a metodou micro-pulling-down. Cílem je zvýšit koncentraci prvků vzácných zemin, např. Nd, Tb, Dy, etc. (použité jako aktivátor), v matrici a stabilizovat ji, aby bylo možné dosáhnout jejich stimulované emise pro pevnolátkové lasery operující v blízké infračervené oblasti. Z tohoto hlediska budou testovány různá složení včetně přípravy směsných krystalů uvedených sloučeniny. Na připravených monokrystalech budou studovány jejich fyzikální, strukturní, termální, optické a luminiscenční vlastnosti.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie
Studijní program/specializace:	Anorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Zdeněk Sofer, Ph.D.

Anotace

Výzkumná práce je zaměřena na vývoj nových postupů pro transportní růst z par vrstvených dichalkogenidů přechodových kovů se zaměřením na řízení složení a snížení hustoty defektů. Dále se práce zaměřuje na vývoj metod depozice CVD pro heterostrukturní přípravu vrstvených chalkogenidů.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Ondřej Jankovský, Ph.D.

Anotace

V této práci bude připraven a analyzován hořečnatý oxychloridový cement (MOC) a zinečnatý oxychloridový cement (ZOC). Bude studováno jejich chemické a fázové složení a také morfologie. Nízkoteplotní tepelná kapacita čistých fází bude studována systémem měření fyzikálních vlastností (PPMS). Hlavní důraz bude kladen na tepelné vlastnosti mezi pokojovou teplotou a 1000°C, které budou studovány simultánní termickou analýzou kombinovanou s hmotnostní spektroskopií (STA-MS) za různých podmínek. Na základě těchto výsledků bude navržen mechanismus tepelné recyklace, kde lze odpadní oxychloridový cement plně znovu využít v další generaci oxychloridových kompozitů ve stavebnictví.

Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Jan Hynek, Ph.D.

Anotace

Neustále narůstající světová spotřeba energie a s tím spojené problémy v oblasti životního prostředí vede k nutnosti zavedení nových, ekologických zdrojů energie, což zahrnuje širší využití palivových článků a baterií. Důležitou součástí těchto zařízení jsou protonově vodivé membrány oddělující prostor obou elektrodových poloreakcí, avšak umožňující přenos protonů. Prozatím jsou pro tento účel využívány především vodivé polymery, které mají ovšem řadu nedostatků, např. vysokou výrobní cenu, propustnost pro některé druhy paliv či amorfní povahu, která znemožňuje hlubší pochopení mechanismu přenosu protonů. Metal-organické sítě (Metal-Organic Frameworks, MOF) jsou krystalické porézní koordinační polymery sestávající se z metalických center vzájemně propojených dvou- či vícevaznými organickými ligandy. Pravidelná struktura obsahující póry a možnost ladění jejich velikosti, fyzikálních a chemických vlastností činí tyto materiály vhodnými pro přenos protonů v rámci membrán ve vodíkových palivových článcích. Práce je zaměřena na přípravu zirkonočitých MOF obsahujících tetrakis(4-karboxyfenyl)porfyrin a jeho deriváty se snahou maximalizovat jejich protonovou vodivost. Připravované materiály budou odvozeny již známých struktur PCN-222 a MOF-525, které se vyznačují měrným povrchem v rozmezí 2200 – 2600 m2/g, mezoporézním charakterem a v porovnání s ostatními MOF nadprůměrnou chemickou stabilitou. Pomocí metod substituce porfyrinového ligandu a postsyntetických modifikací budou do struktur zavedeny skupiny s funkcí donorů (fosfonáty, fosfináty, sulfonáty) či akceptorů (aminy) protonů. Bude bude studován vliv těchto modifikací na protonovou vodivost výsledných materiálů.

Ústav anorganické technologie

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Martin Paidar, Ph.D.

Anotace

Elektrochemické metody jsou pro svou jednoduchost a vysokou účinnost vhodné pro úpravu procesních vod. Hlavní nevýhodou je zpravidla vyšší cenová náročnost. Elektrochemické metody tak nalézají uplatnění především při úpravě silně zasolených ev. jinak kontaminovaných vod, kde biochemické postupy selhávají. Aplikace jednotlivých metod je třeba optimalizovat s ohledem na konkrétní složení zpracovávaných vod.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Anotace

Získávání vodíku jako alternativního zdroje/nosiče energie je v současné době velmi významným a intenzivně studovaným procesem. Jednou z možností je jeho přímá produkce z vody pomocí slunečního světla. Významným proces je také odstraňování persistentních polutantů ve vodách pomocí pokročilých oxidačních procesů mezi které patří fotoelektrochemická oxidace. Tématem této disertační práce je příprava polovodičových fotoanod a fotokatod (např. WO3, BiVO4, CuO, CuFeO2, atd.) jak pro fotoelektrochemický rozklad vody tak pro fotoelektrochemickou odstraňování persistentních polutantů. Budou použity různé metody přípravy (aerosolová pyrolýza, sprejová pyrolýza,…), řada technik charakterizace (RTG, GDS, UV-VIS, BET, SEM) a stanoveny fotoelektrochemické vlastnosti (potenciál otevřeného obvodu, fotoproud, IPCE). Pozornost bude věnována vlivu složení, krystalické struktury, tloušťky a porosity vrstvy. Nejslibnější fotoanody a fotokatody budou aplikovány v tandemovém solárním fotoelektrochemickém článku a stanovena účinnost jak rozkladu vody tak odstraňování polutantů ve vodě slunečním světlem.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Anotace

Fotoelektrochemický systém zahrnující fotoanodu, fotokatodu, membránu a vhodné ox/red páry umožňuje konverzi sluneční energie na energii chemickou. Tématem této práce je výzkum možných systémů pro konverzi solární energie se zaměřením na vhodné materiály fotoanod a fotokatod a jejich kombinace s vhodnými elektrolyty. Součástí práce bude i příprava vybraných fotoanodových nebo fotokatodových materiálů (např. Fe2O3, ZnO, WO3, BiVO4, CuO, CuFeO2, atd.) a studium jejich chování při dlouhodobé fotoelektrochemické polarizaci. Budou použity různé metody přípravy (aerosolová pyrolýza, sprejová pyrolýza,…), řada technik charakterizace (RTG, GDS, UV-VIS, BET, SEM) a stanoveny fotoelektrochemické vlastnosti (potenciál otevřeného obvodu, fotoproud, IPCE). Pozornost bude věnována vlivu složení, dopace, krystalické struktury, tloušťky a porosity vrstvy.

Garantující pracoviště:	Slovenská technická univerzita v Bratislave Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce , Double Degree )
Školitel:	doc. Ing. Jaromír Hnát, Ph.D. doc. Ing. Matilda Zemanová, PhD.

Anotace

Cílem projektu je vývoj katalyzátoru pro katodický vývoj vodíku v procesu alkalické elektrolýzy vody. Katalyzátor bude připraven s využitím galvanického pokovování vhodného substrátu. Připravovaný katalyzátor bude založen na neplatinových prvcích ze skupiny přechodných kovů s cílem dosažení co nejnižšího přepětí pro požadovanou reakci a vysoké stability za podmínek vylučování vodíku. Toho bude dosaženo optimalizací podmínek přípravy, složení výchozí směsi a typem podkladu pro vyloučenou vrstvu. Projekt se vedle vlastní přípravy vrstvy zaměří rovněž na charakterizaci připravených materiálů z fyzikálně-chemického a elektrochemického hlediska. Vhodný materiál bude použit jako katalytická vrstva na 3D elektrodě a testován za podmínek alkalické elektrolýzy vody.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Vlastimil Fíla

Anotace

V současné době je věnována značná pozornost transformaci metanu popř. nižších uhlovodíků ze zemního plynu a bioplynu na produkty vyšší užitné hodnoty. Jedná se např. o procesy neoxidativní katalytické aromatizace metanu, selektivní oxidace metanu na metanol nebo dimethyl ether, apod. V rámci této práce bude vyvíjen vhodný katalyzátor pro vybraný proces. Bude studován vliv reakčních podmínek, vliv nosiče a procedury tvorby aktivní fáze na dosaženou konverzi methanu, stabilitu katalyzátoru a výtěžky produktů.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jaromír Hnát, Ph.D.

Anotace

Alkalické technologie konverze energie představují jednu z možných cest zvýšení využití instalovaných obnovitelných zdrojů elektrické energie. Výhodou této technologie oproti konkurenčním přístupům je možnost využití neplatinových katalyzátorů. Nevýhodou je nižší dosahovaná intenzita produkce vodíku, či elektrické energie. Tato práce zahrnuje syntézu a optimalizaci nových katalyzátorů, jejich testování standardními technikami, ale také testování za komplexních podmínek v zařízení pro konverzi elektrické energie.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Martin Paidar, Ph.D.

Anotace

Kyslíkem depolarizované elektrody mají zásadní význam v řadě elektrochemických aplikací. Vedle chemické výroby se stále více uplatňují i v energetických systémech, jako jsou palivové články a tzv. dýchací akumulátory. Tématem práce bude vývoj a optimalizace kyslíkových difuzních elektrod s ohledem na vlastnosti celého systému.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Roman Kodým, Ph.D.

Anotace

Matematické modelování představuje výjimečně silný nástroj k hlubšímu pochopení funkce elektrochemických zařízení a k jejich následné optimalizaci. V rámci tohoto tématu se pozornost zaměří na matematický popis transportu elektrického proudu, hmoty, tepla apod. v elektrochemických nebo elektro-membránových systémech (palivové články, PEM elektrolýza, elektrodialýza, vysokoteplotní elektrolýza na pevných oxidech) a vyhodnocení mechanizmu a kinetiky elektrodových reakcí. Budou navrženy a implementovány matematické modely založené na PDE rovnicích pro systémy s praktickým významem.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Vlastimil Fíla

Anotace

Univerzální simulační programy představují vhodný nástroj pro návrh nových a optimalizaci stávajících průmyslových technologií. V rámci této práce budou vyvinuty statické a dynamické modely vybraných pokročilých membránových nebo chemických technologií popř. jejich částí v prostředí univerzálních simulátorů umožňující studovat chování těchto technologií pomocí počítačového experimentu. Součástí práce bude verifikace vyvinutých modelů na základě provozních dat s cílem navrhnout změny (strukturální a parametrické) ve studované technologii sledující zlepšení ekonomických a ekologických ukazatelů.V práci budou využívány převážně univerzální simulační programy firmy Aspen Technology.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Martin Zlámal, Ph.D.

Anotace

Membránové separace nacházejí velmi široké uplatnění především v úpravě vody. Jejich další možnou aplikací je využití v chemickém průmyslu, kde se většinou pracuje s vysokými koncentracemi roztoků. Vyšší koncentrace roztoků však do procesu separace přináší řadu problémů, jako je například zpětná difuze, překročení hranice rozpustnosti či stabilita membrány. Pro aplikaci membránových procesů je tedy nutné tyto jevy a jejich vliv na vlastní proces membránové separace dobře popsat a mít tak možnost predikovat dlouhodobé chování systému.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Anotace

Znečištění vzduchu představuje významný problém, k jehož řešení lze výhodně využít fotokatalytické procesy. Náplní této disertační práce je příprava nových fotokatalyticky aktivních nanostrukturovaných materiálů na bázi TiO2 a stanovení jejich adsorpčních a fotokatalytických vlastností. Nanotrubice oxidu titaničitého připravených anodickou oxidací vykazují oproti planárním vzorkům větší aktivní plochu umožňující efektivnější odstraňování polutantů z plynné fáze. Bude sledován vliv modifikace nanotrubiček TiO2 a provozních parametrů (průtok, vlhkost a intenzita UV) na fotokatalytickou účinnost. Cílem je získat materiál mající vysokou schopnost odbourávat nežádoucí těkavé látky ve vzduchu. Součástí práce bude využití standartních ISO testů pro sledování kinetiky oxidačních reakcí (NOx, VOC) na povrchu připravených fotokatalyzátorů. Významnou částí je charakterizace materiálů/povlaků (RTG, SEM, BET, Ramanova spektroskopie) a dále vývoj/modifikace metod testování fotooxidačních, vlastností připravených materiálů/povlaků pro účely čištění vzduchu.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jaromír Hnát, Ph.D.

Anotace

Polymerní iontově selektivní materiály nacházejí široké uplatnění v celé řadě technologií od ochrany životního prostředí, přes potravinářský průmysl až k průmyslové výrobě základních chemických látek. Zařízení pro konverzi energie představují jedno z nedávných, avšak stále významnějších odvětví, kde se polymerní iontově selektivní materiály mohou s výhodou využívat. Práce je zaměřena na fyzikálně chemickou i elektrochemickou charakterizaci vývojových typů polymerních iontově selektivních elektrolytů.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Vlastimil Fíla

Anotace

Membránová separace plynů představuje jednu z perspektivních a energeticky úspornějších alternativ k některým v současnosti používaným separačním procesům (PSA, TSA apod.) V rámci této práce budou syntetizovány a charakterizovány hybridní membrány polymer-plnivo, které spojují výhody mikroporézních a polymerních membrán. Jako plniva bude využíváno mikroporézních materiálů na bázi ZIF-8, silikalitu-1, ETS, FAU, TS-1, AFX, MOF, které budou kombinovány s polymery na bázi polyimidů. Základním problémem při přípravě těchto materialů je zajištění mezifázové adheze plniva a matrice, neboť nedostatečná adheze snižuje pevnost a selektivitu membrány. Cílem práce je studium možností modifikace mirkoporézní fáze a polymeru tak, aby bylo dosaženo vysoké adheze polymer-plnivo. U připravených membrán bude studován vliv těchto modifikací na jejich separační vlastnosti v soustavách vybraných uhlovodíků, CO₂ a H₂.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Anotace

Hlavní náplní práce je příprava fotokatalyticky aktivních povlaků/ nátěrů na bázi TiO₂ a ZnO aplikací různých metod na vhodných podkladech (např. keramika, sklo, kovy, omítky, betonové stěrky). Významnou částí je charakterizace filmů (RTG, SEM, Ramanova spektroskopie) a vývoj metod umožňujících testování fotooxidačních, hydrofilních a antibakteriálních vlastností připravených vrstev. Studovanými parametry budou především metoda nanášení prekurzoru (ponoření, stříkání), dále vliv pojiva a substrátu.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Tomáš Bystroň, Ph.D.

Anotace

Elektrolýza vody představuje nedílnou součást vodíkové ekonomiky jako přístupu k budoucímu zabezpečení lidské společnosti elektrickou energií. Stávající průmyslově využívané technologie však trpí zásadními nedostatky. Zejména pak relativně nízkou energetickou účinností a omezenou flexibilitou. Proto je tomuto problému v současnosti věnována široká pozornost celé řady pracovišť. Mezi hlavní studované problémy patří kinetika elektrodových dějů, absence vhodných elektolytů a omezená korozní stabilita konstrukčních materiálů či recyklace drahých kovů. Významný problém představuje rovněž celkové uspořádání procesu.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Anotace

Tenké filmy polovodičů na bázi oxidů kovů (např. WO₃, Fe₂O₃, Fe₂TiO₅....) lze využít pro řadu fotoelektrochemických a sensorických aplikací. Na základě literární rešerše budou připraveny vybrané vrstvy polovodičů na bázi oxidů kovů a charakterizovány jejich materiálové (XRD, AFM, SEM), fotoelektrochemické (fotoproud, účinnost převodu fotonů na elektrony) a sensorické vlastnosti (měrný odpor). Optimalizované vrstvy budou využity jako sensory prto detekci látek plynných látek jako např. vodík, NO, NO2, acetaldehyd atd.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Vlastimil Fíla

Anotace

V současné době je věnována značná pozornost transformaci oxidu uhličitého na produkty vyšší užitné hodnoty jako methan, lehké uhlovodíky, methanol a další. Jedná se např. o procesy methanizace, aromatizace, disproporcionace. Současně se hledají nové způsoby dodaní energie k aktivaci vazby C=O. V rámci této práce bude vyvíjen vhodný katalyzátor pro vybraný proces. Bude studován vliv reakčních podmínek, vliv nosiče a procedury tvorby aktivní fáze na dosaženou konverzi CO2, stabilitu katalyzátoru a výtěžky produktů. Bude studován i vliv struktury katalyzátoru na jeho aktivitu.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Martin Paidar, Ph.D.

Anotace

Vysokoteplotní elektrolýza vody představuje moderní, vysoce perspektivní proces úzce spojený s problematikou optimalizace provozního režimu jednotek produkce elektrické energie, které jsou v současnosti využívány k regulaci zátěže distribuční sítě. Tato regulace je nezbytná vzhledem k narůstajícímu podílu nestabilních obnovitelných zdrojů připojitelných do distribuční sítě.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Tomáš Bystroň, Ph.D.

Anotace

Pozornost celé řady světových pracovišť zabývajících se problematikou palivových článků typu PEM se snaží vyřešit problém zvýšení jejich provozní teploty na hodnotu vyšší než 100 °C. Veškeré dosud prakticky používané systémy jsou založeny na bazickém polymerním elektrolytu impregnovaném přebytkem kyseliny fosforečné. Jako katalytická vrstva pak slouží struktury založené na polymerem vázaných Pt částicích fixovaných na uhlíkovém nosiči. Zásadní nevýhodu tohoto uspořádání představuje uvolňování kyseliny fosforečné do katalytické vrstvy a její vysoká korozní agresivita za používaných provozních teplot. Vyřešení tohoto problému, stejně jako bližší pochopení degradačních dějů za zvýšených teplot, představují zásadní výzkumné cíle nezbytné pro další rozvoj a širší aplikaci těchto systémů.

Ústav biochemie a mikrobiologie

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Mikrobiologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Bc. Ondřej Uhlík, Ph.D.

Anotace

Geotermálně vyhřívané podzemní vody přitahují pozornost mikrobiologů již několik desetiletí díky svým jedinečným chemickým charakteristikám a tepelným profilům. Analýzy těchto jedinečných ekosystémů identifikovaly mnoho nových kladů ve stromu života, a to jak bakteriálního, tak archeálního původu. Přestože západní Čechy hostí mnoho léčivých termálních pramenů, které jsou považovány za národní bohatství, jejich mikrobiální život zůstává prakticky neprobádaný. Naše předběžné analýzy odhalily obrovskou mikrobiální diverzitu těchto unikátních ekosystémů, která daleko předčila očekávání jak z hlediska fylogenetické, tak funkční/metabolické novosti. Cílem této doktorské práce bude prozkoumat nové prokaryotické linie z různých vzorků termálních vod a analyzovat jejich metabolický potenciál, fylogenezi a ekologii. Práce bude realizována v rámci grantového projektu GAČR 25-15226S s názvem Skryté klenoty mikrobiální diverzity: Geotermálně ohřívané podzemní vody jako zdroj fylogeneticky nových a metabolicky vzácných prokaryot.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Ludmila Karamonová, Ph.D.

Anotace

Zneužívání drog a nelegálních látek v běžném životě i při sportu je v současné době velkým celospolečenským problémem. Existuje celá řada instrumentálních metod, vyvinutých pro detekci těchto látek, které však vyžadují náročné přístrojové vybavení a zkušené analytiky. Cílem této dizertační práce bude vyvinout technologicky a finančně nenáročné metody, které by navíc měly být i uživatelsky co nejpřívětivější. Práce se bude soustředit na využití imunochemických principů, na kterých jsou založeny enzymová imunoanalýza na pevné fázi (ELISA) a imunochromatografické testy, přičemž obě tyto metody umožňují efektivní detekci nízkých koncentrací cílových analytů i v komplexních matricích. Práce se dále bude věnovat optimalizaci těchto metod pro konkrétní typy nelegálních látek a hledání nových přístupů pro zvýšení jejich spolehlivosti a citlivosti.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Mikrobiologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Hana Stiborová, Ph.D.

Anotace

Životní prostředí je neustále vystavováno škodlivým účinkům cizorodých látek s toxickými vlastnostmi. Tyto látky jsou vyráběny a využívány v různých průmyslových odvětvích, včetně farmaceutického průmyslu, přičemž spotřeba léčiv v humánní medicíně neustále roste. I když se často jedná o velmi nízké koncentrace (tzv. mikropolutanty), opakovaná expozice může mít na životní prostředí negativní dopady. V rámci řešení této práce bude vyhodnocen vliv různých směsí mikropolutantů, například farmak, antimikrobiálních látek, nebo změkčovačů plastů na systém půda-rostlina. Bude sledován vliv mikropolutantů na mikrobiální společenstva v půdě, rhizosféře, a na endofytní mikroorganismy. Současně bude vyhodnocena akumulace a transport mikropolutantů rostlinami. Pozornost bude věnována také interakci mikropolutantů s arbuskulární mykorhizou, která může ovlivnit přenos těchto látek do nadzemních částí rostlin.

Garantující pracoviště:	Ústav experimentální botaniky AV ČR, v. v. i. Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Lenka Burketová, CSc.

Anotace

Řepka olejná (Brassica napus) je celosvětově druhou nejvýznamnější olejninou. Její produkci omezují patogeny a škůdci. Mezi nejzávažnější z nich patří askomyceta Leptosphaeria maculans, původce fómového černání stonků řepky. Projekt se zaměřuje na nehostitelskou rezistenci k tomuto patogenu, která je založena na základních mechanismech rostlinné imunity a není snadno překonávána selekcí virulentních ras patogenu v populaci. S využitím přirozené variability modelové rostliny Arabidopsis thaliana a přístupů molekulární biologie, mikrobiologie, bioinformatiky, pokročilé mikroskopie a fyziologie rostlin, se práce zaměří na odhalení podstaty nehostitelské rezistence u B. napus a dalších rostlin z čeledi Brassicaceae.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Mikrobiologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jan Lipov, Ph.D.

Anotace

Racionální boj s retroviry vyžaduje detailní porozumění základním mechanismům, které ovlivňují klíčové kroky jejich životního cyklu. Tento výzkum se zaměří na analýzu strukturních prvků kapsidového proteinu, které jsou nezbytné pro tvorbu a stabilitu retrovirové částice a pro interakci s dalšími virovými proteiny. Nejprve budou rekombinantně připraveny různé formy strukturních proteinů v dostatečném množství a čistotě, které budou následně využity k výrobě virům podobných částic. Dále bude zkoumán vliv mutací vybraných aminokyselin a působení malých nabitých molekul na tvorbu a stabilitu těchto částic. Výsledky tohoto výzkumu mohou významně přispět k vývoji nových antivirových strategií a léčiv.

Garantující pracoviště:	Ústav hematologie a krevní transfuze Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Mgr. Bc. Roman Kotlín, Ph.D., MHA

Anotace

Krevní destičky jsou jednou ze nejdůležitějších součástí hemostázy. Trombocytopatie neboli poruchy funkce krevních destiček, jsou skupinou obtížně diagnostikovatelných vzácných vrozených onemocnění kvůli složité a často nedostupné diagnostice. Výzkum trombocytopatií je v současnosti zaměřen na hledání mutací způsobujících krvácivé projevy u pacientů, kteří nemohou být zařazeni do žádné z historicky definovaných kategorií vrozených destičkových poruch. Nicméně pro správnou diagnostiku a léčbu je kromě genetického podkladu potřeba charakterizovat funkční poruchy způsobující krvácivý fenotyp. V tomto projektu bychom se zabývali rozšířením testovacího schématu, které by pokrylo tyto nenaplněné diagnostické požadavky. Krevní destičky, a zvláště receptory na krevních destičkách se účastní žilní trombózy, arteriálních trombóz a protrombotických zánětlivých dějů. Další částí projektu bude charakterizace receptorů a případně jiných molekul (např. high mobility group box 1-HMGB1) a jejich podíl na aktivaci krevních destiček u těchto závažných civilizačních chorob.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Mikrobiologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Bc. Ondřej Uhlík, Ph.D.

Anotace

Lignin je po celulose druhým nejrozšířenějším biopolymerem na Zemi a obsahuje přibližně 30 % uhlíku biosféry. Tento komplexní rostlinný biopolymer, tvořený fenylpropanoidními jednotkami, má značný význam jak z ekologického, tak průmyslového hlediska. Přestože syntéza ligninu v rostlinách je dobře prozkoumána, jeho degradace půdními mikroorganismy stále není zcela objasněna. Za hlavní rozkladače ligninu jsou považovány houby, konkrétně bazidiomycety (tzv. houby bílé hniloby) a askomycety, které využívají enzymy jako lakasy a hemové peroxidasy k jeho depolymerizaci. Nové studie však naznačují, že i některé bakterie, zejména streptomycety a proteobakterie, produkují enzymy schopné lignin rozkládat, ačkoli naše znalosti o bakteriální degradaci ligninu zůstávají fragmentární a nekompletní. Degradace ligninu v půdě je zároveň i bohatým zdroj fenolických látek. Mnohé z těchto látek se strukturně podobají antropogenním polutantům, což umožňuje bakteriím využívat stejné enzymy pro jejich degradaci. Tento proces, známý jako kometabolismus, stále není plně pochopen. Informace o degradaci strukturních motivů ligninu a jejich roli v kometabolismu polutantů tak zůstávají neúplné. Záměrem tohoto projektu je blíže objasnit roli bakteriálních populací v degradaci ligninu a jeho strukturních motivů (fenolických látek) a lépe pochopit souvislost této degradace s degradací organických polutantů. Toho bude dosaženo využitím (meta)genomických, transkriptomických a metabolomických technik. Práce bude realizována v rámci projektu MŠMT CŘ OP JAK Talking Microbes - understanding microbial interactions within One Health framework (CZ.02.01.01/00/22_008/0004597).

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Mikrobiologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Hana Stiborová, Ph.D.

Anotace

Porozumění interakcí nanodiamantových (ND) materiálů s mikroorganismy je klíčové pro základní i aplikovaný výzkum zahrnující například vývoj funkčních biosenzorů, vývoj materiálů na bázi nanodiamantových tenkých vrstev s antimikrobiálními účinky nebo k rychlé detekci mikroorganismů. Nanodiamanty mohou mít široce laditelný povrchový náboj, mohou být stabilizovány vazbou do nanokompozitu nebo dekorovány kovovými nanočásticemi. Těmito mechanismy je možné ovlivnit nejen jejich elektro-optické vlastnosti, ale také interakce s mikroorganismy. V rámci mechanismu působení ND na mikroorganismy bude hodnocena afinita k povrchu buňky, průnik buněčnou stěnou, vliv velikosti ND a jejich zeta potenciálu, tvaru, sp2/sp3 struktury a chemického složení povrchu. Dizertační práce bude rovněž zaměřena na jejich následnou aplikaci, například jako součást senzorů.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Mikrobiologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Kateřina Demnerová, CSc.

Anotace

Nanovlákenné materiály mají široké uplatnění v medicíně, potravinářství i biotechnologiích, kde je zásadní jejich mikrobiologická bezpečnost. Současný výzkum ukazuje, že interakce nanovláken s mikrobiálními buňkami lze ovlivnit úpravou morfologie a topografie nanovláken. Tato práce bude zaměřena na studium vlivu klíčových faktorů, především průměru vláken, povrchové hustoty a ostrých mikro/nano-struktur na povrchu nanovláken, na interakce s mikroby relevantními pro zmíněné oblasti. Cílem bude jednak snížení adheze patogenů na medicínsky a potravinářsky aplikovatelné materiály, jednak co nejvyšší tvorba biofilmu probiotických mikroorganismů v případě využití nanomateriálů jako jejich nosičů pro velkokapacitní výrobu. Při studiu budou využívány kultivační i moderní mikrobiologické, mikroskopické a molekulárně-biologické metody.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Barbora Holubová, Ph.D.

Anotace

Kratom a nové fytokanabinoidy jako HHC se staly výrazným fenoménem posledních let, přičemž produkty obsahující tyto látky jsou volně dostupné a mají širokou uživatelskou základnu. Tento projekt se zaměřuje na vytvoření certifikovaných terénních testů pro předběžný průkaz akutní intoxikace ze slin. Terénní testy budou založeny na principu kompetitivní imunochromatografické metody s využitím komerčních a nově připravených monoklonálních nebo polyklonálních protilátek. Cílem je především poskytnout dopravní policii nástroj pro kontrolu řidičů ovlivněných těmito látkami.

Ústav biotechnologie

Garantující pracoviště:	Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace:	Biotechnologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Michaela Rumlová

Anotace

Tato disertační práce se zaměřuje na vývoj a použití pokročilých analytických metod ke stanovení důkazu stejnosti účinných látek, zejména peptidů, proteinů a nukleotidů, v generických léčivých přípravcích a složitých směsích. Cílem výzkumu je optimalizovat charakterizační techniky, včetně chemických, fyzikálních a biologických analýz, s využitím ortogonálních přístupů. Důraz bude kladen na soulad s regulačními požadavky FDA a EMA na farmaceutickou ekvivalenci a bioekvivalenci.

Garantující pracoviště:	Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace:	Biotechnologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Petra Patáková

Anotace

Podstatou práce bude shromáždění různých typů sekundárních metabolitů, zejména pigmentů, tvořených různými hubami rodu Monascus, v podobě jak komplexních extraktů tak čistých látek a testování jejich vlivu na Gram-positivní sporulující bakterie, zejména rody Clostridium a Bacillus. Bakterie těchto druhů jsou častými kontaminanty potravin a jejich úplné vymýcení je obtížné z důvodu tvorby vysoce odolných spor. U pigmentů hub Monascus byl prokázán jak barvící tak antimikrobiální efekt, avšak testování antimikrobního účinku bylo omezeno na vegetativní buňky. V této práci se bude testovat také inhibice sporulace a potlačení klíčení spor. Při práci se budou využívat pokročilé metody jako je průtoková cytometrie společně s fluorescenčním značením buněk, RT-qPCR a transkriptomická analýza.

Garantující pracoviště:	Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace:	Biotechnologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Lukáš Jelínek, Ph.D.

Anotace

Interakce škrobu s fenolovými antioxidanty za zvýšené teploty je známá relativně dlouhou dobu, nicméně teprve nová generace analytických přístrojů umožňuje komplexní studium tohoto složitého jevu. Je známo, že škrob je za zvýšené teploty, způsobené např. napařováním či extruzí, schopen interagovat s polyfenoly za vzniku unikátního materiálu s vlastnostmi zásadně odlišnými od klasického zmazovatělého škrobu. Vznikat tak mohou komposity velmi snadno podléhající degradaci amylolytickými enzymy, stejně jako komposity s majoritním podílem rezistentních forem škrobu. Tato práce se bude zabývat výrobou a studiem škrobo-polyfenolových materiálů z hlediska struktury, fyzikálně-chemických vlastností (viskozita, schopnost přecházet do vodných roztoků) a biologických vlastností (enzymatická degradabilita, zkvasitelnost, stravitelnost). Výsledky by v budoucnu mohly výraznou měrou přispět k vývoji zcela nových, nutričně i zdravotně hodnotných potravin na bázi škrobu.

Garantující pracoviště:	Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace:	Biotechnologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Michaela Rumlová

Anotace

Reverzní transkriptáza (RT) je klíčovým enzymem replikačního cyklu retrovirů, neboť zajišťuje přepis virové RNA do DNA. Zatímco struktura a funkce RT HIV-1, zástupce lentivirů, byly již důkladně popsány, o RT Mason-Pfizerova opičího viru (M-PMV) – betaretroviru – existuje dosud jen minimum informací. Dosavadní poznatky přitom naznačují, že RT M-PMV se na rozdíl od jiných betaretrovirů může vyskytovat a být aktivní ve formě heterodimeru, podobně jako RT HIV-1. Pro toto tvrzení však zatím chybějí přímé enzymatické i strukturní důkazy. Tato dizertační práce proto usiluje o komplexní charakterizaci RT M-PMV: od detailní biochemické analýzy přes pokusy o objasnění její struktury až po studium molekulárních mechanismů, které se uplatňují během retrovirové replikace. Získané poznatky tak mohou nejen prohloubit naše porozumění funkce RT u betaretrovirů, ale také položit základy pro potenciální biotechnologické využití RT M-PMV, například v metodách založených na qPCR.

Garantující pracoviště:	Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace:	Biotechnologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Marcel Karabín, Ph.D.

Anotace

Kombinace změn životního stylu a připravovaných legislativních úprav zdanění alkoholických nápojů vytvořila vysokou poptávku po produkci nízkoalkoholických piv a nápojů od nich odvozených. Svěží chuť některých druhů ovoce by mohla být pro konzumenta těchto produktů zajímavým benefitem, zejména pokud bude pocházet z čerstvého nebo jen málo upraveného ovoce. Cílem této práce je testování různých forem ovocných materiálů (šťávy, pyré, sušené, lyofilizované) pro výrobu nízkoalkoholických piv a od nich odvozených nápojů (radlery). Výsledky by měly sloužit k navržení vhodné technologie výroby, zejména v podmínkách řemeslných pivovarů.

Ústav energetiky

Garantující pracoviště:	Ústav energetiky
Studijní program/specializace:	Energie a paliva ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Luděk Jelínek, Ph.D.

Anotace

Ačkoli jsou iontově výměnné membrány komerčně dostupné, jedná se většinou o heterogenní membrány na bázi běžných měničů iontů používaných v průmyslu a nebo homogenní membrány na bázi fluoropolymerů. Cílem práce je příprava homogenních iontově výměnných membrán pro elektrodialýzu a elektro deionizaci. U membrán na bázi poly(styrenu-co-divinylbenzenu), případně dalších polymerů, bude možné sledovat vliv stupně zesítění a funkčních skupin.

Garantující pracoviště:	Ústav energetiky
Studijní program/specializace:	Energie a paliva ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Michael Pohořelý, Ph.D.

Anotace

Disertační práce se zaměřuje na problematiku chování organických polutantů v popelovinách při mono-spalování čistírenských kalů. Mono-spalovny čistírenských kalů jsou běžnou součástí managementu zpracování kalu v západní Evropě a Polsku a do budoucna lze předpokládat podobný rozvoj i ve zbytku východoevropské části. Spalování probíhá primárně ve fluidních kotlích, na které jsou kladeny stejné nároky na čištění spalin jako na spalovny odpadu. Spolu s organickou hmotou by měly být rozkládány i přítomné organické mikro-polutanty jako jsou PCB, PAH, zpomalovače hoření, mikroplasty nebo PFAS a jejich indikátory – organický fluor (PFAS a vybraná léčiva a agrochemikálie) a organický bróm (brómované zpomalovače hoření). Cílem disertační práce je zaměření se na výše zmíněné organické mikro-polutanty a jejich indikátory a určit, zda se opravdu odstraňují nebo jejich část přechází do některého z produktů mono-spalování čistírenských kalů: lóžový popel, popel z primárního cyklonu, popílek, případě spaliny. Pokud nedochází k rozkladu při podmínkách průmyslového zpracování kalu, je nutné určit změnu nastavení provozních parametrů tak, aby k rozkladu bezpečně došlo. Metodologie disertační práce bude spočívat v kombinaci literární rešerše, analýzy dostupných dat a experimentální práce na laboratorních a poloprovozních fluidních kotlích. Očekávanými výstupy bude výzkum chování vybraných organických mikro-polutantů a jejich indikátorů při mono-spalování čistírenských kalů a případná úprava samotného spalovacího procesu (teplota, doba zdržení, cirkulace apod.). Výsledky disertační práce budou mít praktické využití, a to pro průmyslové partnery, kteří jsou aktivní v oblasti vývoje fluidních kotlů umožňující spalování čistírenských kalů v České republice. Cílem je poskytnout konkrétní podněty, které budou sloužit k optimalizaci a transformaci fluidních koltů vhodných pro spalování čistírenských kalů, a tím přispět k řešení aktuální energetické krize a potřebě produkce čistých popelovin vhodných pro chemickou regeneraci obsaženého fosforu.

Garantující pracoviště:	Ústav energetiky
Studijní program/specializace:	Energie a paliva ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Luděk Jelínek, Ph.D.

Anotace

Cílem práce je studium a optimalizace separace iontů strategicky významných kovů (např. lithia) pomocí preparativní iontové chromatografie se simulovaným pohyblivým ložem. Důležitou součástí práce bude sestavení chromatografu sestávajícího z 8-12 kolon a řešení řízení procesu. V další fázi pak optimalizace podmínek separace iontů kovů z hlediska složení stacionární i mobilní fáze a dalších parametrů procesu. Potenciálním směrem výzkumu je také izotopové obohacování lithia kontinuální iontovou chromatografií.

Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v. v. i.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Jan Mrázek, Ph.D.

Anotace

Aktivní optická vlákna jsou klíčovou součástkou vláknové lasery a distribuované luminiscenční senzory. S jejich rostoucím výkonem a jejich využití v extrémeních podmínkách, včetně jaderných reaktorů, vyžaduje nové materiály se zvýšenou luminiscenční účinností a teplotní stabilitou. Nanokrystalické materiály dopované prvky vzácných zemin jsou vhodnou alternativou k tradičním sklům a monokrystalům. Práce bude zaměřena na přípravu a charakterizaci transparentních nanokrystalických materiálů vycházejících ze systému Y2O3-Al2O3-SiO2 dopovaného prvky vzácných zemin. Bude studován vliv složení a podmínek přípravy na reakční a růstové mechanismy vzniku nanokrystalů rovnoměrně distribuovaných v amorfní matrici. Složení studovaného systému bude modifikováno za účelem snížení fononové energie nanokrystalů a zvýšení luminiscenční účinnosti v infračervené oblasti a pro konverzi vysokoenergetického záření. Bude vypracován teoretický model přenosu energie v iontech vzácných zemin a výsledky budou porovnány s experimentálními výsledky luminiscenčních měřeních. Vybrané materiály budou využity pro přípravu aktivních optických vláken, které budou využity pro přípravu vláknových laserů a distribuovaných scintilátorů.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Dr.Ing. Ivan Kašík

Anotace

Vláknové lasery jsou předmětem intenzivního výzkumu díky své vysoké účinnosti, kvalitnímu výstupnímu svazku, vysokému průměrnému výkonu a dalším výhodám, ze kterých profituje stále rostoucí okruh aplikací. Jejich srdcem jsou křemenná optická vlákna dopovaná ionty prvků vzácných zemin. Pro jejich využívání jsou důležité znalosti o stabilitě jejich optických vlastností. V rámci práce bude pozornost zaměřena na výzkum skelných materiálů o různých matricích dopovaných thuliem emitujících v oblasti okolo 2 um. Bude studována sklotvornost systémů, jejich index lomu, spektroskopické a mechanické vlastnosti. Nové poznatky vedoucí k výběru vhodného materiálového složení a metod jeho přípravy v podobě optických vláken budou následně ověřovány ve vláknových laserech.

Ústav fyzikální chemie

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Magdalena Bendová, Ph.D.

Anotace

Tato práce se bude zabývat využitím glycerolovch poly(amidoaminovými) (PAMAM) dendrimerů rozpustných ve vodě pro zapouzdření aktivních složek používaných v kosmetickém průmyslu. Pomocí fyzikálně-chemických experimentálních metod (např. osmometrií v parní fázi, inert gas stripping nebo isotermální titrační kalorimetrie) budou studovány vztahy mezi rozpuštěncem a rozpouštědlem ve vodných roztocích dendrimerů a vybraných kosmetických účinných složek jako je např. niacinamid, vitamín C, retinol nebo kyselina hyaluronová. Výsledkem práce bude účinná metoda zapouzdření a lepší pochopení interakcí mezi funkčními skupinami navržených dendrimerů s rozpouštědlem a zapouzdřených aktivních složek. Tato disertační práce je navržena ve spolupráci s Prof. Sandrine Bouquillon a může být vypracována pod dvojím vedenim (co-tutelle nebo v rámci programu Erasmus+) v Ústavu fyzikální chemie VŠCHT Praha a na unierzitě Reims Champagne-Ardenne ve Francii.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Vít Svoboda, Dr. sc. ETH Zürich

Anotace

Chiralita hraje klíčovou roli v chemii, fyzice a biologii. Reakce zahrnující chirální molekuly často zahrnují změny molekulární chirality. Jedním ze způsobů, jak v reálném čase vizualizovat chirální dynamiku indukovanou světlem v průběhu chemických přeměn, je časově rozlišený fotoelektronový cirkulární dichroismus (TRPECD). Tento disertační projekt si klade za cíl studovat chirální dynamiku spojenou s chemickou přeměnou několika chirálních molekul (chirální alleny a heliceny) na femtosekundových časových škálách. Projekt zahrnuje experimentální část, během níž bude zkonstruováno, uvedeno do provozu a využito jedinečné experimentální zařízení pro měření 3D PAD fotoelektronů, nazývané 3D velocity map imaging spektrometr. Teoretická část projektu zahrnuje vývoj výpočetního protokolu pro interpretaci časově rozlišených fotoelektronových spekter chirálních molekul na základě ab initio přístupů a výpočtů rozptylu typu elektron-molekula. Výsledkem tohoto projektu bude pokrok v několika výzkumných oblastech, včetně ultrarychlé laserové fyziky, fotochemie v excitovaných stavech, femtochirality a teoretického porozumění TRPECD spektrům.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Daniel Bím, Ph.D.

Anotace

Disertační práce bude zaměřena na vývoj nových niklových komplexů využitelných pro fotochemickou a reduktivní katalýzu cross-couplingových reakcí. Hlavními cíli projektu jsou syntéza přizpůsobených diiminových a difosfinových ligandů a důkladné studium jejich vlivu na fotofyzikální, fotochemické a redoxní charakteristiky niklových komplexů. Práce se snaží detailně vysvětlit, jak návrh katalyzátoru a volba reakčních podmínek ovlivňují mechanismy katalytických cross-couplingových reakcí, s cílem zlepšit výtěžky a reakční selektivitu. Důraz je kladen na adaptabilitu a udržitelnost pro širší uplatnění v různých odvětvích chemického průmyslu.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Ondřej Vopička, Ph.D.

Anotace

Předmětem doktorské práce je experimentální studium perstrakčního dělení obtížně dělitelných směsí látek, u kterých je předpoklad budoucí průmyslové aplikovatelnosti. Perstrakce je téměř zapomenutou metodou, která však umožňuje separaci těkavých i netěkavých látek na základě rozdílnosti rozpustnosti nebo difuzivity látek v membránách. Cílem práce je identifikace perspektivních systémů a membrán, provedení perstrakčních měření a jejich modelování, nalezení klíčových trendů (složení membrány, dělená směs).

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Květoslav Růžička, CSc.

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; nižších než 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.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. RNDr. Michal Kolář, Ph.D.

Anotace

Ribozom je klíčová součást všech živých buněk. Tento biomolekulový komplex ribozomální RNA a několika desítek ribozomálních proteinů je zodpovědný za proteosyntézu a regulaci dalších metabolických pochodů. Prvotní ribozomy se objevily přibližně před 4 miliardami ještě před vznikem života na Zemi. Tzv. protoribozomy byly menší a jednodušší než moderní ribozom. Tato dizertační práce se zaměří na studium mechanizmů tzv. abiogeneze ribozomu, tedy vzniku částic schopných katalyzovat vznik peptidových vazeb. Pomocí aparátu teoretické biofyziky a počítačových simulací budou studovány interakce peptidů a krátkých úseků ribozomální RNA a jejich závislost na okolních podmínkách.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Molekulární chemická fyzika a senzorika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. RNDr. Michal Kolář, Ph.D.

Anotace

Život na Zemi vznikl před přibližně 4 miliardami let z tzv. prebiotické polévky biomolekul. Abiogeneze klíčových součástí buňky, např. ribozomu, probíhala jako biofyzikální optimalizace reakčních sítí. Stavební bloky biomolekul spolu interagovaly a vytvářely krátké oligomery. Interakce oligomerů zřejmě vedla k biomolekulárním komplexům s katalytickou aktivitou a tvorbě prvotních biopolymerů. Práce se zaměří na rané interakce peptidů a RNA za prebiotických podmínek. Bude zkoumat vliv prostředí (např. iontů nebo pH) na schopnost oligemorů asociovat a tvořit složitější komplexy. Práce bude využívat aparát statistické mechaniky, počítačových simulací a principů strojového učení.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Daniel Bím, Ph.D.

Anotace

Disertační práce se zaměřuje na teoretické studium niklových komplexů využitelných v katalýze cross-couplingových reakcí. Cílem projektu je prostřednictvím pokročilých kvantově-chemických výpočtů analyzovat mechanismy fotochemické aktivace těchto komplexů. Práce se soustředí na klíčové aspekty, jako je charakterizace relaxačních drah excitovaných stavů, výpočet disociačních energií vazeb mezi niklovým centrem a ligandy a zkoumání vlivu ligandového pole na reaktivitu a stabilitu reakčních meziproduktů. Pozornost bude věnována srovnání různých výpočetních metod za účelem přesného popisu elektronové struktury niklových komplexů. Výsledky přispějí k hlubšímu porozumění mechanismům Niklem katalyzovaných cross-couplingových reakcí a optimalizaci návrhu účinnějších a selektivnějších katalyzátorů.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Květoslav Růžička, CSc.

Anotace

Závislost na fosilních zdrojích je bezesporu nutno snižovat. Za jednou z cest k takovému snížení je vydávána elektromobilita, která ovšem v blízké budoucnosti není schopna nahradit spalovací motory například v nákladní dopravě, nemluvě o zemích s řídkým osídlením a dlouhými přepravními vzdálenostmi. Téma práce je zaměřené na biopaliva a syntetická paliva pro vznětové motory. Půjde jednak o náhradu v současnosti často používaných methylesterů vyšších mastných kyselin (které nejsou příliš stabilní a mohou představovat pro motor zvýšenou zátěž) za stabilnější etyl- a butylestery. Zejména však půjde o studium vlastností nových paliv obsahujících kyslík, což vede k výraznému snížení tvorby sazí a emisí NOx. Tato paliva (polyethery) lze již nyní připravit z bioplynu, bioetanolu a biobutanolu, ale v budoucnosti také ze syntézního plynu získaného ze zachyceného vzdušného CO2 a vodíku z elektrolýzy vody (viz eFuels pilot plant v Čile otevřený firmou Porsche v roce 2022). Nedostatek termodynamických dat je jednou z překážek pro širší použití těchto paliv.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Michal Fulem, Ph.D.

Anotace

Tato disertační práce se zaměří na studium strukturně-relaxačních vlastností a molekulární mobility amorfních léčiv a jejich formulací s cílem lépe porozumět faktorům ovlivňujícím jejich fyzikální stabilitu.

Ústav fyzikální chemie J.H. AV ČR, v. v. i.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie J.H. AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Juraj Fedor, Ph.D.

Anotace

Doktorand bude zkoumat chemické změny v molekulách a klastrech probíhající při teplotě 0,4 Kelvina. Této teploty bude dosaženo záchytem molekul do supratekutých héliových nanokapek a následným odpařováním kapek na malé komplexy. Spouštěčem chemických změn bude interakce s elektrony s kontrolovanou energií. Získané výsledky budou mít význam v kvantové optice, konkrétně při přípravě cílových iontů pro experimenty spektroskopie pomocí kvantové logiky. Experimenty budou probíhat v úzké spolupráci se skupinou kvantové optiky z Univerzity Palackého v Olomouci.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie J.H. AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Molekulární chemická fyzika a senzorika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Libor Veis, Ph.D.

Anotace

Kvantové počítače představují jeden z největších technologických příslibů současné doby, protože nabízí bezprecedentní výpočetní výkon v podobě exponenciálního zrychlení konkrétních typů problémů. Hledání základního (a nízko ležících) elektronických stavů molekul, což je ústřední úloha kvantové chemie, patří mezi zmíněné problémy. Ve skutečnosti mají kvantové počítače potenciál zcela změnit chemický výzkum. Cílem doktorské práce bude vývoj nových hybridních kvantově-klasických algoritmů založených na variačním eigensolveru (VQE), které umožní řešení realistických chemických problémů na současných kvantových počítačích, které ještě nedovolují implementaci robustní kvantové opravy chyb.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie J.H. AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. RNDr. Radek Šachl, Ph.D.

Anotace

Galektiny, rodina proteinů vázajících glykany, hrají klíčovou roli v různých fyziologických a patologických procesech, včetně progrese nádorů a rezistence na protinádorovou léčbu. V tomto výzkumném programu se snažíme objasnit existenci a základní charakteristiky galektinových mřížek v modelových biologických membránách se zvláštním zaměřením na interakce mezi proto-typem galektin-1 a chimérickým typem galectin-3 s gangliosidem GM1. Projekt se snaží překlenout kritické mezery ve znalostech a vytvořit přímou vazbu mezi strukturou galektinových oligomerů a nanoskopickou architekturou vzniklé galektinové mřížky, a tím odhalit řídící principy vazby galektinů na membrány. S využitím sofistikovaných modelových systémů, jako jsou mikroaspirované obří lipidové vezikuly a fluorescenční techniky s nanometrovým rozlišením se studie snaží poskytnout přesvědčivé důkazy o existence galektinových mřížek v biologických membránách.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie J.H. AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Molekulární chemická fyzika a senzorika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Libor Veis, Ph.D.

Anotace

Rychle se rozvi?jeji?ci? obor polaritonicke? chemie pr?edstavuje zcela novy? pr?i?stup k chemii. Sve?tlo v ne?m neni? jen vedlejs?i? faktor chemicky?ch reakci? nebo obecny? zdroj energie, ale ma? daleko vy?znamne?js?i? roli. Di?ky silne? interakci molekul s rezonanc?ni?mi mo?dy kavit vznikaji? hybridni? stavy sve?tla a hmoty zna?me? jako polaritony, ktere? pr?i?mo ovlivn?uji? vlastnosti molekul a nabi?zeji? alternativni? cesty k pr?i?me?mu r?i?zeni? a manipulaci chemicky?ch procesu?. V chemicky?ch reakci?ch mu?z?e polaritonicka? chemie napr?i?klad nahradit funkci klasicky?ch katalyza?toru?. Tato práce si klade za ci?l vy?voj novy?ch vy?poc?etni?ch pr?i?stupu? pro popis silne? korelovany?ch molekul v prostr?edi? rezonanc?ni?ch kavit, založených na metodě renormalizac?ni? grupy matice hustoty (DMRG).

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie J.H. AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Dr. Christian Schewe

Anotace

Přechody kov-izolátor (MIT) popisují fázový přechod, který vychází z kvantových vlastností v kovu. systému kondenzované hmoty. Při MIT se mění transportní vlastnosti, jako je elektrická vodivost nebo optická vodivost. nebo odrazivost se mění o řády mezi hodnotami typickými pro kovy nebo izolanty. MIT v pevnolátkových materiálech je dobře známá a umožňuje například uměle přizpůsobit vodivost polovodičových materiálů dopováním atomy příměsí, což se průmyslově využívá při výrobě polovodičů. mikročipů a mikroelektroniky - stavebních kamenů každé digitální technologie. Nabízené doktorandské místo je součástí projektu financovaného z prostředků Grantové agentury ČR, jehož hlavním cílem je pochopit, jak probíhá MIT v kapalinách. Hledáme kandidáta, který bude provádět experimenty s využitím kapalinové fotoelektronové spektroskopie ke zkoumání přechodů elektrolyt-kapalný-kov v roztocích těchto látek roztocích kapalného amoniaku nebo aminů a vody. Naše výsledky budou kombinovány s kvantově chemickými výpočty našich partnerů ve spolupráci, abychom získali detailní mikroskopické porozumění MIT. procesu. Širší záběr projektu spojuje velmi výkonné metody pevného stavu fyziky (nabízející atomistické popisy izolátorů, polovodičů a kovů) a koncepty fyziky pevných látek (např. elektrochemie (popisující vodivost roztoků).

Ústav fyziky a měřicí techniky

Garantující pracoviště:	Ústav fyziky a měřicí techniky
Studijní program/specializace:	Měření a zpracování signálů v chemii ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Vladimír Scholtz, Ph.D.

Anotace

Cílem práce je studium, charakterizace a návrh vybraných zdrojů netermálního plazmatu pro účely modifikace pevných látek a jejich porvchů. Plazma jako zdroj mnoha reaktivních částic je vhodné pro cílenou modifikaci materiálů citlivých i inertních k chemickému působení. Modifikace může představovat cheickou změnu celého obejmu materiálů anebo pouze jeho povrchových vlastností. Typickými změnami jsou cílené terminace povrchových vazeb vhodnou funkční skupinou. Poslední možnost zahrnuje například dodatečné přivádění proudícího plynu do prostoru mezi elektrodami, působení elektromagnetického pole či ultrazvuku na plazma, atd. Modifikovaný zdroj bude poté testován z hlediska různých aplikací.

Garantující pracoviště:	Ústav fyziky a měřicí techniky
Studijní program/specializace:	Měření a zpracování signálů v chemii ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	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.

Garantující pracoviště:	Ústav fyziky a měřicí techniky
Studijní program/specializace:	Molekulární chemická fyzika a senzorika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	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.

Garantující pracoviště:	Ústav fyziky a měřicí techniky
Studijní program/specializace:	Měření a zpracování signálů v chemii ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Martin Vrňata

Anotace

Jednou z možností jak zlepšit selektivitu a detekční vlastnosti moderních chemických senzorů je využití algoritmů umělé inteligence. Tématem práce je na základě rešerše a vlastních nápadů navrhnout, připravit a testovat nové přístupy pro zpracování a těžení dat z multi komponentních zdrojů jako je například GC/IMS spektrometr, senzory a senzorová pole s odezvou ve vizuálním, infračerveném a radiofrekvenčním poli elektromagnetického spektra. Při řešení práce se předpokládá využití hardwarové akcelerace zpracování dat a softwarově definovaného radia.

Ústav chemického inženýrství

Garantující pracoviště:	Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemické a procesní inženýrství ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Tomáš Moucha

Anotace

Záchyt CO₂ je v průmyslu častou potřebou, ať se jedná o čištění odpadních plynů, kde je tento plyn obsažen v malé koncentraci, či o součásti průmyslové výroby s vysokými koncentracemi CO₂, jako například výroba vodíku. Právě posledně zmíněný příklad odpovídá technologii v závodě Unipetrol, kde přetrvávají požadavky na jeho optimalizaci. V souladu s potřebami průmyslového partnera budou cíle experimentálního výzkumu zahrnovat i)studie trvanlivosti/degradace absorpčních rozotků používaných ve stávajícím provozu, ii)studie absorpčních schopností nových kapalin s vyšší selektivitou záchytu H₂S a iii)studie vlivu stopových příměsí, například kovů Fe, Ni a V, na účinnost vypírek. Student získá cenné zkušenosti s prací v průmyslové výrobě, neboť se v rámci spolupráce s výzkumným ústavem průmyslového partnera (UniCRE) bude moci při výzkumu samostatně pohybovat v areálu Unipetrol, kde najde potřebné zázemí ve vybavené laboratoři i v osobách konzultantů-průmyslových pracovníků. Stipendium studenta bude dofinancováno z prostředků získaných průmyslovou spoluprácí, jako je smlouva s firmou Unipetrol (smlouva 2362 409 004)

Garantující pracoviště:	Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemical and Process Engineering ( výuka v anglickém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Michal Přibyl, Ph.D.

Anotace

Deep eutectic solvents (DESs) are composed of biodegradable and non-toxic chemicals, such as choline chloride in combination with glycerol or urea. These solvents present a promising way for the sustainable production of pharmaceuticals, enantiomers, and other specialty chemicals. DESs serve as versatile reaction media, enabling enantioselective enzymatic reactions, and are also effective as extraction solvents for the separation of chiral alcohols in non-aqueous systems. The primary objectives of the proposed project include: (i) Screening and identification of DESs for the selective separation of chiral alcohols from reaction mixtures. (ii) Development of microfluidic and millifluidic platforms for the synthesis and separation of chiral alcohols and other chiral compounds. (iii) Optimization of DES formulations and device design to achieve high-purity products in a continuous processing regime. Our laboratory is fully equipped to support experimental research in this area. The selected PhD student will actively contribute to grant-funded projects and is expected to participate in international scientific conferences to present research findings.

Garantující pracoviště:	Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemické a procesní inženýrství ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Michal Přibyl, Ph.D.

Anotace

Hluboce eutektická rozpouštědla (DES) jsou tvořeny biologicky odbouratelnými a netoxickými chemikáliemi, jako je cholin chlorid v kombinaci s glycerolem nebo močovinou. Tato rozpouštědla představují slibnou cestu k udržitelnější výrobě léčiv, enantiomerů a dalších specializovaných chemikálií. DES slouží jako univerzální reakční média, která umožňují enantioselektivní enzymatické reakce, a jsou také účinná jako extrakční rozpouštědla pro separaci chirálních alkoholů v nevodném prostředí. Hlavní cíle navrhovaného projektu zahrnují: (i) Identifikaci DES vhodných pro selektivní separaci chirálních alkoholů z reakčních směsí. (ii) Vývoj mikrofluidních a millifluidních zařízení pro syntézu a separaci chirálních alkoholů a dalších chirálních sloučenin. (iii) Optimalizaci složení DES a designu zařízení pro dosažení vysoce čistých produktů v kontinuálním režimu. Naše laboratoř je plně vybavena pro výzkum v uvedené oblasti. Doktorand bude zapojen do řešení projektů financovaných z grantů a očekává se, že bude prezentovat výsledky výzkumu na mezinárodních vědeckých konferencích.

Garantující pracoviště:	Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemické a procesní inženýrství ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Michal Přibyl, Ph.D.

Anotace

Mikrofluidní zařízení jsou charakterizována velkým poměrem velikosti mezifázové plochy a vnitřního objemu. Toho je možno využít při separacích speciálních chemických látek pomocí extrakce, membránových a dalších procesů. Separace opticky aktivních látek, důležitých farmaceutických produktů nebo meziproduktů cirkulárního hospodářství představuje výzvu pro současné chemické inženýrství. Nástroje matematického modelování mohou vést k lepšímu pochopení komplexních dějů v takových zařízeních a následně k designu efektivně pracujících mikrofluidních reaktorů a separátorů. Hlavními cíli navrhovaného tématu jsou: vytvoření popisu kinetiky reakcí katalyzovaných volnými a/nebo imobilizovanými enzymy v mikroreaktorech, vytvoření matematicko-fyzikálního popisu transportu hmoty a hybnosti v mikroseparátorech s vloženým elektrickým a/nebo magnetickým polem, optimalizace modulárních mikroreaktorů-separátorů za účelem dosažení vysokého stupně konverze a vysoké separační účinnosti. Modely budou studovány přibližnými analytickými technikami a numericky pomocí programu COMSOL. Školící pracoviště disponuje kvalitní výpočetní technikou. Předpokládá se podíl doktoranda/ky na řešení grantových projektů a aktivní účast na mezinárodních vědeckých konferencích.

Garantující pracoviště:	Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemické a procesní inženýrství ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Tomáš Moucha

Anotace

V biotechnologiích jsou často využívány vsádkové procesy, při kterých je používána živá kultura / biomasa. Biomasa často vytváří látky / produkty metabolismu, kterými je sama poškozována, viz například alkoholové kvašení. Příprava sterilního prostředí a optimálních počátečních podmínek bioprocesu bývá časovou i finanční zátěží celé výrobní technologie. Je tedy žádoucí usilovat o kontnualizaci takových procesů. Jedním z opatření pro zajištění kontinualizace technologie může být průběžné odstraňování primárního produktu bioprocesu, například výše zmíněného alkoholu. Tento záměr obnáší návrh dvoustupňového separačního zařízení, kdy je nejdříve třeba separovat kulturu / biomasu, tedy pevnou dispergovanou fázi, od kapaliny a následně z homogenní kapalné fáze separovat pro biomasu nebezpečné složky. Ve druhém stupni separace lze použít například pervaporaci. Cílem dizertační práce je experimentální vývoj separační technologie s využitím dvou stupňů membránové separace - mikrofiltrace a pervaporace. Práce bude vedena z pohledu chemicko-inženýrského vývoje, tj. budou hledány závislosti dosahovaných separačních parametrů, jako jsou selektivita, permeabilita, apod., na provozních parametrech, jako například tlak, průtok, teplota, složení nástřiku. K popisu závislostí budou využity checko-inženýrské veličiny jako polarizační modul membrány, či koeficient přestupu hmoty. Na pracovišti jsou k dispozici nové moduly pro uvedené membránové separace, které byly za účelem experimentálního vývoje technologie zakoupeny v loňském roce. Řešitel se seznámí jak se standardními membránovými moduly v průmyslových technologiích používanýmmi, tak originální sestavou vyrobenou profesionální firmou podle specifických požadavků pracoviště. Kromě toho, že se student seznámí s moderními technologiemi zaváděnými v průmyslu i s moderními zařízeními, bude pracovat v kolektivu studentů a akademických výzkumných pracovníků se zkušenostmi z průmyslové sféry. Doktorské studium s nabízeným zaměřením poskytne řešiteli dobrou průpravu buťo pro následné získání pozice kvalifikovaného pracovníka v průmyslu nebo pro systematické vedení dalšího výzkumu na vývojovém/výzkumném pracovišti s potřebným chemicko-inženýrským nadhledem. Další informace Doc. Dr. Ing. Tomáš Moucha, budova B VŠCHT Praha, přízemí, místnost T02, emai: tomas.moucha@vscht.cz. Stipendium studenta podle zakona platneho od zari 2025 bude dofinancovano z prosttredku vyzkumne skupiny ziskanych ve spolupraci s prumyslem (VIK 409 82 00 53) a dale z projektu GACR, ktery bude v pripade ziskani podpory zahajen v lednu 2026.

Garantující pracoviště:	Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemické a procesní inženýrství ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Tomáš Moucha

Anotace

Výroba pečiva (konkrétně fáze pečení) je energeticky náročný proces, v jehož vedení hrají významnou roli také empirické zkušenosti získané za řadu desetiletí. Hlavním kritériem je totiž získání optimálních chuťových a vzhledových vlastností výrobku. Minimalizaci energetických nákladů dosud v oblasti výroby pečiva nebylo příliš pozornosti věnováno. V době významných zvýšení cen energie je tedy vysoce žádoucí, aby otázka energetických nákladů pečení byla intenzivněji řešena. V rámci nabízené dizertační práce budou vedeny aktivity směřující k následujícím cílům. 1. Optimalizace teplotních režimů pečení pro různé typy pecí: Hlavním cílem je optimalizovat teplotní režimy pečení při dosažení požadovaných organoleptických parametrů pekařských výrobků (včetně minimálního obsahu procesních kontaminantů). Toho by mělo být dosaženo při co nejnižší spotřebě tepla a tepelných ztrátách, včetně ztrát při chlazení výrobků. 2. Vývoj univerzálního modelu a metodiky pro optimalizaci pečení: Na základě optimalizace teplotních režimů bude vytvořen model a metodika pro efektivní pečení chleba a pšeničného pečiva, přizpůsobené pro praktické využití v pekárnách. 3. Vývoj softwaru pro optimalizaci pečícího procesu: Cílem je vytvořit intuitivní, průmyslově ověřený software pro pekárny, který minimalizuje spotřebu energie a zvyšuje efektivitu a produktivitu. Práce bude finančně podpořena v rámci projektu NAZV a bude vedena ve spolupráci s Ústavem sacharidů a cereálií VŠCHT Praha, Stipendium studenta bude v souladu se zákonem platným od září 2025 dofinancováno z prostředků projektu QL24010110.

Garantující pracoviště:	Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemické a procesní inženýrství ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Tomáš Moucha

Anotace

Efektivita výroby nových produktů v oblasti biotechnologie a farmacie je významnou měrou dána použitím vhodného typu bioreaktoru. Při návrhu bioreaktoru jsou klíčovými hledisky maximální výtěžek a současně životnost přítomných mikroorganismů. Cílem doktorského studia je porovnat návrhové parametry (transportní charakteristiky jako objemomvý koeficient přestupu hmoty, zádrž plynu v kapalině, intenzita disipace energie ve vsádce) tří typů nejčastěji používaných bioreaktorů, jak je uvedeno dále. Výsledky práce budou sloužit k charakterizaci rozdílů a podobností jednotlivých typů bioreaktorů z hlediska distribuce plynu, přenosu hmoty a promíchávání v závislosti na celkové energii dodávané do systému. Transportní charakteristiky budou získány experimentálně pro modelové vsádky, které budou navrženy na základě fyzikálních vlastností reálných fermentačních médií. Práce je zamýšlena jako spolupráce VŠCHT Praha (pracoviště školitele) a Ústavu chemických procesů AV ČR (pracoviště konzultantky), ideálně pro dva řešitele, a vhodně se doplňuje s druhou prací vypsanou zde uvedenou konzultantkou. Obě pracoviště jsou vybavena potřebnými aparáty, disponují třemi typy bioreaktorů i) mechanicky míchaná nádoba, ii) probublávaná kolona a iii) air-lift reaktor. Všechny typy reaktorů jsou uzpůsobeny pro měření transportních charakteristik stejnými metodami, které tudíž poskytnou porovnatelné výsledky. Požadavky na uchazeče: VŠ vzdělání (magisterský studijní program) v oboru chemického inženýrství, strojního inženýrství, organické technologie, biotechnologie a podobných oborech; schopnost týmové, systematické a tvořivé práce; zájem o experimentální práci. Stipendium studenta podle zakona platneho od zari 2025 bude dofinancovano z prosttredku vyzkumne skupiny ziskanych ve spolupraci s prumyslem (VIK 409 82 00 53) a dale z projektu GACR, ktery bude v pripade ziskani podpory zahajen v lednu 2026

Garantující pracoviště:	Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemické a procesní inženýrství ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Tomáš Moucha

Anotace

Vodík je v současnosti používán v mnoha oblastech průmyslu ve stále větší míře, čímž také vzrůstá význam technik měření jeho koncentrace v plynech a kapalinách. Příkladem, na jehož řešení se zaměřuje i tato práce, je udržování optimálních podmínek chladiva primárního okruhu jaderných elektráren, které jsou významnou měrou dány koncentrací rozpuštěného vodíku. Jelikož světový trh nabízí velmi omezený sortiment zařízení pro selektivní měření koncentrace vodíku, byl v Laboratoři sdílení hmoty vyvinut funkční vzorek přístroje a úspěšně odzkoušen v provozních podmínkách jaderné elektrárny Dukovany. Cílem práce je posunout vývoj měřícího přístroje založeného na důmyslném chemicko-inženýrském využití difúzního procesu od funkčního vzorku k prototypu. Vývoj navazuje na zkušenosti Laboratoře sdílení hmoty získané při vývoji zařízení pro měření koncentrace kyslíku. Student se podrobně seznámí s chemicko-inženýrským pojetím principů difúze a s praktickými aspekty průmyslových měření, včetně poznání moderních prostředků snímání provozních dat. Stipendium studenta bude dofinancováno z prostředků projektu TA ČR TK05020081.

Garantující pracoviště:	Università degli Studi di Palermo Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemické a procesní inženýrství ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Tomáš Moucha

Anotace

Objemový koeficient přestupu hmoty (kLa) je klíčovým parametrem v návrzích průmyslových kontaktorů kapaliny-plynv případech, kdy je rychlost procesu řízena přestupem hmoty mezi plynem a kapalinou. Odhad hodnot kLa pro průmyslové návrhy v současnosti vychází z literárních korelací. Cílem výzkumu je vyvinout spolehlivé korelace pro predikci kLa dat v různých typech zařízení, které budou podloženy ověřenými experimentálními daty. Cílem dizertační práce je porovnat různé typy kontaktorů kapalina-plyn z hlediska jejich efektivity pro mezifázový transport hmoty. Budou vyvinuty vhodné korelace pro popis mezifázového transportu hmoty jak v mechanicky míchaných nádobách, tak v kontaktorech míchaných pneumaticky, jako je například airlift reaktor. Stipendium studenta podle zakona platneho od zari 2025 bude dofinancovano z prosttredku vyzkumne skupiny ziskanych ve spolupraci s prumyslem (VIK 409 82 00 53) a dale z projektu GACR, ktery bude v pripade ziskani podpory zahajen v lednu 2026.

Ústav chemické technologie restaurování památek

Garantující pracoviště:	Ústav chemické technologie restaurování památek
Studijní program/specializace:	Konzervační vědy v péči o hmotné kulturní dědictví ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Vítězslav Knotek, Ph.D.

Anotace

Kinematografické filmy vyrobené na podložce z triacetátu celulózy tvoří značnou část fondů filmových archivů. Filmy vyrobené v období přibližně od 50. do 80. let 20. století obsahují zvukovou stopu ve formě magnetického pásu. Podložka z triacetátu celulózy je náchylná k degradaci projevující se smrštěním, kroucením a křehnutím. Tyto rozměrové změny mohou vést k chybám při přehrávání magnetické zvukové stopy a obtížné digitalizaci. Práce se bude zabývat studiem degradačních procesů filmové podložky z triacetátu celulózy a jejich vliv na magnetickou zvukovou stopu. Jedním z cílů bude vyvinutí metod k dočasnému odstranění projevů degradace podložky a zjištění vlivu na zvukovou stopu. Zároveň bude zkoumán možný katalytický vliv přítomnosti magnetické zvukové stopy na degradaci podložky.

Garantující pracoviště:	Ústav chemické technologie restaurování památek
Studijní program/specializace:	Konzervační vědy v péči o hmotné kulturní dědictví ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Irena Kučerová, Ph.D.

Anotace

Polychromní barevná úprava sochařských děl byla historicky nedílnou součástí prezentace uměleckého díla. Základem práce bude studium barevné vrstvy, konkrétně leštěných nábrusů reálných vzorků polychromie, s důrazem na identifikaci použitých pigmentů a pojiv (VID a UV optická mikroskopie, SEM EDS, FTIR, …) a z toho plynoucí použití konkrétních výtvarných technologií. Studium se bude zabývat obdobím gotického a barokního umění v českých zemích. Práce se zaměří na popis historického vývoje polychromní vrstvy, a to v kontextu s materiálovou podstatou sochařského díla (kámen, dřevo, …) a jeho původním umístněním. Bude tedy studováno, existuje-li odlišnost ve výstavbě polychromní vrstvy určené pro prezentaci v interiéru či exteriéru, včetně možných odlišností v závislosti na použití konkrétního sochařského materiálu, např. v případě kamenného materiálu, je-li uplatňována stejná výstavba barevné vrstvy bez rozdílu na použití v Čechách běžných materiálů jakými jsou pískovec, opuka či vápenec. Získané poznatky budou diskutovány v rámci evropského kontextu.

Garantující pracoviště:	Ústav chemické technologie restaurování památek
Studijní program/specializace:	Konzervační vědy v péči o hmotné kulturní dědictví ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Dr. Ing. Michal Ďurovič

Anotace

Samotný proces diazotypie je známý od 80. let 19. století, jeho použití pro rozmnožování technických výkresů je zaznamenáno od počátku 20. let 20. století. Diazotypy nejsou stabilní materiály a vykazují vysokou citlivosti na okolní prostředí. Výsledkem degradace azobarviva na povrchu diazotypu je ztráta barvy hlavně v průběhu fotolýzy, fotooxidace a oxidace. Rychlost těchto procesů závisí na koncentraci kyslíku a škodlivých plynných polutantů v atmosféře, na teplotě, vlhkosti a na působení světla, ale také na kvalitě samotné papírové podložky. To se projevuje třemi způsoby: ztmavnutím pozadí, barevnou změnou azobarviva a zvýšenou křehkostí podložky. Cílem práce bude jednak laboratorní příprava různých typů diazotypických záznamů a následné studium vlivu vybraných degradačních faktorů na jejich stabilitu. Výsledky laboratorních testů budou porovnávány s archivními originály. Zvláštní pozornost bude také věnována studiu vlivu kvality použité papírové podložky a její případné odkyselování na stabilitu diazotypického záznamu.

Garantující pracoviště:	Ústav chemické technologie restaurování památek
Studijní program/specializace:	Konzervační vědy v péči o hmotné kulturní dědictví ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Klára Drábková, Ph.D.

Anotace

Garantující pracoviště:	Ústav chemické technologie restaurování památek
Studijní program/specializace:	Konzervační vědy v péči o hmotné kulturní dědictví ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Dr. Ing. Michal Ďurovič

Anotace

Instrumentální analytické a zobrazovací metody založených na interakci rentgenového záření s materiály jsou považovány za neinvazivní, tedy bez negativního dopadu na vlastnosti zkoumaných materiálů. Některé současné sofistikované rentgenové techniky poskytující přesnější informace o složení a struktuře předmětů vyžadují často i výrazně větší dávky ozáření např. mikro-analýz s fokusem RTG-záření do malého objemu na povrchu předmětu; analýzy v rentgenových svazcích synchrotronových zdrojů; výpočetní tomografie. Cílem bude studium nežádoucích radiačních a post radiačních efektů u vybraných organických materiálů se složitějšími molekulami, které mohou být poškozeny působením vzniklých radikálů (např. různé druhy papíru, textilu, kolagenové materiály, proteinová pojiva, případně arylmetanová barviva).

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.

Garantující pracoviště:	Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Vladimír Ždímal, Dr.

Anotace

Bioaerosoly jsou aerosolové částice biologického původu, jako například pylová zrna, viry, bakterie a podobně. Přestože početní zastoupení těchto částic v atmosféře je marginální, mohou mít klíčový vliv nejen na naše zdraví (alergie), ale také na vznik oblačného ledu. V navržené práci budou zkoumány početní koncentrace různých typů bioaerosolů v atmosféře a jejich schopnost tvořit ledová jádra. K tomu bude použit jak nový senzor bioaerosolů, tak nová přenosná expanzní ledová komora, která je navržena ke studiu koncentrací ledových jader v atmosféře za různých teplot pod bodem mrazu. Požadavky na uchazeče • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru environmentální vědy, meteorologie, chemické inženýrství, fyzikální chemie, chemická fyzika, apod. • ochota dělat experimentální práci a učit se novým věcem; • schopnost týmové práce.

Garantující pracoviště:	Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Vladislav Dřínek, CSc.

Anotace

Cílem doktorské práce bude dělení racemických směsí membránovými separačními procesy. Racemické směsi obsahují stejné množství L a D enantiomerů. Jednotlivé enantiomery mají tytéž fyzikálně-chemické vlastnosti v achirální prostředí, a proto je velmi obtížné je vzájemně odseparovat. Nicméně v lidském organismu mají L a D enantiomery jiné účinky a D enantiomery mohou být zdraví škodlivé. Doktorská práce bude zaměřena na vývoj nových chirálních membrán a separačních technik pro selektivní separaci enantiomerů z racemických směsí a vliv koncentrace enantiomerů, typu rozpouštědla, pH, teploty a elektrického pole na jejich separaci s praktickými aplikacemi, především ve farmaceutickém, potravinářském nebo agrochemického průmyslu. U doktoranda/ky bude vyžadováno zpracování podrobné rešerše zahraniční literatury v dané problematice (nutnost aktivní znalosti anglického jazyka), samostatné měření a zpracování výsledků a ve spolupráci se školitelem i napsání publikací do zahraničních periodik. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, fyzikální chemii, organické technologii; • ochota experimentovat a učit se nové věci; • schopnost týmové práce.

Garantující pracoviště:	Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemické a procesní inženýrství ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Jaroslav Tihon, CSc.

Anotace

Cílem projetku je experimentální studium charakteru dvoufázového proudění (kapalina-plyn) v kanálech mikrometrických rozměrů. Naše pozornost se zaměří na zmapování tokových režimů pro různé geometrie kanálků (např. pravoúhlé křížení, T-větvení, náhlé rozšíření) a reologicky odlišné typy kapalin (Newtonské, viskoelestické, či pseudoplastické). Originální experimentální technika vyvinutá v našem oddělení, elektrodifúzní diagnostika proudění, bude využita jak pro určení směru a rychlosti proudění kapaliny v blízkosti stěny, tak i pro detekci průchodu bublin. Dodatečné informace o proudění budou získány pomocí vizualizačních experimentů využívajících rychloběžnou kameru, popřípadě pomocí měření rychlostních polí metodou mPIV (Micro Particle Image Velocimetry). Projekt je vhodný pro absolvent(a/ku) chemicko-inženýrského studia nebo studia jiného typu s technickým zaměřením. Uchazeč by měl být experimentálně zručný a měl by mít alespoň základní znalosti z oblasti hydrodynamiky. Základním předpokladem je ovšem chuť do samostatné výzkumné práce. Případný zájemce se bude moci opřít o naše bohaté zkušenosti jak v oblasti automatizovaných experimentálních měření s následným zpracováním dat (LabView), tak i řešení složitých hydrodynamických úloh (MatLab, Mathematica).

Garantující pracoviště:	Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemické a procesní inženýrství ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jaromír Havlica, Ph.D.

Anotace

Disertační práce se zaměřuje na výzkum transportu tepla v granulárních systémech během procesu míchání. Cílem je analyzovat transportní mechanismy v granulárních materiálech pomocí numerických simulací a experimentů. Kombinace metody diskrétních prvků (DEM), numerického modelování proudění (CFD) a experimentálního ověřování umožňuje komplexní pohled na tepelné chování systému. Práce se soustředí na vliv rychlosti, intenzity míchání a vlastností materiálů na teplotní změny a studuje roli mechanických sil při transportu tepla. Výsledky přispějí k lepšímu porozumění transportním procesům v granulárních materiálech a mohou mít dopad na materiálové inženýrství, chemický průmysl i energetické systémy. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, matematickém modelovaní, počítačových vědách; • ochota učit se nové věci; • schopnost týmové práce.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Magdalena Caklová, Ph.D.

Anotace

S rostoucí spotřebou léčivých přípravků se zvyšuje také kontaminace odpadních vod farmaceutickými látkami. Většina standardních systémů čištění odpadních vod nedokáže tyto mikropolutanty efektivně odstranit, což vede k jejich uvolňování a kumulaci v životním prostředí. Vzniká tak potenciální riziko nejen pro vodní ekosystémy, ale i pro zdroje pitné vody. Nalezení účinné a ekologické technologie vhodné pro odbourávání těchto kontaminantů se stává nutností. Cílem této práce bude příprava, charakterizace a testování nových fotokatalyticky aktivních kompozitů na bázi grafitického uhlíku a oxidu titaničitého. Fotokatalytické vlastnosti připravených materiálů budou ověřeny při degradaci vybraných polutantů jak z modelových, tak reálných odpadních vod. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) chemického nebo environmentálního zaměření; • systematický a kreativní přístup k práci; • svědomitý a proaktivní přístup, analytické myšlení; • samostatnost i schopnost týmové práce.

Garantující pracoviště:	Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Vladimír Ždímal, Dr.

Anotace

Hygroskopicita aerosolových částic je jejich schopnost na sebe vázat vzdušnou vlhkost. Tím se mění jejich tvar, rozměr a fázové chování. Tato vlastnost má vliv na schopnost částic stát se kondenzačními jádry oblačných kapek, na jejich optické vlastnosti, na globální změny klimatu i na lidské zdraví. Cílem projektu je studovat interakce aerosolových částic se vzdušnou vlhkostí v laboratoři. Budou generovány aerosolové částice složené z látek běžně se vyskytujících v atmosférickém aerosolu a jejich hygroskopicita bude studována pomocí nově zkonstruované zvlhčovací komory. Velikost připravených suchých částic bude změřena aerodynamickým spektrometrem částic APS a tyto pak budou vedeny do zvlhčovací komory simulující podmínky v dýchacím ústrojí člověka. Velikost zvlhčených částic za podmínek odpovídajících prvním rozvětvením průdušek bude opět změřena spektrometrem APS. Výsledky experimentů budou porovnány s modelovými předpověďmi. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v chemickém inženýrství, fyzikální chemii, organické technologii, chemické fyzice, meteorologii, environmentálních vědách; • ochota experimentovat, učit se nové věci, a pracovat v týmu.

Garantující pracoviště:	Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemické a procesní inženýrství ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jaromír Havlica, Ph.D.

Anotace

Bubliny nebo kapky dispergované v kapalině jsou zásadní součástí vícefázových systémů, běžných v procesech jako aerace, emulzifikace nebo extrakce. Pochopení interakcí těchto fluidních částic s vírovými strukturami je klíčové pro optimalizaci vícefázových systémů v průmyslovém měřítku. Dizertační práce se zaměřuje na numerické simulace interakcí fluidních částic s definovanými víry pomocí pokročilých metod CFD. Projekt cílí na vytvoření modelů predikujících dynamiku a výsledky interakcí, včetně deformací fluidních částic, jejich případného rozpadu, deformací víru a změn jeho energetických charakteristik. Výzkum kombinuje numerické simulace s experimentálním ověřováním, což umožňuje komplexní pohled na rozhraní mezi bublinami/kapkami a víry. Výsledky mohou významně přispět k optimalizaci procesů v chemickém, potravinářském a energetickém průmyslu. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, matematickém modelovaní, počítačových vědách, • ochota učit se nové věci, schopnost týmové práce.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Pavel Topka, Ph.D.

Anotace

Těkavé organické látky (VOC) jsou jedním z hlavních přispěvatelů ke znečištění ovzduší. Jsou prekurzory fotochemického smogu (přízemní ozon) a velmi účinné skleníkové plyny (až 11krát účinnější ve srovnání s CO2). Kromě toho jsou škodlivé nejen pro životní prostředí, ale i pro lidské zdraví (toxické, zapáchající, mutagenní a karcinogenní). Proto jsou celosvětově zaváděny stále přísnější předpisy s cílem snížit emise VOC do atmosféry. VOC jsou emitovány z tisíců různých zdrojů, jako jsou chemické závody, ropné rafinerie, elektrárny, průmysl nátěrových hmot, čerpací stanice, čistírny atd. V průmyslu jsou staré spalovací jednotky vybavovány technologií katalytické oxidace, což je ekologická a nákladově efektivní metoda pro snížení emisí VOC. Cílem práce je vývoj nových katalyzátorů pro oxidaci VOC. Aktivita a selektivita připravených katalyzátorů v oxidaci modelových VOC bude korelována s jejich fyzikálně-chemickými vlastnostmi a budou identifikovány faktory klíčové pro jejich účinnost. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v chemickém inženýrství, fyzikální chemii, organické technologii, chemické fyzice nebo podobném oboru; • ochota experimentovat a učit se nové věci, schopnost týmové práce.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Tomáš Strašák, Ph.D.

Anotace

Tématem projektu bude aplikace principů modulární syntézy při přípravě nových dendritických materiálů s vlastnostmi vhodnými pro medicínské uplatnění, a to především v oblasti regenerativní medicíny. V první fázi bude připravena knihovna karbosilanových stavebních bloků (dendronů) s využitím křemíku jako větvícího prvku a s vhodnou periferní funkcionalizací (sacharidové ligandy, kationtové skupiny, PEGylové řetězce apod.). Dále budou tyto komponenty sloužit ke konstrukci multifunkčních makromolekulárních systémů s přesně definovanou dendritickou strukturou. Součástí práce bude využití připravených produktů pro enkapsulaci nízkomolekulárních léčiv, komplexaci terapeuticky aktivních proteinů a růstových faktorů a fyzikálně-chemická charakterizace těchto systémů. Důraz bude kladen na vhodné farmakokinetické a cytotoxické vlastnosti. Práce bude součástí výzkumu podpořeného v rámci projektu OP JAK. V aplikačním uplatnění připravených materiálů bude student úzce spolupracovat s externími pracovišti v rámci projektu. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v organické chemii, organické technologii; • ochota experimentovat a učit se nové věci; • schopnost týmové práce.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Karel Soukup, Ph.D.

Anotace

Hlavním cílem navrhovaného projektu je vyhodnocení významu specifických vlastností nových polymerních nanovlákenných útvarů připravených technikou elektrostatického zvlákňování pro jejich využití jako účinných nosičů katalyticky aktivních složek. Další oblasti zkoumání, na které se zaměřuje tento projekt, budou zahrnovat optimalizaci procesních parametrů elektrostatického zvlákňování vzhledem k vlastnostem připravovaných nosičů, nanášení katalyticky aktivních center nebo jejich prekurzorů a hodnocení vlivu mikrostruktury nosičů na fenomenologickou kinetiku modelových reakcí. Modelové reakce budou zahrnovat jak reakce v plynné fázi (úplná oxidace těkavých organických látek), tak reakce v kapalné fázi (selektivní hydrogenace nenasycených karbonylových sloučenin). Kromě toho bude také zkoumán vliv možných rozdílů mezi povrchem polymerní hmoty nanovláken a konvenčních katalyzátorových nosičů na katalytické vlastnosti. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru chemické technologie, chemické inženýrství nebo chemie materiálů; • systematický a kreativní přístup k práci; • ochota experimentovat a učit se nové věci.

Garantující pracoviště:	Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemické a procesní inženýrství ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Petr Stanovský, Ph.D.

Anotace

Polyiontové kapaliny, metalo-kovalentní organická molekulární síta a planární nanočástice na uhlíkové či jiné bázi přestavují novou cestu pro zlepšení separačních schopností polymerních membrán pro dělení plynů a organických par. Tento druh funkcionalizace polymerů rovněž vede k potlačení negativních jevů jako je plasticizace a stárnutí, které limitují využití nové generace polymerních materiálů s excelentními separačními vlastnostmi. Cílem práce je zjistit, jaký vliv má typ a množství funkcionalizace na transportně-separační parametry a strukturu membrán. Studie transportních a separačních vlastností bude provedena za použití automatizovaných systémů na měření permeace směsí plynů a organických par. V rámci práce budou zkoumány možnosti predikce transportních parametrů pomocí fyzikálních modelů a metod strojového učení. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, fyzikální chemii nebo relevantním oboru. • zájem o vědu, ochota experimentovat, učit se nové technické věci, schopnost týmové práce.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Jindřich Karban, Ph.D.

Anotace

Galektiny jsou podskupinou lektinů (proteiny vážící sacharidy, odlišné od enzymů a protilátek) vyznačující se afinitou k některým galaktosidům a sekvenční homologií. Nekovalentní interakce oligosacharidů s galektiny se podílejí na mnoha základních biologických procesech. Inhibice těchto interakcí syntetickými analogy sacharidových ligandů (glykomimetiky) má zásadní význam jak při studiu galektinů, tak i ve vývoji nových léčiv. Hlavním cílem tohoto projektu doktorského studia je syntéza a evaluace hybridních glykomimetických inhibitorů galektinů založených na kombinaci sacharidových a organometalických strukturních motivů. Zavedením organometalické komponenty do molekuly glykomimetického inhibitoru lze nejen dosáhnout vyšší afinity a selektivity inhibice, nýbrž i usnadnit studium interakce s galektiny pomocí elektrochemických metod. Přítomnost přechodného kovu v molekule inhibitoru také rozšiřuje možnosti jeho detekce v buňkách a tkáních. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru chemie. • Ochota osvojit si a aplikovat pokročilé postupy organické syntézy.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Jindřich Karban, Ph.D.

Anotace

Galektiny jsou podskupina lektinů (proteinů vážící sacharidy, odlišných od enzymů a protilátek) vyznačující se afinitou k některým galaktosidům a sekvenční homologií. Tzv. tandemové galektiny obsahují ve své molekule dvě příbuzné, ale neidentické vazebné domény s částečně odlišnými substrátovými preferencemi. Jejich inhibice syntetickými analogy sacharidů (glykomimetiky) má zásadní význam jak pro základní výzkum, tak i ve vývoji nových léčiv. Navázáním specifických monovalentních inhibitorů jednotlivých vazebných domén na vhodný nosič vznikne multivalentní inhibitor, kterým lze při vhodné topologii inhibovat obě domény kompletního tandemového galektinu současně a s vysokou efektivitou. Hlavním cílem tohoto projektu doktorského studia je syntéza a evaluace glykomimetických inhibitorů jednotlivých domén a ověření hypotézy, že vhodným prostorovým uspořádáním těchto inhibitorů na nosiči lze připravit vysoce účinné inhibitory tandemových galektinů díky multivalentnímu efektu. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru chemie. • Ochota osvojit si a aplikovat pokročilé postupy organické syntézy.

Garantující pracoviště:	Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemické a procesní inženýrství ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jaromír Havlica, Ph.D.

Anotace

Disertační práce se zaměřuje na výzkum sorpčních procesů plynů v heterogenních systémech pomocí numerických simulací (CFD) a experimentálních metod. Cílem je detailně analyzovat mechanismy sorpce, transportu a interakce plynů v nehomogenních strukturách. Kombinace CFD modelování a experimentů poskytne komplexní pohled na kinetiku sorpce, vliv struktury materiálu a transportní mechanismy. Práce zkoumá změny sorpčního chování v závislosti na materiálových vlastnostech, teplotě, tlaku a geometrii systému. Důraz je kladen na charakterizaci sorpčních mechanismů a jejich vliv na transport plynů v heterogenních prostředích. Výzkum si klade za cíl přispět k pochopení sorpčních procesů a jejich optimalizaci v oblastech environmentálních technologií, skladování plynů, katalýzy a separace. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, matematickém modelovaní, počítačových vědách; • ochota učit se nové věci; • schopnost týmové práce.

Garantující pracoviště:	Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemické a procesní inženýrství ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jaromír Havlica, Ph.D.

Anotace

Disertační práce se zabývá vlivem adhezních sil na chování a interakce částic v granulárních systémech. Cílem je detailně analyzovat vliv adheze na dynamické chování částicových struktur pomocí numerických simulací a experimentů. Výzkum kombinuje metodu diskrétních prvků (DEM) s experimentálním ověřováním a poskytuje komplexní pohled na adhezní jevy v částicových systémech. Práce se zaměřuje na vliv adhezních sil na agregaci, shlukování a mechanické chování částic, včetně vlivu materiálových vlastností, povrchové energie a vnějších podmínek. Hlavní důraz je kladen na charakterizaci adhezních mechanismů a jejich dopad na makroskopické chování částicových struktur. Výstupy výzkumu mohou přispět k hlubšímu pochopení mechanismů adheze a jejich využití v materiálovém inženýrství, farmaceutickém průmyslu a nano/mikrotechnologiích. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, matematickém modelovaní, počítačových vědách; • ochota učit se nové věci; • schopnost týmové práce.

Garantující pracoviště:	Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemické a procesní inženýrství ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	MSc. Sandra Kordac Orvalho, Ph.D.

Anotace

Vícefázové systémy s přítomností plynné fáze v kapalném prostředí jsou všudypřítomné v přírodě i živých systémech. Kontakt kapaliny s plynem je důležitý také v mnoha průmyslových procesech, jako je flotace nebo aerované reaktory. Surfaktanty, PAL, se svou schopností snižovat mezifázové napětí mezi kapalinou a plynem, mění chování mnoha vícefázových procesů. Pro mnoho systémů však charakterizace rozhraní pouze povrchovým napětím nestačí a nezbytné začínají být méně konvenční měření povrchové reologie a adsorpční/desorpční charakteristiky PAL. Cílem této práce je experimentálně určit vliv povrchově aktivních látek na dynamiku bublin a s tím související procesy (pohyb bublin, absorpce, koalescence atd.) a charakterizovat vybrané PAL měřením relevantních fyzikálně-chemických a transportních vlastností. Práce zahrnuje měření mezifázové reologie, pozorování dynamiky bublin pomocí rychloběžné kamery, stavbu jednoúčelových drobných zařízení pro provádění experimentů a interpretaci získaných výsledků. Požadované vzdělání a schopnosti • VŠ studium chemického, strojního inženýrství nebo fyzikální chemie; • Systematický a tvůrčí přístup k práci, schopnost týmové spolupráce.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Jindřich Karban, Ph.D.

Anotace

Důležitým aspektem při navrhování léčiv a materiálů na bázi sacharidů je jejich konformační chování, které je zčásti podmíněno přítomností intramolekulárních vodíkových vazeb. K dosažení požadovaných vlastností těchto látek se používá regio- a stereoselektivní zavedení fluoru. Dosud však nebyl zkoumán vliv fluoru na intramolekulární vodíkové vazby v oligosacharidech tvořené funkčními skupinami vicinálními k fluoru. Cílem tohoto projektu doktorského studia je prozkoumat tento vliv a objasnit konformaci vybraných fluorovaných oligosacharidů. Budou syntetizovány fluorované disacharidy odvozené od N-acetyllaktosaminu a fluorované trisacharidy odvozené od Lewisova antigenu X (LewisX), které budou použity ke studiu intramolekulárních vodíkových vazeb včetně nekonvenční vodíkové vazby stabilizující LewisX. Kombinace výpočetních přístupů a NMR experimentů bude použita k objasnění konformačních stavů a k detekci a vyhodnocení intramolekulárních vodíkových vazeb. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru chemie. • Ochota osvojit si pokročilé postupy organické syntézy a strukturní analýzy

Garantující pracoviště:	Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemické a procesní inženýrství ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Dr. Ing. Petr Klusoň

Anotace

Mikrofluidní zařízení hrají klíčovou roli při propojování oblastí chemického inženýrství a medicíny a umožňují interdisciplinární výzkum. Tyto miniaturizované systémy manipulují s malými objemy tekutin a nabízejí přesnou kontrolu pro studium biologických procesů a podávání léčiv. V chemickém inženýrství pomáhá mikrofluidika při optimalizaci reakcí, zvyšování účinnosti procesů a vývoji pokročilých materiálů. Zároveň v medicíně tato zařízení usnadňují složité analýzy buněk, biomolekul a mechanismů nemocí. Tato práce se bude zabývat integrací mikrofluidních zařízení pro studium průběhu chemických a biologických procesů v oblasti personalizované medicíny a diagnostiky. Uchazeč by měl mít aktivní zájem o chemii nebo biochemii a také mít kladný vztah k experimentální laboratorní práci, která je nutná pro studium procesů v mikrofluidním prostoru, vyhodnocení a analýze získaných dat. K plnění zadaných úkolů bude vyžadována samostatnost, kreativnost, schopnost týmové práce, zájem učit se nové věci a v neposlední řadě také znalosti anglického jazyka.

Garantující pracoviště:	Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemické a procesní inženýrství ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Petr Stavárek, Ph.D.

Anotace

Mikroreaktory představují perspektivní zařízení, která pro své výhodné vlastnosti nacházejí stále rozšířenější uplatnění v mnoha chemických procesech. Jejich výhodou je, že konstrukci mikroreaktorů lze přizpůsobit studovanému procesu a tak geometrie jejich reakčního prostoru dovoluje studovat reakce nebo testovat katalyzátory bez vlivu transportu hmoty nebo tepla. Náplní předkládaného tématu je proto studium tepelně zabarvených převážně katalytických reakcí v plynné fázi v mikroreaktorech s cílem optimalizace procesu. Práce bude zahrnovat experimentální laboratorní testy s modelovými reakcemi, zpracování dat, matematický popis kinetiky a transportních veličin s cílem návrhu mikroreaktoru pro optimální průběh studované reakce a maximální prostorový výtěžek. Uchazeč by měl disponovat dobrými znalostmi chemického a reakčního inženýrství a mít kladný vztah k práci s PC, který je potřebný k osvojení si systémů sběru dat, jejich vyhodnocení a matematickému modelování. K plnění zadaných úkolů bude vyžadována samostatnost, kreativnost, schopnost týmové práce, zájem učit se nové věci a znalost anglického jazyka.

Garantující pracoviště:	Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Vladislav Dřínek, CSc.

Anotace

Ekonomicko-politický tlak na náhradu fosilní energetiky solárními a větrnými zdroji energie neustále sílí. Navíc přebytek okamžité energie z těchto zdrojů v elektrické síti ztěžuje její provoz a někdy přímo ohrožuje dodávky elektrické energie. V rámci naší skupiny jsme vyvinuli katalyzátory, které by v elektrochemických článcích spotřebovávaly přebytečnou elektrickou energii. Zároveň jsou schopny využívat CO2 vzniklý při spalování jako zdroje uhlíku a měnit jej na jednoduché C1-C6 uhlovodíky. Příprava takového účinného katalyzátoru je podmíněna výběrem materiálu a jeho morfologií. Cílem je proto připravit takový katalyzátor s elementárním složením a nanostrukturovaným profilem, aby konečným hlavním produktem byl vybraný uhlovodík jako např. metanol, etanol, kyselina adipová apod. Požadavky na uchazeče: • VŠ (Ing., Mgr.) chemického nebo fyzikálního směru; • zájem o experimentální práci; • schopnost osvojit si různé analytické techniky (XPS, SEM/EDX, TGA, XRD, FTIR).

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Dr. Ing. Vladimír Církva

Anotace

Mnoho syntetických strategií se snaží měnit tvar a velikost π konjugovaného systému aromatických sloučenin a tím optimalizovat jejich vlastnosti. V poslední době se do popředí dostává alternativní přístup, kdy se do aromatického skeletu začlení heteroatom (fosfor), jehož specifické vlastnosti (chirální centrum na fosforu, snadná změna oxidačního stavu, možnost derivatizace) pak výrazně ovlivňují chování celého systému. Tento projekt se zabývá vývojem jednoduché a efektivní přípravy, která zavádí do aromatických struktur fosforové hexacykly. Snahou je tento přístup aplikovat při syntéze polyaromatických látek jako jsou fenaceny, heliceny či nanografeny obsahující atomy fosforu. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v organické chemii, • experimentální zručnost a praktická znalost organické syntézy, • schopnost týmové práce, • pracovní poměr na ÚCHP.

Ústav chemie ochrany prostředí

Garantující pracoviště:	Ústav chemie ochrany prostředí
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie ochrany životního prostředí ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Lenka McGachy, Ph.D.

Anotace

Dizertační práce bude zaměřena na problematiku monitoringu kontaminace povrchových vod pomocí bentických organismů. Součástí bude hodnocení vlivu sezonních změn a druhové specifity na kvalitu dat. Laboratorní práce budou zahrnovat ekotoxikologické testy a určení bioakumulačního potenciálu vybraných polutantů.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie ochrany prostředí
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie ochrany životního prostředí ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Lenka McGachy, Ph.D.

Anotace

Práce bude zaměřena na problematiku pokročilých oxidačních a redukčních procesů využitelných pro regeneraci adsorpčních materiálů nasycených PFAS a degradaci desorbovaných PFAS ve vodném prostředí. Výzkum bude konkrétně zaměřen na možnosti použití rozličných metod v rámci pokročilých oxidačních a redukčních procesech. Jednotlivé metody budou posuzovány s ohledem na faktory, jako je účinnost regenerace adsorbentů a degradace PFAS, kinetika procesů, spotřeba činidel/energie či tvorba vedlejších transformačních produktů.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie ochrany prostředí
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie ochrany životního prostředí ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Lenka McGachy, Ph.D.

Anotace

Kontaminace oděvů a veškerého vybavení hasičů zasahujících u požárů může mít potenciálně negativní vliv na zdraví hasičů, kteří tyto oděvy a vybavení používají. Tato práce se tak bude zabývat možnostmi analýzy kontaminace jednotlivých složek oděvů a dalšího vybavení použitého při hasebním zásahu, účinnostmi dekontaminace tohoto vybavení a zhodnocením případných vlivů na zdraví zasahujících hasičů.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie ochrany prostředí
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie ochrany životního prostředí ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Lenka McGachy, Ph.D.

Anotace

Disertační práce se zaměřuje na využití výstupních proudů ze zemědělských bioplynových stanic pro autotrofní kultivaci vybraných druhů mikrořas. Digesční zbytky a spalinový spalinový oxid uhličitý budou zužitkovány pomocí mikrořas v nízkonákladových průtočných fotobioreaktorech a následně bude ověřena možnost produkce bioplynu ze získané biomasy.

Ústav chemie pevných látek

Garantující pracoviště:	Ústav chemie pevných látek
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Barbora Doušová, CSc.

Anotace

Biochar je přírodní materiál schopný absorbovat a zadržovat ve srovnání s půdami a sedimenty velké množství vody, ale také adsorbovat např. toxické prvky samostatně nebo v kombinaci s jiným odpadním materiálem, např. popílkem. Smísení biocharu s vybranými půdními profily formou řízeného přídavku může ovlivnit vysychání půd, které se stává vzhledem ke stále častěji se vyskytujícím "suchým obdobím", a celkově nižším srážkovým úhrnům zásadním ekologickým problémem. Zároveň dochází i ke zlepšení kvality půdy díky záchytu kontaminantů. Metoda přídavku materiálu s vysokou nasákavostí do ekosystému může významně přispět k lepšímu hospodaření s vodou, vyrovnání vodního cyklu a zkvalitnění kontaminované půdy.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie pevných látek
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Jan Čejka, Ph.D.

Anotace

Vícekomponentní krystaly API (např. soli, solváty nebo kokrystaly) mají velký potenciál co se týče úpravy farmakokinetického profilu, stability API atd. Způsob zabudování rozpouštědla, iontu nebo koformeru do struktury farmaceutické látky může výrazně ovlivnit její aplikační vlastnosti. Cílem práce je příprava monokrystalů solí, solvátů, kokrystalů a solvatomorfů vybraných látek, určení případných polymorfních přeměn v závislosti na teplotě, jejich charakterizace řadou analytických metod s důrazem rtg-strukturní analýzu a následné srovnání a korelace strukturních parametrů, definování prostoru, který nový komponent ve struktuře zaujímá.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie pevných látek
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Jan Čejka, Ph.D.

Anotace

Téma práce bude zaměřeno na přípravu a růst krystalů těkavých a sublimujících organických sloučenin, především aktivních farmaceutických látek (polymorfů, solvátů, solí a kokrystalů) z plynné fáze a z roztoku s cílem připravit jejich objemové krystaly. Těžištěm práce bude navržení aparatury a optimalizace růstu krystalů modelových organických sloučenin depozicí z plynné fáze použitím horizontální dvousekční odporové pece s oddělenou regulací teploty. Tato metoda je založena na převedení (sublimaci) výchozí suroviny do plynné fáze v zásobní části růstového systému a jeho následné krystalizaci (desublimaci) v nejchladnějším místě druhé krystalizační části systému. Nastavením vhodného teplotního režimu v obou sekcích pece je regulována rychlost růstu vznikajícího krystalu. Nedílnou součástí práce bude (i) návrh krystalizační nádoby složené ze dvou částí – zásobní a krystalizační, (ii) optimalizace růstových podmínek (teplotní gradient v peci, teplotní režimy), a (iii) charakterizace připravených krystalů z hlediska jejich fyzikálních, strukturních a optických vlastností. Další část práce bude zaměřena na přípravu krystalů modelových organických sloučenin z roztoku a studium vlivu různých rozpouštědel na průběh krystalizace a výslednou kvalitu krystalů. Výsledné charakterizace krystalů získaných různými postupy budou porovnány.

Ústav chemie přírodních látek

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Kamil Parkan, Ph.D.

Anotace

Sacharidy jsou klíčové biomolekuly, které hrají zásadní roli v různých biologických procesech, jako je buněčná signalizace, adheze, rozpoznávání a mezibuněčná komunikace. V kontextu biomedicíny představují sacharidy a jejich deriváty důležité cíle pro vývoj nových terapeutických látek. Glykomimetika jsou syntetická analoga sacharidů, která napodobují jejich biologické funkce, avšak na rozdíl od přírodních sacharidů jsou stabilní vůči chemické a enzymatické hydrolýze, což zvyšuje jejich terapeutický potenciál a použitelnost. Cílem tohoto doktorského projektu je navrhnout, syntetizovat a charakterizovat nové struktury glykomimetik s potenciálním využitím v cílené terapii a diagnostice. Důraz bude kladen na vývoj sloučenin s vysokou specifitou a afinitou k receptorům zapojeným do patologických procesů, jako jsou záněty, infekce a nádorové bujení. Finální glykomimetika budou podrobena biologickému testování za účelem stanovení jejich terapeutického a diagnostického potenciálu. Téma je určeno primárně pro absolventy chemických a farmaceutických oborů. Student během projektu získá hluboké znalosti v oblasti organické syntézy, technik separace a purifikace a osvojí si moderní metody strukturní analýzy (NMR, MS, HPLC). Součástí práce bude i základní biologické hodnocení syntetizovaných látek.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Martin Kuchař, Ph.D.

Anotace

Záměrem tohoto výzkumného projektu je syntetizovat látky s potenciálními psychoplastogenními vlastnostmi a využít je jako nástroj pro neuroimaging pro objasnění jejich základních neurobiologických mechanismů. Cílem projektu je pomocí zkoumání vztahů mezi strukturou a aktivitou již známých a popsaných psychoaktivních látek ze skupiny tryptaminů, fenethylaminů a dalších přírodních alkaloidů navrhnout syntetické cesty pro jejich nová analoga a identifikovat vhodné látky pro farmakologická a neurobiologická zkoumání. V rámci mezinárodní spolupráce bude jejich biologická aktivita testována na ovlivnění monoaminových receptorů a transportérů, na cytotoxicitu a na růst neuronálních buněk (prostřednictvím sledování faktoru BDNF). Vybrané látky budou předmětem preklinických studii v animálním modelu, především s využitím behaviorálních testů a zobrazovacích metod jako je EEG, fMRI a v případě izotopicky značených látek také pomocí PET.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Martin Kuchař, Ph.D.

Anotace

Nové psychoaktivní látky tvoří strukturně rozmanitou skupinu s širokým spektrem účinku na centrální a vegetativní nervovou soustavu. Řada látek má potenciál při léčbě duševních poruch, neurodegenerativních onemocnění nebo terapii bolesti. Práce bude zaměřena na vypracování metodiky stanovení hladin významných biologicky aktivních látek ve složité biologické matrici. Výsledky budou důležitou součástí probíhajícího neuropsychofarmakologického výzkumu psychoaktivních látek a preklinických studií na pracovišti BAFA. Důraz bude kladen především na optimalizaci zpracování biologických vzorků a vývoj vhodné LC metody ve spojení s hmotnostní spektrometrií.

Ústav informatiky a chemie

Garantující pracoviště:	Ústav informatiky a chemie
Studijní program/specializace:	( )
Školitel:	Ing. Martin Šícho, Ph.D.

Anotace

Díky pokročilým technikám strojového učení se predikce proteinové struktury nedávno stala rychle se rozvíjejícím oborem výpočetní biologie s obrovským potenciálem umožňujícím nové poznatky o molekulárních funkcích a usnadnit vývoj léčiv. Nedávné pokroky, jako jsou AlphaFold, Boltz, Chai, ESMFold, OpenFold nebo RoseTTAFold, obohatili toto pole tím, že dosáhly bezprecedentní přesnosti při predikci 3D struktur proteinů založených výhradně na sekvencích aminokyselin. Nicméně přetrvávají omezení, jako je zpracování intrinsicky neuspořádaných oblastí, účinky mutací a modelování ligandem vázaných stavů. Tento projekt PhD si klade za cíl využít modely predikce proteinové struktury k řešení klíčových biologických otázek, zejména v charakterizaci nemocí a identifikaci cílů pro potenciální léčiva. Prozkoumá nové hypotézy pro pochopení mechanismů onemocnění a identifikaci terapeutických cílů. Dále bude výzkum hodnotit nové techniky objasnění proteinové struktury pro virtuální screening a predikci afinity biologicky aktivních ligandů, především s důrazem na jejich potenciál v návrhu léčiv založeném na proteinové struktuře. Projekt se také zaměří na hodnocení a zlepšení současných modelů tím, že identifikuje a navrhne řešení omezení v případě konformační flexibility nebo účinků mutací.

Garantující pracoviště:	Ústav informatiky a chemie
Studijní program/specializace:	Bioinformatika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Jan Pačes, Ph.D.

Anotace

Biotelemetrie je moderní a efektivní metoda monitoringu rybích populací, jejíž hlavní výhodou je možnost získávání cenných dat o pohybu a chování ryb bez nutnosti jejich opětovného odlovu na konci měření. Tato metoda umožňuje sledovat dlouhodobé změny v populaci, avšak časové řady získané tímto způsobem často obsahují mezery způsobené omezenou dostupností signálu nebo jinými environmentálními faktory. Cílem této studie bude navrhnout a implementovat vhodné extrapolační metody založené na Markovovských procesech, které umožní doplnění chybějících dat a zajištění robustnější analýzy. Důležitou součástí bude také identifikace nepozorovaných stavů rybí populace pomocí skrytých Markovovských modelů (HMM), což umožní lépe pochopit dynamiku populace i v situacích, kdy přímé pozorování není možné. Záměrem této studie je přispět k lepšímu pochopení ekologických procesů ovlivňujících rybí populace a zároveň poskytnout užitečné nástroje pro optimalizaci chovných metod a efektivní řízení rybářského hospodaření.

Ústav inženýrství pevných látek

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Ondřej Kvítek, Ph.D.

Anotace

Hydrogel CMC bude připravován za použití různých síťovacích činidel – kyselina citronová, FeCl₃, AlCl₃. Antibakteriální látky budou vloženy do reakční směsi hydrogelu, nebo následně absorbovány a sušením budou vytvořeny pevné vzorky. Tyto pevné vzorky pak budou využívat pomalého vymývání, či rozpouštění derivátů celulózy k řízenému uvolňování antibakteriálních látek, kdy lze pomocí parametrů připravených materiálů kontrolovat jejich koncentraci v ideálním rozmezí. Vlastnosti připravených pevných vzorků budou studovány metodami UV-Vis spektroskopie, IR spektroskopie, konfokální laserové skenovací mikroskopie, gravimetrie a goniometrie. Na pevných vzorcích budou provedeny antibakteriální zkoušky ve spolupráci s ústavem biochemie a mikrobiologie.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc.

Anotace

Chiralita je základní vlastností přírody. V oblasti medicíny je klíčovým rysem chirality různá biochemická aktivita opačných organických enantiomerů. V poslední době chiralita se promital i do světa nanomateriálů– byly syntetizovány první nanomateriály, které v sobě zahrnují chiralitu v rámci jednotlivých jednotek/nanočástic (podobně jako organické enantiomery). Biologická a biochemická aktivita těchto materiálů se teprve začíná zkoumat. V tomto světle je klíčová otázka, zda se situace s různou aktivitou a vlastnostmi jednotlivých organických molekul bude se opakovat v případě jejich větších analogů – chirálních nanomateriálů. Cílem této práce je najít odpověď na tuto velmi zajímavou otázku. Během realizaci práce bude připravena řada chirálních nanomateriálů a bude studována jejich aktivita a potenciál pro interakci s buňkami a bakteriemi.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc.

Anotace

V současnosti kolem 80 % bakteriálních onemocnění pochází od biofilmů. Biofilm představuje bakteriální kolonii, která je ukotvená na povrchu a natočena specifickou “zdí”, díky čemuž je schopna se bránit běžné antimikrobiální léčbě. Další nebezpečné jevy probíhající v biofilmu souvisí s bakteriálním quorum-efektem a velkým rizikem vývoje rezistence vůči antibiotikům. Proto prevence tvorby a ničení biofilmů představuje jednu z klíčových otázek v oblasti materiálů pro medicínu. Tradiční způsoby jako je inkorporace antimikrobiálních látek nejenže často selhávají, ale mohou vést i k řadě nežádoucích efektů, jako je nárůst výše zmíněné resistivity vůči antibiotikům nebo dalším antimikrobiálním látkám. V této práci bude realizován nový způsob obrany medicinských povrchů proti biofilmům – použití povlaků na bázi smart materiálů. Díky svému složení tyto povrchy zaručí dvojitou obranu – prevence před bakteriální kolonizaci a současně jsou schopny uvolňovat antimikrobiální sloučeniny.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc.

Anotace

Adheze a růst lidských buněk na povrchu materiálů pro medicínské aplikace (kožní a kostní implantáty, implanty chlopní a náhrady cév) je složitý proces, který probíhá v několika postupných fázích. Z hlediska realizace jednotlivých stupňů musí mít materiál často různé a někdy i zcela odlišné vlastnosti (např. lokální mechanické nebo chemické „pnuti“ je vhodné pro adhezi buněk a absence takového pnutí je významná pro jejich proliferaci). Takové „opačné“ vlastnosti je obtížné dosáhnout v rámci jednotlivých materiálů. Lze je úspěšně implementovat v případě chytrých, přepínatelných materiálů. Hlavní myšlenkou tohoto projektu je vytvoření chytrých materiálů pro medicinské aplikace. Takové materiály mohou postupně měnit své vlastnosti v průběhu času, např. mají lokální stresová centra pro buněčnou adhezi a imobilizaci a poté mění svou strukturu, aby podporovaly buněčnou proliferaci. Realizace této práce umožní zavést nové principy a přístupy v oblasti materiálů pro medicinské použiti a regenerativní medicínu a také výrazně zlepšit úroveň zdravotnické péče.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Petr Slepička, Ph.D.

Anotace

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

Metanol a čpavek jsou v současnosti považovány za paliva budoucnosti. Jejich použití úzce souvisí s vývojem palivových článků, u kterých je nutné provádět „studenou“ oxidaci metanolu a čpavku s maximální energetickou účinností. V současné době je však takový proces téměř nemožné realizovat pomocí „klasických“ a běžné dostupných materiálů a katalyzátorů. V této práci bude navřena příprava a testovaní mono-atomových katalyzátorů, tzn. atomárních redox-aktivních center zabudovaných do 2D materiálů nebo 3D struktur s velkým měrným povrchem. Příprava jednoatomových katalyzátorů bude prováděna řadou inovativních technik, které využívají elektrochemické postupy nebo depozici z plynné faze a nebo i kombinaci těchto metod. Takové katalyzátory by měly poskytovat vysoce účinnou oxidaci metanolu nebo čpavku při pokojových teplotách a atmosférickém tlaku, což potenciálně umožní učinit další krok ve vývoji energetiky budoucnosti a tak zajistit udržitelnou budoucnost.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

V současnosti využití a konverzi CO2 lze považovat za extremně důležitou otázku. Dostupné metody zachycování a konverze CO2 (tj. příprava monomerů/polymerů nebo methanolu z CO2) vyžadují velmi náročné experimentální podmínky a jsou extrémně náročné z hlediska energetické spotřeby. Navrhovaná práce se zaměří na vytvoření nové generace materiálů, které budou schopny zajistit konverzi CO2 s použitím světelných zdrojů energie (ideálně - slunečního světla). V podstatě budou řešeny dvě klíčové otázky: zachycení a využití CO2 ze vzduchu (na rozdíl od běžných metod předchozí separace CO2) a implementace obnovitelných zdrojů energie (sluneční světlo) pro konverzi CO2 např. na monomery nebo methanol.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Petr Slepička, Ph.D.

Anotace

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

Základem moderní energetiky a mnoha elektronických zařízení (od mobilních telefonů až po elektromobily) jsou jejich baterie. Bohužel většina moderních baterií pracuje na principu redukce/oxidace lithia. Získávání lithia je však technologicky složitý a ekologicky velmi problematický proces, který kompletně niveluje současné trendy v zavádění „zelené“ energie. K omezeni použití lithia v je nutné vyvinout nové materiály, které poskytují efektivní skladovaní energie pomocí alternativních kovů, jako je např. hořčík nebo zinek. Cílem této práce je nalézt podobné materiály pro konstrukci elektrod v hořčíkových nebo zinkových bateriích. Jako výchozí bod využijeme řadu našich dosavadních výsledků, spočívajících ve vytváření rozvětvených uhlikovych nanostruktur nebo 2D materiálu dopovaných redox-aktivními atomy, které dokážou efektivně zajistit oxidaci a redukci hořčíku a zinku (stejně jako průběh podpůrných elektrochemických procesů.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Jakub Siegel, Ph.D.

Anotace

Vědecký úkol zaměřený na optimalizaci ukotvení kovových nanočástic na polymerních nosičích pro přípravu nové generace antimikrobiálních povrchů. K imobilizaci nanočástic budou využity fyzikální metody založené na interakci částic s laserovým zářením. Antibakteriální účinky a biokompatibilita vyvinutých povrchů budou vyhodnoceny ve spolupráci s Ústavem biochemie a mikrobiologie VŠCHT Praha a Fyziologickým ústavem AV ČR.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc.

Anotace

Čpavek je nezbytnou součásti výroby hnojiv a taky je povazován za účinný prostředek přenosu energie. Ovšem současna výroba čpavku je velmi náročná z hlediska energetické spotřeby a taky je založena z velké míry na použiti fosilních paliv, tzn. neobnovitelných materiálových zdrojů. Proto se hledají alternativní moznosti přípravy čpavku z běžných materiálových zdrojů jako jsou atmosféricky dusík a voda. Ideálně tato příprava by mela byt méně energeticky náročná než konvenční. Tato práce je zaměřena na studium a inovativních hybridních materiálů schopných aktivovat dusík a zajistit jeho chemické proměny na čpavek. Jedna se o výzkum v oblasti elektrochemicky nebo foto-elektrochemicky aktivních materiálu, mezi kterými patří cela rada sloučenin na bázi boridu, sulfidu, kovových slitin a tak dále. Hlavním cílem práci bude vyvinout katalyzátor, v respektive radu katalyzátorů, které zaručí moznost dosáhnout vysoké Faradayové a kvantové účinnosti v reakci aktivaci dusíku a výroby čpavku.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

Potřeba ochrany životního prostředí a vývoje udržitelných zdrojů energie vede k vývoji energetiky založené na „vodíku“, která poskytuje z ekologického hlediska ideální „materiálový cyklus“. Jedna důležitá otázka v této oblasti však dosud zůstává nevyřešená – příprava/výroba levného a „zeleného“ vodíku. Běžné metody, kdy se vodík vyrábí z ropy, nelze považovat za optimální. Proto v poslední době byla velká pozornost zaměřena na tzv. „zelený“ vodík, tj. vodík vyrobený z vody elektrolýzou. „Běžnou elektrolýzu“ však také nelze považovat za perfektní metodu z hlediska energetické náročnosti. Navrhovaná práce bude zaměřena na využití především světlem řízeného štěpení vody s minimálním zapojenim jiných zdrojů energie. Bude vyvinuta a použita nová generace materiálů, které jsou schopny účinné absorbovat celé spektrum slunečného záření a iniciovat fotolýzu vody při osvícení.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc.

Anotace

Práce je zaměřena na vývoj nových materiálů zaměřených na řešení klíčových problémů v oblasti dělení vody. Zejména mluvíme o štěpení mořské vody, elektrolýze při vysokých proudových hustotách, přímém či nepřímém zapojení sluneční energie. Jako materiály bude studována celá řada nových sloučenin, jako jsou vysoko entropické kompozity, mono-atomické katalyzátory, stabilizované klastry atd.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc.

Anotace

Vývoj společnosti vede k odchodu od nenahraditelných zdrojů energie a přechodu k obnovitelným alternativám. Vzhledem k tomu, že obnovitelná energie obvykle prochází fází „konzervace“ ve formě elektřiny, vyvstává otázka, jak elektřinu skladovat. Tento problém lze vyřešit pomocí struktur, jako jsou superkondenzátory, které jsou schopny ukládat a uvolňovat relativně velké množství elektřiny a nevyžadují „přístupy“ na bázi lithia (na rozdíl od baterií). Použití superkondenzátorů je však omezeno jejich neřízenou rychlostí vybíjení. Tato práce je zaměřena konkrétně na tvorbu chytrých materiálů a struktur, které umožní řídit vybíjení superkondenzátorů. Jako základ pro takové materiály budou použity chytré hydrogely dopované uhlíkovými nanostruktury s velkým měrným povrchem. Uhlíkové nanostruktury budou zodpovědné za celkové množství náboje uskládaného superkondenzátorem. Přepínání stavu chytrého hydrogelu umožní regulovat rychlost vybíjení superkondenzátoru – dosáhnout pulzních hodnot výstupní energie nebo naopak konstantního vybíjení bez poklesu výstupního napětí. Jako typické aplikace takových materiálových struktur mohou být uvedeny ostrý záblesk fotoaparátu nebo nepřetržitý provoz mobilního telefonu „do posledního procenta nabití“, realizované v rámci jednoho zásobníku energie bez zavádění dalších jednotek elektroniky.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

SERS (povrchově zesílena Ramonaova spektroskopie) poskytuje jedinečnou schopnost detekovat velmi nízké koncentrace analytů včetně medicínsky relevantních sloučenin, jako jsou např. léky, jejich metabolity nebo markery onemocnění. Použití SERS při měření reálných vzorků je však značně omezováno interferencí, protože celkový analyticky signál je produkován jak cílovou molekulou, tak i velkým počtem dalších molekul přítomných v reálním vzorku. K vyřešení tohoto problému jsme navrhli a v současné době vyvíjíme přístup SERS-ANN, který sestává z kombinace měření SERS a umělé inteligence pro zpracování spektrálních dat. Cílem této práce je další rozvoj tohoto přístupu, jeho kvantitativní i kvalitativní zdokonalování včetně sběru spektrálních databází i zavedení multimodální detekce či variabilních vstupních dat (např. kombinace SEPS a IR nebo MS analytických metod). Hlavním přínosem práce bude zavedení přístupů, které dosáhnou větší spolehlivosti a jednoduchosti v analytické a medicínské chemii a zároveň výrazně zjednoduší práci zdravotnického personálu.

Ústav konzervace potravin

Garantující pracoviště:	Ústav konzervace potravin
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Helena Čížková, Ph.D.

Anotace

Senzorická kvalita potravin je úzce spojena s obsahem, profilem a změnami senzoricky aktivních těkavých látek. Práce se zaměří na analýzu těchto látek v potravinářských surovinách, aromatech a zpracovaných potravinách. První část bude věnována výběru a ověření vhodných instrumentálních metod pro stanovení těkavých látek, jejich prekursorů a degradačních produktů. Následně bude provedeno hodnocení kvality, bezpečnosti a původu konkrétních potravinářských matric. Pro interpretaci výsledků analýz budou využity pokročilé statistické metody, přičemž bude zohledněn vliv suroviny, receptury, technologie výroby a skladování. Projekt bude realizován ve spolupráci s vybranými potravinářskými podniky a za podpory Národní agentury pro zemědělský výzkum.

Garantující pracoviště:	Ústav konzervace potravin
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Rudolf Ševčík, Ph.D.

Anotace

Disertační práce bude zaměřena na vliv moderních fyzikálních technologií, jako jsou pulzní elektrické pole (PEF), ultrazvuk (US), vysoký hydrostatický tlak (HPP) a studená plasma (CP), na kvalitu masa a masných výrobků. Tyto inovativní metody nabízejí efektivní alternativu ke konvenčním procesům zpracování díky svému potenciálu ovlivnit klíčové vlastnosti masa, včetně textury, barvy, technologických vlastností a chemického složení masa. Práce bude detailně zkoumat vliv vybraných technologií na senzorické a technologické vlastnosti masa, optimalizaci procesů sušení a zachování senzorických a nutričních parametrů. Současně se bude zaměřovat na zlepšení mikrobiální a chemické stability, což přispívá k prodloužení trvanlivosti a bezpečnosti masa a masných produktů. Výsledky výzkumu nabídnou nové přístupy ke zpracování masa a produkci masných výrobků, které kombinují vysokou kvalitu s efektivitou a udržitelností výrobních procesů. Využívání nových technologií je slibnou možností a přináší alternativní metody masnému průmyslu, které mohou poskytnout konkurenční výhodu ve vývoji nových a inovovaných výrobků.

Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Konzervační vědy v péči o hmotné kulturní dědictví ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Alena Michalcová, Ph.D.

Anotace

Historické skleněné materiály obsahují často nanočástice kovů a jejich oxidů, které jim poskytují zajímavé optické vlastnosti. Cílem této práce je detailní charakterizace těchto nanočástic mikroskopickými technikami (skenovací a transmisní elektronová mikroskopie) a rentgenovými technikami. Historické materiály budou porovnány s modelovými laboratorně připravenými vzorky.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jiří Kubásek, Ph.D.

Anotace

Tato disertační práce se zaměřuje na vývoj biodegradovatelných materiálů na bázi železa určených pro aplikace v medicíně pro dočasné implantáty. Hlavním cílem je navrhnout a optimalizovat materiály se zvýšenou korozní rychlostí a vhodnými mechanickými vlastnostmi, které řeší současná omezení biodegradovatelných železných implantátů, jež obvykle vykazují pomalou degradaci a nedostatečnou biokompatibilitu v modelových prostředích lidského organismu. Práce využije pokročilé metalurgické techniky, zejména práškovou metalurgii, pro přesné řízení mikrostruktury materiálu. Zvláštní pozornost je věnována legování železa biokompatibilními prvky (např. manganem, hořčíkem nebo zinkem) a začlenění porozity za účelem urychlení degradace. Součástí práce je analýza mechanických vlastností i hodnocení korozního chování v simulovaných fyziologických podmínkách. Tato práce přispívá k rozšíření poznatků o biodegradovatelných slitinách železa a k vývoji nové generace materiálů, které se rozpouští uvnitř lidského těla, přičemž si zachovávají strukturální integritu po dobu své funkční životnosti. Výsledky výzkumu mají za cíl inspirovat další studie a otevřít cestu k praktickému využití biodegradovatelných slitin železa v oblasti ortopedie a kardiovaskulární medicíny.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Kovové materiály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Nguyen Hong Vu, Ph.D.

Anotace

Redukční pochod pomocí vodíku nabízí efektivní a ekologický postup pro zpracování hlubokomořských konkrecí za účelem získávání zájmových kovů. Práce bude zaměřena hlavně na zjištění mechanismu a kinetiky redukce konkrecí vodíkem za různých reakčních podmínek. Dalším cílem práce je nalézt vhodné hydrometalurgické postupy pro efektivní získávání kovů ze vyredukovaných konkrecí připravených za optimálních redukčních podmínek.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch

Anotace

V souvislosti se současnými ekologickými trendy v lidské společnosti jsou stále více zmiňovány a rozvíjeny vodíkové technologie. Je však dlouhodobě známo, že vodík negativně ovlivňuje mechanické vlastnosti některých typů kovových materiálů. Vodíkové zkřehnutí, tzn. snížení plasticity a houževnatosti materiálu díky působení vodíku, které někdy vede k jeho katastrofickému selhání, bylo mnohokrát prokázáno např. pro titanové slitiny, vysoce pevné oceli a další materiály. Nedávné výzkumy však ukázaly, že materiály vyrobené 3D tiskem z kovových prášků jsou na vodíkové zkřehnutí náchylnější než materiály vyrobené klasickou metalurgickou cestou. Důvodem jsou specifické strukturní rysy 3D tištěných materiálů (velice jemná struktura, mnoho fázových rozhraní, vnitřní pnutí atd.). V rámci disertační práce bude u technicky významných 3D tištěných slitin (titanové slitiny, vysoce pevné oceli, hliníkové slitiny a další) studován vliv vodíku na vlastnosti, zejména mechanické (lomy, houževnatost, zkřehnutí, únava...). K prostudování mechanismů působení vodíku bude využita řada náročných experimentálních technik - mechanické, strukturní, fázové, chemické analýzy (tah, tlak, ohyb, tvrdost, únava, LM, SEM, TEM, XRD, AFM, FA, Kelvinova sonda, absorpční/desorpční charakteristiky vodíku...). Výsledkem budou zcela nové poznatky o interakcích 3D tištěných kovových materiálů s vodíkem použitelné jak v konstrukcích energetických a chemických zařízení, tak v moderních pohonných vodíkových systémech.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jaroslav Fojt, Ph.D.

Anotace

Kovové materiály stále hrají nezastupitelnou roli v medicíně. Stav povrchu významným způsobem ovlivňuje vlastnosti a chování biomateriálů. Jedná se zejména o interakci na fázovém rozhraní kov-elektrolyt, tj. biokompatibilitu a korozní chování, ovlivněny mohou být však i mechanické vlastnosti. V rámci práce budou modifikovány povrchy kovových biomateriálů za účelem zvýšení jejich užitných vlastností. Ty budou hodnoceny s využitím standardních materiálových, elektrochemických a spektroskopických metod.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Pavel Novák, Ph.D.

Anotace

V současné době se uvažuje o masovém nasazení výroby "zelené oceli", tedy železa redukovaného vodíkem. V takovém případě ale chybí zpevnění intersticiálním uhlíkem, takže jsou zkoumány alternativní koncepty legování. Jednou z možností je využití maraging ocelí, které ale obsahují kobalt, klasifikovaný jako kritická surovina. Proto se tato práce zaměřuje na vývoj nástrojového materiálu tvořeného matricí na bázi železa s výztuží na bázi silicidů. Aby bylo dosažené dobré otěruvzdornosti a mechanických vlastností, bude testováno vytvoření gradientní struktuy, kde bude obsah silicidu u povrchu vysoký a směrem do jádra bude klesat. Při návrhu bude využito predikce mechanických vlastností kompozitu na základě znalostí vlastností matrice a silicidu.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Filip Průša, Ph.D.

Anotace

Tyrkysový vodík, produkt moderního přístupu k pyrolýze metanu, se objevuje spolu s vedlejším produktem odpadního uhlíku. Modifikací procesu přidáním částic kovových oxidů je uhlík přeměněn na různé fáze karbidů a uhlíkových nanostruktur. Mezi nimi TiC a WC, prokazující jednu z nejvyšších tvrdostí mezi karbidy, budou použity pro cílenou přípravu špičkových materiálů schopných vysoké disipace kinetické energie. K tomuto účelu budou karbidy / uhlíkové nanostrukturované směsi připravené plasmou iniciovanou pyrolýzou metanu důkladně zkoumány na úrovni prášků a jejich kompaktních forem. Slitiny Ni-Ti a CoCrNi s vysokou lomovou houževnatostí budou vyztuženy těmito částicemi. Inkorporační strategie bude zpočátku testována na sendvičových strukturách zhutněných pomocí SPS, což poskytne obecné znalosti, které budou využity pro přípravu aditivní technologií DED. Střídající se vrstvy, jejich složení, vzájemné promíchávání a propojení povedou k syntéze funkčně gradovaných materiálů s potenciálem být implementovány jako balistická ochrana.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch

Anotace

Technologie 3D tisku kovových materiálů jsou velice perspektivní metody pro výrobu náročných konstrukčních součástek i lékařských implantátů, neboť umožňují zhotovení i velmi složitých tvarů, vysoce porézních struktur atd. V práci budou studovány mikrostruktury, mechanické, korozní a biologické vlastnosti pokročilých korozivzdorných a vysoce pevných ocelí, titanových slitin, kobaltových slitin a biodegradovatelných materiálů na bázi železa a hořčíku pro použití v medicínských aplikacích. Materiály budou vyrobené technologiemi SLM, DED a WAAM. Budou studovány vlivy parametrů procesů 3D tisku na vlastnosti vyrobených materiálů. Studium umožní navržení technologie a procesních parametrů vhodných pro získání materiálů s požadovanými vlastnostmi.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Filip Průša, Ph.D.

Anotace

Slitiny s vysokou entropií jsou poměrně novou skupinou materiálů, které jsou charakterizovány preferenčním vznikem tuhých roztoků namísto intermetalických sloučenin. Tyto materiály vykazují řadu vynikajících vlastností, především vysokou pevnost při zachování dostatečné tažnosti, dobré korozní odolnosti a dalších. Vhodným zpracováním je možné u těchto slitin dosáhnout dalšího podstatného zlepšení těchto již velmi dobrých vlastností. Práce bude zaměřena na přípravu nových, pokročilých slitin s vysokou entropií kombinujících významně vyšší pevnosti při zachování dostatečné plasticity.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Alena Michalcová, Ph.D.

Anotace

Práce se zabývá přípravou kompozitních materiálů s kovovou matricí a výztuží z biokomapatibilních materiálů. Cílem práce je najít vhodnou techniku přípravy a charakterizovat vzniklý materiál. Bude studována jeho mikrostruktura, mechanické vlastnosti, tribologické vlastnosti a korozní odolnost.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Alena Michalcová, Ph.D.

Anotace

Práce se zabývá přípravou nanokrystalických slitin hliníku s přechodnými kovy a popisem jejich mikrostruktury.Slitiny budou připraveny metodami rychlého tuhnutí a mechanického legování. Připravené slitiny budou dále kompaktizovány slinováním v plazmatu. Bude popsána mikrostruktura a vlastnosti kompaktních materiálů. Cílem práce je popsat vliv legujících prvků na strukturu a vlastnosti slitiny a nalézt optimální podmínky kompaktizace slitin.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Milan Kouřil, Ph.D.

Anotace

Koroze pod izolací představuje pro chemický a petrochemický průmysl vážné riziko z bezpečnostního, ekologické a v důsledku i ekonomického hlediska. Korozní monitoring s funkcemi včasného varování by byl účinný nástroj pro zajištění bezpečnosti provozu. Práce je zaměřená na vývoj nového zařízení pro monitoring koroze pod izolací. Bude rozvíjen nejen samotný princip meřicí metody, která je založená na změně elektrického odporu kovu vlivem koroze, ale budou také vyvíjena nová korozní čidla, měřicí elektronika, software a systém přenosu a zpracování dat.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jan Stoulil, Ph.D.

Anotace

Student se bude zabývat aktuální problematikou materiálů kontejneru pro vyhořelé jaderné palivo a ovlivnění jejich životnosti korozími mechanismy. První část práce je zaměřena na vliv mikrobiálního oživení na lokalizaci napadení. V této části práce budou využity techniky elektrochemické (potenciostatická metoda), rezistometrická sonda, wire array elektroda a metoda ZRA. Dalé proběhne stanovení kritické suché objemové hmotnosti bentonitu pro omezení proliferace a jejího vlivu na korozní děje. Druhá část bude zaměřena na přípravu umělých agregátů korozních produktů s různou porozitou a její vliv na mechanické vlastnosti agregátů. Budou využity techniky digitální analýzy obrazu, BET porozimetrie, mechanických testů a nanoindentace. Poslední část práce bude zaměřena na korozní praskání uhlíkové oceli v pórovém roztoku bentonitu. Budou využity techniky mechanického namáhání v tahu s pomalou rychlostí deformace a mikroskopie.

Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Michal Pechar, CSc.

Anotace

Budeme se zabývat syntézou a charakterizací vysokomolekulárních biodegradovatelných polymerních nosičů léčiv a diagnostik umožňujících zvýšenou akumulaci v nádorové tkáni díky tzv. efektu zvýšené permeability a zádrže (EPR) nebo v důsledku aktivního směrování pomocí rekombinantních proteinových ligandů. Budou připraveny a studovány zejména kopolymery na bázi N-(2-hydroxypropyl)-methakrylamidu, z nichž některé obsahují ve své struktuře i vazby štěpitelné v lidském organismu za specifických podmínek různými mechanismy. Zaměříme se na studium různých způsobů kovalentního i nekovalentního připojení směrujících ligandů k polymernímu nosiči a vyhodnocení vlivu struktury polymerních terapeutik a diagnostik na jejich účinnost a biologické vlastnosti. Bude zkoumán vliv různých typů kancerostatik připojených ke směrovanému polymernímu nosiči na protinádorovou aktivitu konjugátů.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Hana Macková, Ph.D.

Anotace

Ke sledování strukturálních, funkčních a molekulárních změn v biologických tkáních se hojně používají různé moderní zobrazovací techniky. Každá z nich má své výhody a omezení, jako je nízké prostorové nebo hloubkové rozlišení a malá citlivost, které ztěžují získání přesných informací z požadovaného místa. Multimodální zobrazování může tyto nedostatky kompenzovat a hrát důležitou roli při optimalizaci lékařského výzkumu a klinické praxe. Tento projekt se zaměří na vývoj a řízenou syntézu funkcionalizovaných lanthanidových nanočástic povlečených biokompatibilními polymery s cílem navrhnout nové multimodální buněčné markery. Kombinací různých lanthanidů v nanokrystalické struktuře částic vznikne trimodální sonda pro optické (down- a up-konverzní), MRI v ultravysokém poli a rozšířené výpočetní tomografické zobrazování. Reaktivní polymery budou použity k řízení chemické a koloidní stability částic a k imobilizaci bioaktivních nízkomolekulárních sloučenin. Ve spolupráci s biologickými pracovišti bude vyhodnocena účinnost lanthanidových nanomarkerů in vitro a in vivo jako multimodálních kontrastních látek z hlediska jejich schopnosti barvit buňky, vytvářet kontrast a případně stanovena biodistribuce částic.

Garantující pracoviště:	Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Miroslav Šlouf, Ph.D.

Anotace

Biodegradovatelné polymerní systémy mají mnoho aplikací v humánní i veterinární medicíně. V našem týmu jsme v posledních letech vyvinuli a patentovali multifázové polymerní systémy sestávající z termoplastifikovaného škrobu (TPS), polykaprolaktonu (PCL) a komerčně dostupných antibiotik (ATB). Morfologie a vlastnosti těchto systémů mohou být modifikovány změnami složení a fázové struktury během zpracování. Základní systémy TPS/PCL mohou být využity pro technické aplikace, zatímco systémy TPS/PCL/ATB mohou sloužit pro léčbu silných lokálních infekcí, například akutního zánětu kostí (osteomyelitida). Navržený projekt zahrnuje přípravu zmíněných systémů (mísení v tavenině), optimalizaci jejich fázové struktury (modifikací podmínek přípravy), charakterizaci výsledné struktury (pomocí elektronové mikroskopie) a mechanických vlastností (mikro- a makromechanické vlastnosti). Předpokládá se i podíl na testování biodegradovatelnosti (pro technické aplikace) a na mikrobiologickém testování účinnosti inkorporovaného antibiotika (biomedicinální aplikace, spolupráce s FN Motol).

Garantující pracoviště:	Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Miroslav Vetrík, Ph.D.

Anotace

Léčba hypoxických nádorů je komplikovaná kvůli vyšší radio /chemorezistenci vedoucí k následně nižšímu klinickému výsledku léčby. Navrhovaný projekt se zabývá novým konceptem samouspořádaných polymerních radiosenzibilizátorů k překonání problému nízké citlivosti hypoxických nádorů na radioterapii. Navrhovaný přístup je založen na ovlivnení radiosenzitivity hypoxické nádorové tkáně dopravou prekurzorů reaktivních forem kyslíku (ROS) cílenou na hypoxii, jakož i na selektivním rozkladu peroxidu vodíku v hypoxické tkáni ovlivňujícím systém HIF-1 alfa. Navrhovaný koncept využívá biokompatibilní nosiče na bázi hydrofilních biokompatibilních polymerů s nitroaromáty cílícími na hypoxickou tkáň. Náplní dizertační práce je chemická syntéza, fyzikálně-chemická charakterizace a studium samouspořádání u multiresponzivních nanočástic citlivých na více podnětů současně konkrétní zaměření bude brát v úvahu zájmy studenta. Studované systémy budou určeny pro diagnostiku a cílenou terapii nádorových onemocnění. Optimalizované nanočástice budou poté poskytnuty spolupracujícím biologickým pracovištím k testování pro reálné aplikace.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Hynek Beneš, Ph.D.

Anotace

Zvyšující se produkce skleníkového plynu oxidu uhličitého (CO2) lidskou činností dosáhla v roce 2021 více než 36 Gt a CO2 je tak obecně považován za největší příčinu globální změny klimatu. Současný výzkum se snaží tento problém řešit fixací CO2 a jeho využitím jako suroviny pro syntézu polymerů. Cílem této práce je prozkoumat možnosti přeměny CO2 na polymerní materiály. První možností je reakce CO2 a oxiranového (epoxidového) kruhu, která vede k produkci cyklických karbonátů, které slouží jako monomery pro nové typy polymerních materiálu jako jsou neisokyanátové polyuretany (NIPUs) a epoxidy. Druhým přístupem je přímá přeměna CO2 na polykarbonáty (PC). Třetí způsob zahrnuje kopolymeraci za otevření kruhu epoxidu a CO2 vedoucí k lineárním kopolymerům karbonátu a etheru. Všechny výše uvedené strategie budou přednostně využívat bio-monomery tak, aby výsledné polymerní materiály byly koncipovány jako 100% obnovitelné. Důležitou součástí tohoto doktorského tématu bude nalezení vhodného katalytického systému pro každou syntetickou cestu. Naše předběžné experimenty ukázaly katalytickou účinnost imidazoliových a kovových iontových kapalin (ILs) pro cykloadiční reakci CO2 a epoxidu. Vzhledem k nesčetnému množství kombinacím aniontů a kationtů ILs a jejich výhodným vlastnostem (nízký tlak par, nízká hořlavost, vysoká tepelná a chemická stabilita) se ILs jeví jako univerzální katalyzátory pro cykloadici epoxidu a CO2. umožňující řídit reakci směrem k lineární / cyklické tvorbě karbonátů a etherů. V rámci doktorského projektu se předpokládá několikaměsíční stáž studenta na zahraničním spolupracujícím pracovišti (INSA Lyon, Francie). Uchazeči by měli mít dobré komunikační dovednosti v angličtině (mluvené i psané), měli by být schopni pracovat vtýmu i samostatně. Předpokládá se aktivní účast na zahraničních stážích, školeních a vědeckých konferencích.

Garantující pracoviště:	Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Tomáš Etrych, Ph.D., DSc.

Anotace

Hlavním cílem práce bude vyvinout nové biokompatibilní a neimunogenní nanoterapeutika a nanodiagnostika na bázi polymerů přizpůsobené pro multimodální terapii pokročilých neoplastických onemocnění. Disertace bude založena na přípravě nových hybridních polymerních nanomateriálů kombinujících syntetické a přírodní makromolekuly. Tyto nanomateriály umožní řízenou dopravu aktivních léčebných látek, nebo vizualizaci nádorů pro fluorescenčně navigovanou chirurgi. Práce se zaměří na přípravu polymerních systémů navržených na míru pro kovalentní navázání aktivních molekul s několika funkcemi: cílený transport aktivních molekul, jejich ochrana během transportu proti degradaci a řízené uvolňování na základě místně specifických podnětů. Předmětem disertační práce bude návrh struktur, syntéza a studium fyzikálně-chemických a biologických vlastností polymerních materiálů. Znalost a zkušenosti uchazeče v organické a/nebo makromolekulární chemii jsou výhodou, a to společně s chutí učit se novým věcem v dalších oborech, např. biochemii. V rámci práce se předpokládá úzká spolupráce se spolupracujícími biologickými pracovišti v Čechách i v zahraničí, včetně zahraniční stáže na vybraném pracovišti.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Michal Babič, Ph.D.

Anotace

Projekt je zaměřen na syntézu, charakterizaci a optimalizaci vlastností polymerních částic, které jsou schopny vyvolat kontrastní signál prostřednictvím transformace budícího impulsu s potenciálním využitím v lékařské diagnostice. Příprava nových kompozitních mikro- a nanočástic bude prováděna metodami heterogenních polymerizací (především disperzní a emulzní polymerizací) a pomocí koacervace. Bude studován vliv reakčních podmínek na morfologii a složení polymerních částic. Bude zkoumán vliv morfologie a složení polymerní matrice hybridních částic na parametry kontrastního signálu. Dále bude zkoumán vliv typu, množství a distribuce signál konvertujícího barviva a pigmentu v polymerních částicích na parametry kontrastního signálu. Cílem projektu je nalézt podmínky synergie vlivu polymerní matrice a konvertujícího barviva na intenzitu kontrastního signálu. Ve spolupráci s Centrem pokročilého preklinického zobrazování 1. LF UK budou tyto kontrastní látky testovány ve zvířecích modelech.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Petr Chytil, Ph.D.

Anotace

Polymerní nosiče léčiv jsou netoxické, neimunogenní a biokompatibilní polymerní materiály, které umožňují cílenou dopravu a řízené uvolňování biologicky aktivních látek v postižené tkáni, a tím minimalizují vedlejší účinky nesených léčiv. Tématem doktorské práce bude příprava a studium vlastností nových na míru připravených hydrofilních, případně amfifilních polymerů, které budou využitelné jako nosiče protinádorových léčiv. Téma práce je vhodné primárně pro absolventy chemických, případně farmaceutických oborů. Student si osvojí různé syntetické postupy i metody charakterizace a může se podílet i na biologické charakterizaci jak na tuzemských, tak zahraničních pracovištích. Nabízíme zajímavou a pestrou práci v zavedeném týmu Biolékařských polymerů, poskytující kvalitní přístrojové a materiální zázemí.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Michal Babič, Ph.D.

Anotace

Projekt je zaměřen na vývoj, syntézu a charakterizaci nových polymerních částic v koloidní formě pro terapeutické a diagnostické účely prostřednictvím podání do nosu. Částice budou připravovány technikami heterogenních polymerací (disperzní, popřípadě srážecí) a hlavní polymerační reakce bude založena na mechanismu aromatické substituce. Jako monomery budou využity bioanalogické látky odvozené od aromatických struktur rostlinného i živočišného původu. Bude studován vliv reakčních podmínek na morfologii a složení polymerních částic a další fyzikálně chemické parametry určující chování polymerních částic v biologických prostředích. Následně budou částice derivatizovány za účelem jejich detekce pomocí zobrazovacích preklinických metod tak, aby bylo možné sledovat jejich biodistribuci distribuci a farmakokinetiky po intranasálním podání. Biologické testování částic bude prováděno na spolupracujících pracovištích UEM AV ČR a 1. LF UK. Cílem této spolupráce je popsat, jak složení a morfologie částic z nových typů polymerů ovlivňuje mechanismus jednotlivých typů intranasálního přenosu dále do organismu. Řešitelským pracovištěm budou laboratoře ÚMCH v biotechnologickém centru BIOCEV.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Zdeněk Starý, Ph.D.

Anotace

Na polymerní materiály jsou v dnešní době kladeny stále větší nároky, které jsou spojené s jejich novými aplikacemi a technologiemi zpracování. Jako příklad mohou sloužit materiály pro 3D tisk nebo elektricky vodivé polymerní kompozity. Ve většině případů se jedná o systémy s heterogenní fázovou strukturou, která do značné míry ovlivňuje vlastnosti výsledného materiálu. Rozvoj nanotechnologií umožňuje dnes nejen získání nových funkčních vlastností kompozitních materiálů, ale i revoluční řešení závažných materiálových a technologických problémů, jako jsou nedostatečné mechanické vlastnosti nebo hořlavost kompozitů. Cílem práce je vyvinout nové funkční kompozitní materiály relevantní pro vybrané aplikace a zároveň popsat a pochopit vztahy mezi jejich strukturou a vybranými vlastnostmi. Náplní práce bude příprava polymerních materiálů včetně syntézy funkčních nanočástic a studium jejich struktury pomocí pokročilých charakterizačních metod. Dále budou připravené systémy charakterizovány z hlediska jejich mechanického a tokového chování. Studovány budou i zpracovatelské vlastnosti kompozitů včetně analýzy výskytu tokových nestabilit.

Garantující pracoviště:	Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Petr Chytil, Ph.D.

Anotace

Příprava účinných a bezpečných vakcín je stále velkou výzvou v humánní i veterinární medicíně. Použití biokompatibilních, netoxických a neimunogenních polymerních materiálů jako nosičů antigenů, případně adjuvans může vést k vývoji vysoce potentních polymerních vakcín při minimalizaci vedlejších účinků. Tématem doktorské práce bude příprava a studium vlastností nových na míru připravených hydrofilních a amfifilních polymerů, které budou využitelné jako nosiče antigenů, či adjuvans. Téma práce je vhodné primárně pro absolventy chemických, případně farmaceutických oborů. Student si osvojí různé syntetické postupy i metody charakterizace a může se podílet i na biologické charakterizaci jak na tuzemských, tak zahraničních pracovištích. Nabízíme zajímavou a pestrou práci v zavedeném týmu Biolékařských polymerů, poskytující kvalitní přístrojové a materiální zázemí.

Garantující pracoviště:	Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Jiří Pánek, Ph.D.

Anotace

Cílem dizertační práce je rozvoj konceptu potenciometrického senzoru založeného na polymerních detekčních vrstvách, využitelného pro detekci markerů bakteriálních a sterilních zánětů, přítomnosti endotoxinů, případně vícemocných iontů toxických kovů. Student bude rozvíjet znalosti polymerní syntézy, osvojí si technologie nanášení polymerních senzorických vrstev a jejich charakterizaci instrumentálními metodami, jako jsou potenciometrie a cyklická voltametrie, spektrofluorometrie (steady-state, time-resolved), konfokální mikroskopie, mikroskopie atomárních sil (AFM), rentgenová fotoelektronová spektroskopie (XPS) a další. Součástí práce bude testování funkčnosti připravených detekčních vrstev nejdříve na syntetických analytech. Získané výsledky poslouží k optimalizaci polymerních elektrod, které budou následně testovány na reálných biologických, případně environmentálních vzorcích. Nové poznatky student použije k návrhu konceptu multisenzorové elektrody. Téma práce je vysoce interdisciplinární, zahrnuje řadu metodik a může být dále upraveno podle individuálních zájmů studenta. Aplikační potenciál dosažených výsledků bude ověřen v rámci spolupráce s pracovišti fakultních nemocnic.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Gloria Huerta Angeles, PhD

Anotace

Vznikající kontaminanty (ECs) představují v dnešním světě potenciální zdravotní rizika. Tento výzkum se zaměřuje na vývoj nových nanokompozitů odvozených z monomerů na bázi biomasy a biopolymerů k odstranění EC. Vztah mezi strukturou a vlastnostmi materiálů pro adsorpci vznikajících kontaminantů nebyl plně pochopen, což vážně omezuje jejich účinnost. Proto bude provedena kompletní strukturní charakterizace připravených nanokompozitů včetně pórovitosti, stability, mechanických a tepelných vlastností pro vysvětlení účinnosti z hlediska makromolekulární struktury a aktivních míst. Nanokompozity budou hodnoceny z hlediska jejich účinnosti při adsorpci nebo degradaci EC. Bude studována kinetika adsorpce, aby se identifikoval mechanismus a rychlost adsorpčního procesu. Degradační mechanismus a identifikace degradačních produktů budou studovány přibližnými analytickými technikami. Tento projekt nabízí alternativu ke konvenčním metodám, jehož cílem je minimalizovat dopady na životní prostředí.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Jan Kučka, Ph.D.

Anotace

Tato doktorská práce se zaměřuje na vývoj a optimalizaci značení polymerů a nanočástic pro medicínu a biologické testování. Značení umožňuje sledování v organismu a poskytuje informace pro terapii a další biologické testování. Cílem této práce je vyvinout metody pro radioaktivní a fluorescenční značení polymerů a nanočástic.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Hynek Beneš, Ph.D.

Anotace

Osud plastového odpadu a udržitelné využívání syntetických polymerů je jednou z hlavních ekologických výzev 21. století. Polyisokyanurátové (PIR) pěny jsou vysoce tuhé pěny používané především pro tepelnou izolaci ve stavebnictví, chlazení a dalších průmyslových odvětvích. Vyrábějí se reakcí polyolů (obvykle petrochemického původu) s isokyanáty, což vede k pěně, která má vynikající termo-izolační vlastnosti, tepelnou a požární odolnost. PIR pěny jsou chemicky podobné polyuretanovým pěnám, ale mají vyšší obsah isokyanurátů, což zvyšuje jejich tepelnou stabilitu a požární odolnost. Recyklace PIR pěn je proto náročná, protože jejich kovalentní struktura je vysoce zesítěná a obsahuje hydrolyticky vysoce odolné struktury, které snadno nepodléhají chemické depolymeraci. Cílem doktorského studia je studium degradačního chování PIR pěn s cílem nalézt vhodnou metodu pro jejich chemickou recyklaci (solvolýzu). Doktorandi by měli mít dobré komunikační dovednosti v angličtině (mluvem i písmem), měli by být schopni pracovat v týmu i samostatně. Předpokládá se aktivní účast na zahraničních stážích, školeních a vědeckých konferencích.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Hynek Beneš, Ph.D.

Anotace

Cílem doktorského tématu je připravit a charakterizovat polymerních materiálů na bázi obnovitelných surovin (karboxylové kyseliny, deriváty vanilinu, furanové sloučeniny, apod.). Připravené materiály budou dynamicky síťovány prostřednictvím reverzibilních kovalentních vazeb a nekovalentních interakcí (vodíkové můstky, koordinační vazby kov-ligand, tvorba komplexů či elektrostatické/iontové interakce), čímž materiál získá samo-opravitelné („selfhealing“) a recyklovatelné vlastnosti. V rámci doktorského projektu je plánována několikaměsíční stáž studenta na zahraničním spolupracujícím pracovišti (Krakovská technická univerzita, Polsko). Uchazeči by měli mít dobré komunikační dovednosti v angličtině (mluvené i psané), měli by být schopni pracovat v týmu i samostatně. Předpokládá se aktivní účast na zahraničních stážích, školeních a vědeckých konferencích.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Libor Kostka, Ph.D.

Anotace

Sílící společenské tlaky na omezování používání produktů živočišného původu, zejména pak proteinů prodiagnostické účely, otevírá nové příležitosti pro syntetické makromolekuly. Nahradit komplexní strukturu proteinů syntetickým materiálem je výzva, která díky moderním metodám polymerní syntézy, zejména pak Photo-RAFT nebo CuRDRP není neřešitelná. Cílem této dizertační práce bude syntéza sekvenčně definovaných polymerů na bázi methakrylamidů či metakrylátů s různou architekturou polymerního řetězce. Těžiště práce bude spočívat v organické syntéze nových monomerů a ve vývoji a optimalizaci jejich polymerizací. Uchazeč si dále osvojí také instrumentální techniky pro charakterizaci polymerů, zejména (SEC, FFFF, LC-MS, NMR, apod.). Testování připravených materiálů v biochemických aplikacích bude probíhat v rámci spolupráce s domácími i zahraničními pracovišti. Během studia nabízíme možnost zahraniční stáže v rámci spolupráce. Znalost a zkušenosti uchazeče v organické a/nebo makromolekulární chemii jsou výhodou, a to společně s chutí učit se novým věcem v dalších oborech, např. biochemii či biologii. Nabízíme zajímavou a pestrou práci v mladém dynamickém kolektivu na špičkově vybaveném akademickém pracovišti.

Garantující pracoviště:	Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Martin Hrubý, Ph.D., DSc.

Anotace

Samouspořádání (makro)molekul je základem architektury živých organismů. Supramolekulární systémy mají klíčové vlastnosti závislé právě na samouspořádání a nalézají uplatnění především v oblasti biomedicínských aplikací, zejména pokud jsou schopné reverzibilně reagovat na vnější podněty (změny pH, světla, redoxpotenciálu, ultrazvuku, teploty, nebo přítomnosti některých látek). Náplní dizertační práce je chemická syntéza, fyzikálně-chemická příprava a studium samouspořádání u multiresponzivních nanočástic a injikovatelných depotních systémů citlivých na více podnětů současně (změny pH, redoxpotenciálu a teploty); konkrétní zaměření bude brát v úvahu zájmy studenta. Studované nanočástice budou určeny pro diagnostiku a cílenou personalizovanou imunoradioterapii a imunochemoterapii nádorových a autoimunitních onemocnění. Optimalizované nanočástice budou poté poskytnuty spolupracujícím biologickým pracovištím k testování pro reálné aplikace.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Zulfiya Černochová, PhD

Anotace

Kvantové tečky (QD) jsou polovodičové nanočástice s vynikajícími optoelektronickými vlastnostmi. Přesněji řečeno, QD vykazují široká absorpční spektra, úzké světelné pásy a vynikající fotovoltaickou stabilitu, díky čemuž jsou užitečné v biovědě a medicíně, zejména pro snímání, optické zobrazování, separaci buněk a diagnostiku. Obecně se QD během syntézy stabilizují pomocí hydrofobního ligandu, a proto jejich hydrofobní povrchy musí projít hydrofilní modifikací, pokud mají být QD použity v bioaplikacích. Oxid křemičitý je jednou z nejúčinnějších metod pro překonání nevýhod QDs díky fyzikálně-chemické stabilitě, netoxicitě a vynikající biologické dostupnosti oxidu křemičitého. Mikro a nanočástice SiO2 budou pokryty polydopaminem nebo směsí kyseliny citronové a močoviny nebo melaminem. Pokrytá vrstva bude karbonizována v přítomnosti vodivého kovu iontově spojeného s pokrytou vrstvou. Celý SiO2 může být rozpuštěn. Zbytkové duté nabité částice budou zkoumány elektrochemickými, fluorescenčními metodami a dalšími technikami potřebnými pro charakterizaci kvantových teček.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Zulfiya Černochová, PhD

Anotace

Kvantové tečky (QD) jsou polovodičové nanočástice s vynikajícími optoelektronickými vlastnostmi. Přesněji řečeno, QD vykazují široká absorpční spektra, úzké světelné pásy a vynikající fotovoltaickou stabilitu, díky čemuž jsou užitečné v biovědě a medicíně, zejména pro snímání, optické zobrazování, separaci buněk a diagnostiku. Obecně se QD během syntézy stabilizují pomocí hydrofobního ligandu, a proto jejich hydrofobní povrchy musí projít hydrofilní modifikací, pokud mají být QD použity v bioaplikacích. Oxid křemičitý je jednou z nejúčinnějších metod pro překonání nevýhod QDs díky fyzikálně-chemické stabilitě, netoxicitě a vynikající biologické dostupnosti oxidu křemičitého. Mikro a nanočástice SiO2 budou pokryty polydopaminem nebo směsí kyseliny citronové a močoviny nebo melaminem. Pokrytá vrstva bude karbonizována v přítomnosti vodivého kovu iontově spojeného s pokrytou vrstvou. Celý SiO2 může být rozpuštěn. Zbytkové duté nabité částice budou zkoumány elektrochemickými, fluorescenčními metodami a dalšími technikami potřebnými pro charakterizaci kvantových teček.

Garantující pracoviště:	Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Jiří Michálek, CSc.

Anotace

Biokompatibilní polymerní ionty byly intenzivně studovány jako slibné materiály v terapeutické a diagnostické oblasti nanomedicíny. Nedávno bylo prokázáno, že polyaniony s vysokou hustotou náboje jsou schopny potlačit biologické účinky kationtového amfifilního peptidu (CAMP) melittinu z včelího jedu jeho vazbou na komplex polyplex. V budoucnu bioinspirované nanostruktury naložené toxickým lékem uvnitř uvolňují lék na potřebném místě. Jako lék bude včelí jed melittin. Potřebným místem bude nádor.Katelicidin je prvek vrozené imunity, který hraje důležitou roli ve vývoji patogenního procesu u psoriázy. Očekává se, že jak katelicidin, tak defensiny se budou chovat podobně jako mellitin z hlediska interakce s polyaniony, jako je kyselina polyakrylová. Vychytávání těchto peptidů lokálně podávanými polyaniony by tedy mělo přerušit cyklus cytokinových bouří, což by vedlo k indukci psoriázy, a tím její potlačení. Řada nanogelových kyselin bude připravena technikou mikroemulzní polymerace. Bude provedeno In vitro testování (hemolýza na myších erytrocytech) získaných materiálů. Bude provedeno chemické, fyzikální a biomedicínské vyšetřování.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Miroslav Otmar, CSc.

Anotace

Iontovýměnné polymerní membrány mají široké uplatnění v laboratorním i průmyslovém měřítku. K nejvýznamnějším aplikacím patří zejména elektrochemické odsolování mořských a brakických vod, čištění odpadních vod, dělení směsí při výrobě promyslových chemikálií a léčiv, oddělení elektrolytů od neelektrolytů v elektrochemických zařízeních jako jsou elektrolyzéry, palivové články a akumulátory. V poslední době nabývá na významu jejich použití ve vodíkovém hospodářství a při skladování přebytků elektřiny získané z obnovitelných zdrojů. Využívání tzv. zeleného vodíku produkovaného v elektrolyzérech je jednou z cest při přechodu na bezuhlíkovou energetiku. Téma zahrnuje syntézu polymerů a polymerních membrán nesoucích funkční skupiny pro daný účel. Např. sulfo a fosfonoskupiny pro katexy nebo kvartérní amoniové skupiny pro anexy. Dále jsou to polymery využitelné pro konstrukci elektrod, jako nosiče katalyzátorů nebo pro další aplikace. Běžně jsou používány metody preparativní organické chemie a polymerační reakce. Naše oddělení je dostatečně flexibilní na to, aby případný uchazeč měl dostatečný prostor pro uplatnění své invence

Garantující pracoviště:	Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Miroslav Otmar, CSc.

Anotace

Polymerní membrány jsou široce používány v separačních procesech díky své univerzálnosti, účinnosti a nákladové efektivitě. Tyto membrány jsou navrženy tak, aby selektivně propouštěly určité molekuly nebo ionty a zároveň blokovaly jiné, což je ideální pro aplikace, jako je filtrace vody, separace plynů a dialýza. Polymerní membrány lze přizpůsobit konkrétním separačním úkolům úpravou faktorů, jako je velikost pórů, chemické složení a povrchové vlastnosti. Jejich použití sahá od čištění pitné vody pomocí reverzní osmózy až po separaci plynů v průmyslových procesech. Díky neustálému pokroku hrají polymerní membrány i nadále zásadní roli při zlepšování udržitelnosti a výkonnosti různých separačních technologií. Téma zahrnuje syntézu nových a funcionalizaci komerčních polymerních materiálů použitelných pro dělení směsí chemických látek včetně plynů nebo enantiomerních směsí. Metodicky se bude jednat o polymerační reakce, modifikace polymerů zaváděním funkčních skupin a reakce používané v preparativní organické syntéze. Naše oddělení je dostatečně flexibilní na to, aby případný uchazeč měl dostatečný prostor pro uplatnění své invence.

Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Studijní program/specializace:	Měření a zpracování signálů v chemii ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Jan Mareš, Ph.D.

Anotace

Disertační práce se zabývá návrhem a implementací komplexního systému pro analýzu biomedicínských dat. Tato data budou získána ve Fakultní nemocnici Královské Vinohrady v Praze a v Nemocnici Pardubického kraje. Systém bude sloužit jako podpůrný nástroj pro lékaře, umožňující objektivní hodnocení zdravotního stavu pacientů, a současně nabídne možnosti analýzy jedno- i vícerozměrných dat, jako jsou EKG, srdeční frekvence, pohybové záznamy či obrazová data z CT a NMR. K analýze budou využity jak klasické statistické metody (např. OLR, RF), tak moderní přístupy hlubokého učení.

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Studijní program/specializace:	Měření a zpracování signálů v chemii ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Jan Mareš, Ph.D.

Anotace

Disertační práce se zaměřuje na aplikaci hlubokého učení v oblasti diagnostiky hlasové patologie prostřednictvím analýzy hlasových nahrávek. Část dat pro analýzu bude naměřena ve Fakultní nemocnici Královské Vinohrady Praha. Metodologická část práce zahrnuje výzkum metod pro výběr příznaků a možností pro syntézu nových příznaků. Dalším aspektem práce je využití Kolmogovor-Arnold sítí pro klasifikaci hlasových nahrávek. Předpokládá se, že výsledný klasifikátor a extraktor příznaků budou implementovány v rámci SW, který je v současné době ve FNKV používán k nahrávání hlasových nahrávek a jejich analýze. Výsledný SW umožní automatickou klasifikaci patologie v rámci vyšetření pacienta.

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Studijní program/specializace:	Měření a zpracování signálů v chemii ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Dušan Kopecký, Ph.D.

Anotace

Prudký nástup autonomních systémů typu robotických pomocníků, dronů či samořiditelných vozidel sebou nevyhnutelně přinesl nárůst využití zařízení pro určování polohy, jako jsou například mikrovlnné senzory, či pokročilá lidarová, radarová či rádiová technika. Díky tomu také narůstá pravděpodobnost existence nežádoucích interferencí tohoto elektromagnetického vlnění s integrovanými obvody autonomního zařízení, což může ve svém důsledku vést ke zvýšené pravděpodobnosti výskytu nebezpečných jevů, včetně havárií a ztrát na lidských životech. Cílem této práce je proto vyvinout nové materiály pro útlum elektromagnetických interferencí a aplikovat je jako ochranné štíty v provozní oblasti elektromagnetického spektra stávajících systémů pro určování polohy. Práce bude zaměřena na vyhledání, syntézu a charakterizaci vhodných elektrických a magnetických materiálů a jejich nanostrukturovaných analogů a následný design, výroba a testování nových lehkých a flexibilních ochranných štítů. Součástí práce také bude modelování a vyhodnocování stínící účinnosti ochranných štítů v simulovaných i reálných podmínkách provozu autonomních systémů.

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Studijní program/specializace:	Measurement and Signal Processing in Chemistry ( výuka v anglickém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Fatima Hassouna, Ph.D.

Anotace

Projekt se zabývá návrhem ekologicky šetrných kompozitů ve formě pružných volně stojících fólií nebo aerogelů pro stínění elektromagnetického rušení (EMI). Kompozity budou připraveny z celulózových plniv z biologických zdrojů a účinných receptorů EMI (např. supramolekulárních vodivých polymerů, uhlíkových nanotrubiček, grafenu, kovových organických rámců, recyklovaného uhlíku atd.). Budou navrženy nové přístupy kompatibilizace matrice a receptoru. Kromě toho budou studovány základní aspekty určující chování kompozitů s cílem pochopit interakce probíhající mezi fázemi kompozitů a vztahy mezi strukturou a vlastnostmi. Budou provedeny důkladné experimenty ve stejnosměrném a střídavém elektrickém poli na kompozitech a jejich složkách, aby se odhalily zákonitosti určující výslednou účinnost stínění. Nakonec bude studován synergický efekt obou receptorů vedoucí k řízené účinnosti stínění EMI absorpcí nebo odrazem.

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Studijní program/specializace:	Molekulární chemická fyzika a senzorika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Fatima Hassouna, Ph.D.

Anotace

Uhlíkové materiály hrají zásadní roli v elektrochemickém skladování energie díky svým atraktivním vlastnostem, mezi které patří mimo jiné nízká cena, vysoká dostupnost, nízký dopad na životní prostředí, povrchové funkční skupiny, vysoká elektrická vodivost a tepelná, mechanická a chemická stabilita. V současné době lze uhlíkové materiály považovat za nejrozsáhleji prozkoumanou skupinu v oblasti superkondenzátorů a baterií (např. Li-ion baterií (LIB)), což jsou zařízení pokrývající širokou škálu aplikací vyžadujících vysoký výkon a vysokou energii. Uhlíkové materiály se v bateriích používají ke zlepšení jejich vlastností, pokud jde o elektrickou vodivost, a také k ukládání iontů zapojených do chemických reakcí a ke zlepšení jejich celkových elektrochemických vlastností. V kov-iontových bateriích, jako jsou LIB, se jako anoda běžně používá uhlík (např. grafit). Jedním z hlavních problémů spojených s použitím uhlíkových materiálů v LIB je jejich mírná teoretická kapacita. Kombinace kovů s uhlíkem v anodě LIB nabízí několik výhod, včetně zvýšené elektrické vodivosti, lepší specifické kapacity a lepší strukturální integrity. Tato kombinace také zlepšuje rychlost nabíjení/vybíjení baterií, snižuje vnitřní odpor a pomáhá vytvářet stabilní vrstvu pevné mezifáze elektrolytu, čímž optimalizuje celkový výkon. Kombinace kovu a uhlíku v LIB anodách tedy využívá silných stránek obou materiálů, což z ní činí slibný přístup pro ukládání energie příští generace. V této souvislosti lze kompozitní odpad uhlíku a kovu znovu zhodnotit jako aktivní materiál pro elektrody v zařízeních pro ukládání energie včetně LIB, což podporuje udržitelné využívání zdrojů recyklací cenných materiálů, snižuje množství odpadu a dopad na životní prostředí a zároveň zvyšuje výkonnost a nákladovou efektivitu technologií pro ukládání energie. Hlavním cílem tohoto projektu je navrhnout a vyvinout vysoce výkonné, přizpůsobitelné, vodivé a flexibilní anody založené na uhlíkovém/kovovém nanokompozitním odpadu, konkrétně pro aplikace LIB.

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Studijní program/specializace:	Molekulární chemická fyzika a senzorika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Fatima Hassouna, Ph.D.

Anotace

Uhlíkové materiály hrají zásadní roli v elektrochemickém skladování energie díky svým atraktivním vlastnostem, mezi které patří mimo jiné nízká cena, vysoká dostupnost, nízký dopad na životní prostředí, povrchové funkční skupiny, vysoká elektrická vodivost a tepelná, mechanická a chemická stabilita. V současné době lze uhlíkové materiály považovat za nejrozsáhleji zkoumanou skupinu v oblasti superkondenzátorů a baterií, což jsou zařízení pokrývající širokou škálu aplikací vyžadujících vysoký výkon a vysokou energii. Uhlíkové materiály, které se obvykle používají pro superkondenzátory, zahrnují mimo jiné aktivní uhlík, uhlíkové nanotrubičky, grafen, fullereny. Je to proto, že tato rodina uhlíku vykazuje vynikající vlastnosti pro ukládání energie, jako je vysoká elektrická vodivost, přizpůsobená struktura pórů a povrchová plocha, povrchové funkční skupiny a elektrochemická stabilita. Pro zvýšení energetické hustoty superkondenzátorů se uhlíkové materiály spojují s faradickými materiály (pseudokapacitními materiály), jako jsou oxidy kovů a elektricky vodivé polymery. Synergie mezi těmito dvěma materiály může vést k rychlejšímu nabíjení/vybíjení, větší hustotě energie a lepší dlouhodobé stabilitě, což je ideální pro vysoce výkonné superkondenzátory. Stručně řečeno, kombinace kovu a uhlíku v elektrodách superkondenzátorů využívá silných stránek obou materiálů, což z ní činí slibný přístup pro ukládání energie příští generace. V tomto kontextu lze kompozitní odpad uhlíku a kovu znovu zhodnotit jako aktivní materiál pro elektrody v zařízeních pro ukládání energie včetně superkondenzátorů, což podporuje udržitelné využívání zdrojů recyklací cenných materiálů, snižuje množství odpadu a dopad na životní prostředí a zároveň zvyšuje výkonnost a nákladovou efektivitu technologií pro ukládání energie. Hlavním cílem tohoto projektu je navrhnout a vyvinout vysoce výkonné vodivé a flexibilní elektrody na míru na bázi vedlejšího nanokompozitu uhlíku a kovu. Tyto elektrody budou navrženy tak, aby kombinovaly vazebné, elastické a vodivé vlastnosti. Za použití nejslibnějších elektrod a kvazi-pevných elektrolytů budou zkonstruovány symetrické a asymetrické superkondenzátory.

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Studijní program/specializace:	Molekulární chemická fyzika a senzorika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Dušan Kopecký, Ph.D.

Anotace

Taktilní senzory teploty či tlaku jsou zařízení použitá v robotice při vyhodnocování interakce robota s jinými objekty. Jedná se například o manipulaci s objektem, měření prokluzu uchopeného objektu, zjišťování souřadnic polohy objektu či měření velikosti síly působící na objekt. Krajním případem jsou složité taktilní systémy, jejichž účelem je simulace a nahrazování lidského hmatu. Senzory, které se pro uvedené účely používají, musí být dostatečně miniaturní, citlivé na malé změny tlaku, musí mít příznivé dynamické vlastnosti a časovou i operační stálost parametrů. Vzhledem k očekávané vysoké hustotě taktilních senzorů zapojených i v jednoduchých aplikacích, musí existovat možnost jejich provozu ve formě senzorových polí a zpracování dat pomocí pokročilých matematicko-statistických algoritmů. V neposlední řadě musí být náklady na jejich výrobu přiměřené, aby bylo možné je snadno nahrazovat v případě opotřebení. Cílem této práce je proto vyvinout nové typy taktilních senzorů teploty a tlaku na bázi moderních nanomateriálů, které bude možné používat v experimentech s měřením časově a prostorově rozložené síly působící na matici senzorů. Součástí práce bude příprava, charakterizace a zpracování termoeletrických a piezorezistivních materiálů na bázi organických nanostrukturovaných polovodičů a uhlíkových nanostruktur. Testování těchto látek bude mimo jiné zahrnovat strukturní, chemickou a mechanickou analýzu a měření elektrických vlastností ve stejnosměrném i střídavém elektrickém poli. Vybrané materiály pak budou zpracovány do formy citlivých senzorů. Součástí této práce bude také návrh senzorových polí a dále jejich testování a zpracování signálu pomocí pokročilých algoritmů.

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Fatima Hassouna, Ph.D.

Anotace

Elektronické kůže s hmatovým snímáním (e-skins), navržené tak, aby kopírovaly vlastnosti a funkce lidské kůže, se staly klíčovou technologií pro přenosnou elektroniku příští generace. Tyto elektronické kůže, které nabízejí zvýšenou flexibilitu a citlivost, poskytují uživatelům větší pohodlí a zároveň zajišťují přesné snímání dat. Rozšiřující se použití nositelných elektronických kůží v aplikacích, jako jsou zařízení s dotykovou obrazovkou a elektronický papír, navíc vyžaduje vynikající optickou průhlednost. Kromě faktorů, jako je pohodlí a průhlednost, však zůstávají zásadní, avšak často opomíjené, bezpečnostní a zdravotní důsledky elektronických kůží. Dlouhodobé používání elektronických kůží na lidském těle může vést k růstu bakterií, které způsobují záněty kůže a další zdravotní problémy. Proto je naléhavě zapotřebí vyvinout pružné elektronické kůže s antibakteriálními vlastnostmi, které by zabránily růstu bakterií a následným infekcím. dalším faktorem, který byl při vývoji elektronických kůží jen málo zkoumán, je obnovitelnost materiálu. Celulóza, hojný biopolymer a prakticky neomezený přírodní zdroj, má potenciál uspokojit rostoucí poptávku po obnovitelných materiálech. Celulóza může existovat v různých formách, například jako celulózová nanovlákna (CNF), která mají obvykle průměr od 50 do 60 nm. Z těchto vláken lze vytvářet nanostrukturované papírové listy, tenké filmy, multifunkční nanokompozity nebo průhledné filmy. Tyto materiály nabízejí několik výhod, včetně nízké plynopropustnosti. Použití přírodních, biologicky odbouratelných nanobiopolymerů může také snížit toxicitu a rozšířit rozsah jejich použití. celulóza ve své přírodní formě však postrádá vlastní antibakteriální aktivitu. Nicméně její bohatý výskyt funkčních skupin umožňuje chemickou modifikaci, která jí může propůjčit významné antimikrobiální vlastnosti. Výsledkem těchto modifikací mohou být antibakteriální materiály s dlouhotrvajícími, nevyplavujícími se antimikrobiálními účinky, což znamená, že bakterie musí být v přímém kontaktu s povrchem, aby se antimikrobiální účinek projevil. na základě těchto úvah je cílem tohoto projektu navrhnout obnovitelné, transparentní a antibakteriální elektronické kůže z CNF, které vykazují vynikající flexibilitu a vysokou citlivost pro aplikace hmatového snímání.

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Studijní program/specializace:	Molekulární chemická fyzika a senzorika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Dušan Kopecký, Ph.D.

Anotace

Rozšiřování moderní elektroniky, integrovaných obvodů, mikroprocesorů a obecně komunikační a výpočetní techniky s sebou přináší i vysoké riziko vyzrazení kritických informací o infrastruktuře, ve kterých jsou tyto prvky využívány. V krajním případě může dojít i k úniku či převzetí administrátorských oprávnění, což může být zneužito k digitálnímu vandalismu, vyzrazení důležitých informací či útokům na infrastrukturu samotnou. Jednou z velice efektivních a obtížně odhalitelných metod těchto útoků je i vzdálené odposlouchávání informací, jež jsou emanovány z elektronických zařízení ve formě elektrického či magnetického pole. S rozvojem levné rádiové techniky a v důsledků snadno dostupných knihoven a algoritmů pro zpracování signálu již nemusí být podobný útok pouze doménou bohatých, státy sponzorovaných, organizací, ale postupně může být osvojován běžnou hackerskou komunitou a zneužíván ke kriminálním účelům. Cílem této práce je tedy prozkoumat možnosti a vyvinout a otestovat lehké a flexibilní ochranné štíty na bázi moderních nanomateriálů, které budou sloužit jako účinná pasivní ochrana elektronických zařízení před vzdáleným odposloucháváním informací. Za tímto účelem budou připraveny nové kompozitní materiály na bázi elektricky vodivých nanočástic s magnetickými vlastnostmi. Budou studovány možnosti jejich kompatibilizace s nosičem, chemická struktura a morfologie, mechanické, elektrické a magnetické vlastnosti a metody a možnosti jejich zpracování do požadovaného tvaru a formy vhodné k využití v miniaturní elektronice. Součástí experimentů bude i testování pasivních štítů v simulovaných i reálných podmínkách a vyhodnocování jejich schopnosti tlumit elektromagnetické vlnění vyzařované elektronickými zařízeními.

Garantující pracoviště:	Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Studijní program/specializace:	Molekulární chemická fyzika a senzorika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Fatima Hassouna, Ph.D.

Anotace

Pro napájení nositelných elektronických zařízení byly vyvinuty různé flexibilní systémy pro ukládání energie, které fungují v podmínkách postupného ohýbání, natahování a dokonce i kroucení. Superkondenzátory a baterie jsou považovány za nejslibnější zdroje energie/napájení pro nositelnou elektroniku, avšak zajištění jejich elektrochemické udržitelnosti a mechanické odolnosti je klíčové. Elektricky vodivé obnovitelné hydrogely, které spojují elektrické vlastnosti vodivých materiálů s jedinečnými vlastnostmi obnovitelných hydrogelů, poskytují ideální rámec pro návrh a konstrukci flexibilních superkondenzátorů a baterií. Tento projekt se zaměří na vývoj nových funkčních hydrogelů z obnovitelných zdrojů s kontrolovatelnou velikostí, složením, morfologií a vlastnostmi rozhraní. Bude provedeno základní pochopení vztahů mezi chemickým složením, strukturou, vlastnostmi rozhraní, napětím, elektrickou vodivostí a elektrochemickými vlastnostmi vodivých hydrogelů. Bude posouzeno účinné použití těchto vodivých hydrogelů v pružných systémech pro ukládání energie.

Ústav mléka, tuků a kosmetiky

Garantující pracoviště:	Ústav mléka, tuků a kosmetiky
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jan Kyselka, Ph.D.

Anotace

Kyseliny eikosapentaenová (EPA) a dokosahexaenová (DHA) jsou významné polynenasycené mastné kyseliny (PUFA) řady ω-3, které se liší délkou uhlovodíkového řetězce a počtem dvojných vazeb v all-cis uspořádání. Jedná se o důležité prekurzory eikosanoidů (C20), dokosanoidů (C22) a také elovanoidů (C26 – C40). Tato skupina oxylipinů ovlivňuje agregaci krevních destiček (tromboxany), vazokonstrikci a vazodilataci (prostaglandiny), prozánětlivé působení (např. cysteinyl-LTE4), rezoluci zánětu (resolviny, maresiny a protektiny) a další. Kvalita komerčních výrobků s vysokým obsahem EPA a DHA je různá, neboť obsahují odlišný obsah polohových a geometrických izomerů polynenasycených mastných kyselin a také primární a sekundární oxidační produkty PUFA. Cílem práce bude technologická koncentrace PUFA a laboratorní či poloprovozní rafinace olejů s vysokým obsahem EPA a DHA. Dále bude zkoumána kvalita komerčních doplňků stravy s vysokým obsahem EPA a DHA. Prostředky organické syntézy umožní přípravu doposud nepopsaných derivátů PUFA včetně jejich oxidovaných forem a geometrických či polohových izomerů.

Garantující pracoviště:	Ústav mléka, tuků a kosmetiky
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jiří Štětina, CSc.

Anotace

V současné době je novým trendem konzumace potravin odklon od živočišných produktů. Rostlinné alternativy mléčných výrobků mají ovšem často nevyhovující nutriční i senzorické vlastnosti. Pro řadu konzumentů proto mohou být přijatelnější tzv. hybridní potraviny, které jsou tvořeny živočišnými a rostlinnými složkami ve vhodném poměru s cílem optimalizovat nutriční a senzorickou hodnotu výrobku. V práci bude sledován vliv interakcí rostlinných a mléčných bílkovin na technologické vlastnosti směsné suroviny, jako například na emulgační vlastnosti, tvorbu gelu a koloidní stabilitu či texturu hybridního výrobku. Poznatky budou využity pro návrh technologie hybridní alternativy sýra.

Ústav organické chemie

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Pavel Lhoták, CSc.

Anotace

Práce je zaměřena na studium možností přípravy a vlastností větších calixarenů s pěti a více fenolickými jádry, popřípadě jejich analogů, jež by mohly fungovat jako receptory pro rozpoznání fullerenů. Cílem je dosáhnout selektivní komplexace fullerenů C60 nebo C70 změnou základního skeletu calixarenu s využitím principů supramolekulární chemie (konkávní versus konvexní). Připravené deriváty budou využity nejen jako receptory pro komplexaci fullerenů, ale také pro konstrukci složitějších supramolekulárních systémů (např. self-assembly).

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Petra Ménová, Ph.D.

Anotace

DC-SIGN je protein vázající sacharidy, který je exprimován na povrchu imunitních buněk. Jeho cílení by mohlo být využito dvěma způsoby: (1) k vývoji účinnějších vakcín a (2) k vývoji nových léčebných postupů proti některým patogenům. Navzdory potenciálu přírodních sacharidových ligandů se jejich použití k dosažení specifického cílení na buňky exprimující DC-SIGN dosud ukázalo jako neúspěšné. Ve spolupráci s Molecular Drug Targeting Group z Univerzity ve Vídni pracujeme na návrhu a vývoji nových glykomimetických ligandů, které se váží na DC-SIGN s vysokou selektivitou a přiměřenou afinitou. V uplynulých letech jsme identifikovali několik nových strukturních motivů DC-SIGN ligandů. Navrhovaný projekt bude zaměřen na studium vztahu mezi strukturou a aktivitou (structure–activity relationship, SAR) těchto nových ligandů. Hlavní část práce bude založena na syntetické organické chemii. Doktorand se naučí základy chemie sacharidů a glykosylací, stejně jako další organické reakce (využití ortogonálních ochranných skupin, cross-coupling reakce katalyzované přechodnými kovy…). Hodnocení vazebné afinity bude probíhat ve Vídni a doktorand bude mít příležitost naučit se základy těchto metod (buď NMR techniky pro studium interakcí protein–ligand, nebo práce s buněčnými kulturami) během stáže.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
Studijní program/specializace:	Chemistry ( výuka v anglickém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Tomáš Tobrman, Ph.D.

Anotace

Předmětem práce je příprava nových polydentátních fosfanových ligandů. Ligandy budou obsahovat minimálně čtyři fosforová centra. U připravených komplexů budou studovány jejich komplexační vlastnosti. Primární využití připravených ligandů bude spočívat v jejich selektivní izolaci vzácných kovů (Rh, Pd, Au) z přírodních zdrojů a aplikace v cross-coupling reakcích.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Radek Cibulka, Ph.D.

Anotace

Redoxně neaktivní kovy byly dlouho dobu využívané ve fotoredoxní katalýze nebo v redoxních reakcích obecně jako Lewisovy kyseliny. Výsledky získané v poslední době však ukazují, že za vhodných podmínek mohou soli takových kovů, například skandité soli, vystupovat jako samostatné fotoaktivní částice vystupující po excitaci jako silná oxidační činidla. Cílem této práce je studium možného využití skanditých solí při oxidativních transformacích s využitím viditelného světla. Jako příklad využití lze uvést C-C a C-heteroatom couplingové reakce. Dalším cílem studia je ověření použitelnosti další iontů kovů s podobnými vlastnostmi ve fotoredoxní katalýze.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Pavel Lhoták, CSc.

Anotace

Pillar[n]areny lze považovat za relativně nové členy rodiny fenolických makrocyklů. Díky jedinečnému válcovitému tvaru a elektronově bohaté kavitě, našly pillar[n]areny mnoho využití v moderní supramolekulární chemii. Abychom jmenovali alespoň některé, lze zmínit rozpoznávání různých analytů, supramolekulární self-assembly, supramolekulární polymery reagující na vnější podněty, popř. využití jako modelové systémy pro studium různých nekovalentních interakcí. Z chemie calix[n]arenů je dobře známo, že zavedení síry namísto běžných methylenových můstků vede k dramatickým změnám v chemickém a supramolekulárním chování takovýchto systémů. V nedávné době se ukázalo, že tyto systémy lze konstruovat s využitím 1,4-konjugované adice vhodných stavebních kamenů. Cílem tohoto projektu je konstrukce pillararenů a jejich analogů nesoucích heteroatomy jako můstkové jednotky a výzkum těchto nových makrocyklů včetně jejich charakterizace, derivatizace a studia možných supramolekulárních aplikací.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Martin Tlustý, Ph.D.

Anotace

Porézní krystalické materiály jsou využívány pro separaci a skladování plynů, katalýzu či chemické rozpoznávání. Jejich vlastnosti jsou významně ovlivněny jejich porozitou. Jedním z problémů znemožňujících přípravu vysoce porézních materiálů je interpenetrace, tedy vzájemné propletení více krystalických mřížek. Cílem práce bude využít mechanické vazby jako chránicí skupiny pro zabránění interpenetrace, a tedy pro přípravu vysoce porézních materiálů.

Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Dr. habil. Ullrich Jahn

Anotace

Axinellaminy patří k nejsložitějším alkaloidům se zajímavými biologickými vlastnostmi. V rámci tohoto projektu budou zkoumány biomimetické přístupy, které umožní krátké totální syntézy přírodních produktů a jejich analogů. Ve spolupráci bude zkoumán jejich biologický profil.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Irena G. Stará, CSc.

Anotace

Cílem projektu je vyvinout přípravu nových deformovaných a chirálních nanouhlíkových systémů, jakými jsou helikální pi-konjugované makrocykly, cirkuleny a cykloareny. Chirální látky budou připraveny v opticky čisté formě skrze resoluci racemátů či pomocí asymetrické syntézy. Budou studovány jejich (chir)optické vlastnosti, samoskladba v 2D/3D prostoru, aromatický charakter a jejich konformační či redoxní chování s cílem identifikovat jejich možné aplikace v chemii či nanovědě.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Radim Nencka, Ph.D.

Anotace

Doktorand(ka) se bude zabývat návrhem a syntézou nových inhibtorů methyltransferáz – virových, fungálních nebo lidských. Student(ka) bude ve své práci využívat in silico přístup molekulárního modelování, které by mělo zefektivnit vývoj aktivních látek. Hlavní část pracovní náplně bude ovšem organická syntéza. Příprava analogů vhodných ligandů s fluorescentní značkou umožní efektivní vývoj screeningové metody.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Michal Hocek, DSc.

Anotace

Budou navrhovány a syntetizovány nukleotidy nesoucí specifické ligandy nebo reaktivní skupiny, z nichž bude enzymovými metodami syntetizována modifikovaná DNA, na kterou potom budou připojeny cílové proteiny. Mezi aplikace budou patřit soustavy několika enzymů.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Michal Hocek, DSc.

Anotace

Budou navrhovány a syntetizovány nukleotidy nesoucí specifické ligandy nebo reaktivní skupiny, z nichž bude enzymovými metodami syntetizována modifikovaná DNA, na kterou potom budou připojeny cílové proteiny. Mezi aplikace budou patřit soustavy několika enzymů.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Michal Hocek, DSc.

Anotace

Budou syntetizovány modifikované 2'-deoxyribonukleosid-trifosfáty a použity při enzymové syntéze oligodeoxyribonukleotidů a DNA nesoucích několik modifikací ve specifických pozicích pomocí nového přístupu zahrnujícího opakované nasedání RNA templátů, prodlužování primerů a digesci RNA. Aplikace budou zahrnovat prostorově definované připojení několika různých biomolekul, zejména proteinů, na DNA.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Iva Pichová, CSc.

Anotace

Terpenické sekundární metabolity slouží organismům ke komunikaci a obraně, a jejich biologické aktivity se využívají v průmyslových odvětvích, jako jsou farmaceutický, kosmetický nebo potravinářský a aromatický průmysl. Tento doktorský projekt se zabývá otázkou evolučního původu biosyntézy terpenoidů u hmyzu. Terpenové syntázy (TPS) jsou klíčové enzymy zodpovědné za přeměnu prenylpyrofosfátů na terpeny a hmyzí TPS nejsou příbuzné svým rostlinným nebo mikrobiálním protějškům. Vyvinuly se několikrát nezávisle na sobě v různých liniích hmyzu. Naše znalosti o jejich reakčních mechanismech a vztazích mezi strukturou a aktivitou zůstávají omezené. V rámci tohoto doktorského projektu bude doktorand funkčně charakterizovat soubor hmyzích terpenových syntáz z nepříbuzných hmyzích skupin a definovat jejich společné a idiosynkratické strukturní rysy získané během jejich několikanásobného nezávislého vzniku. Tento doktorský projekt je financován evropskou doktorskou sítí MSCA „ModBioTerp“ a grantová podpora širšího výzkumného projektu je financována Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy (2024-2027).

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Dr. habil. Ullrich Jahn

Anotace

Právě jsme dokončili přístupy ke glycinovým alkoxyaminům, které jsou velkým příslibem v biokonjugaci. V rámci tohoto projektu bude prozkoumán potenciál těchto nepřírodních derivátů aminokyselin pro přístup k novým peptidovým strukturám

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Dr. habil. Ullrich Jahn

Anotace

Právě jsme dokončili přístupy ke glycinovým alkoxyaminům, které jsou velkým příslibem v biokonjugaci. V rámci tohoto projektu bude prozkoumán potenciál těchto nepřírodních derivátů aminokyselin pro přístup k novým peptidovým strukturám.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Ivo Starý, CSc.

Anotace

Cílem Ph.D. projektu je příprava nových helikálně chirálních komplexů kovů pro využití v enantioselektivní katalýze. Pozornost bude soustředěna na syntézu metallacyklů odvozených od helicenů a helikálních cyklopentadienylových komplexů. Tyto látky budou využity ve vybraných enantioselektivních reakcích katalyzovaných tranzitními kovy jako například cykloisomerizaci alkynů, metathesi olefinů a hydrogenaci.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Radim Nencka, Ph.D.

Anotace

Doktorand(ka) se zaměří na návrh a organickou syntézu nových inhibitorů methyltransferáz, a to virových, fungálních nebo lidských. Při vývoji těchto sloučenin bude student(ka) využívat in silico molekulární modelování, jehož cílem je zefektivnit a zrychlit hledání a optimalizaci inhibitorů. Hlavním těžištěm práce však zůstane organická syntéza potenciálních léčivých látek. Součástí projektu bude příprava analogů ligandů opatřených vhodnou značkou, ať už fluorescentní nebo funkční (biotin pro pulldown, talidomid pro PROTAC technologii).

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Dr. Paulo Paioti

Anotace

Nedávno jsme vyvinuli metodu syntézy jinak obtížně dostupných atropizomerů nukleofilní aromatickou substitucí. Jednou z výhod je, že výchozí materiály, N-H heterocykly a fluoroareny, jsou snadno dostupné, a další je, že reakce jsou vysoce účinné a široce použitelné. Metoda však v současné době produkuje racemáty atropisomerů a není katalytická. Doktorandi v naší laboratoři proto budou vyvíjet katalytickou atroposelektivní syntézu těchto a dalších sloučenin. Bude studováno několik možností. Molekuly syntetizované v rámci tohoto projektu budou široce testovány ve screeningu medicinální chemie.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Tomáš Kouba, Ph.D.

Anotace

Účinná léčba proti virům chřipky často selhává kvůli virové rezistenci. Zkoumání a vývoj nových léčiv je náročné, protože existuje pouze omezený počet antivirových terapeutických cílů pro racionální návrh léků. Tento projekt bude řešit obojí; prozkoumá a ověří nový terapeutický cíl a vyvine proti němu inhibitory. Nedávné výsledky ve strukturní biologii chřipkové RNA-dependentní RNA polymerázy (FluPol) pomocí kryogenní elektronové mikroskopie (cryo-EM) identifikovaly nový obecný mechanismus v procesu transkripce a replikace virové genomové RNA. Mechanismus je zcela závislý na vazbě virových endogenních molekul RNA na specifická vazebná místa na FluPol. S pomocí již existujících cryo-EM struktur komplexů virových RNA s FluPol navrhneme inhibitory založené na RNA sekvenci, atomové struktuře a interakcích s bílkovinou FluPol. Navíc navrhneme rozsáhlou chemickou modifikaci těchto RNA molekul. Poté otestujeme, zda takto modifikovaně RNA mohou inhibovat FluPol in vitro a v experimentech na buňkách. Zacílení na tato FluPol vazebná místa RNA a použití modifikovaných molekul na bázi RNA je inovativní koncept a očekává se, že bude robustní proti vývoji virové rezistence.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Molekulární chemická fyzika a senzorika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Petr Cígler, Ph.D.

Anotace

Kvantové nanosenzory přináší oproti klasický senzorům výhodu velké citlivosti a vysokého rozlišení. Jedním typem takového kvantového nanosenzoru jsou fotoluminiscenční nanočástice, jejichž detekce spočívá v sledování změn luminiscence v odpovědi na vnější podněty. Cílem práce bude čtení optických nanosenzorů s využitím pulzní optické EPR detekce a sledováním spektrálních změn. Student bude navrhovat a implementovat pokročilé pulzní sekvence do stávajícího kvantového konfokálního mikroskopu, provádět a vyhodnocovat měření. Dále bude optimalizovat senzitivitu nanosenzorů pomocí chemických modifikací povrchu. Výstupem práce bude časově-rozlišená lokální kvantová detekce v biologicky relevantním prostředí.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Tomáš Pluskal, Ph.D.

Anotace

Naše laboratoř kombinuje nejnovější experimentální (např. hmotnostní spektrometrie, metabolomika, RNA-seq) a výpočetní (např. bioinformatika, molekulární sítě, strojové učení) přístupy a vyvíjí nové postupy pro objevování a využití bioaktivních molekul odvozených z rostlin. Cílem tohoto projektu bude inženýring nových mikrobiálních platforem pro bioprodukci terpenoidních prekurzorů a terpenoidů z nich odvozených.

Garantující pracoviště:	Ústav informatiky a chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Bioinformatika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Tomáš Pluskal, Ph.D.

Anotace

Cílem projektu je umožnit výpočetní charakterizaci a inženýrství terpensyntáz, důležité třídy biosyntetických enzymů, které vytváří chemické kostry největší známé skupiny přírodních látek, terpenoidů. Projekt má tři cíle: 1. Sestavení komplexní databáze popisující dosud charakterizované reakční mechanismy terpensyntáz. 2. Vývoj modelu hlubokého učení s využitím transformátorových neuronových sítí pro predikci substrátů, produktů a reakčních mechanismů terpensyntáz přímo z jejich aminokyselinových sekvencí. 3. Vývoj generativního algoritmu pro návrh umělých terpensyntáz s požadovanou funkcí.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Jiří Kaleta, Ph.D.

Anotace

Projekt se zaměřuje na vývoj a studium speciálních organických molekul, které lze přepínat světlem a které svou funkcí napodobují biologické systémy. Tyto syntetické „molekulární stroje“ budou sestaveny z různých fotospínačů a molekulárních motorů, přičemž jejich jednotlivé části bude možné selektivně spínat nebo aktivovat pomocí světla o specifické vlnové délce. Hlavním cílem Ph.D. projektu je příprava a detailní studium těchto unikátních molekul, stejně jako jejich potenciální využití při konstrukci funkčních prototypů molekulárních strojů. Důraz bude kladen jak na různé kombinace fotospínačů, tak na způsoby jejich vzájemného propojení (orthogonální vs. neortogonální).

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Zlatko Janeba, Ph.D.

Anotace

V medicinální chemii představují heterocykly ve strukturách biologicky aktivních molekul důležité farmakofory. Cílem projektu je syntéza nových heterocyklických sloučenin s potenciálními protirakovinnými účinky, optimalizace jejich struktury a vyhodnocení jejich biologických vlastností (aktivita, ADME vlastnosti atd.).

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Tomáš Pluskal, Ph.D.

Anotace

Naše laboratoř kombinuje nejnovější experimentální (např. hmotnostní spektrometrie, metabolomika, RNA-seq) a výpočetní (např. bioinformatika, molekulární sítě, strojové učení) přístupy a vyvíjí nové postupy pro objevování a využití bioaktivních molekul odvozených z rostlin. Cílem tohoto projektu bude screening velkého množství rostlinných druhů pomocí kapalinové chromatografie a hmotnostní spektrometrie, a objevování a izolace nových unikátních chemických látek, včetně základní charakterizace jejich bioactivit.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Ota Bludský, CSc.

Anotace

Tato práce si klade za cíl prohloubit naše pochopení toho, jak dynamické chování systémů "host-guest" v porézních materiálech ovlivňuje transport hmoty, který je klíčový pro jejich aplikační potenciál. Práce se zaměřuje na tři hlavní problémy: (i) vliv chemického složení a adsorbovaných molekul na transportní vlastnosti flexibilních materiálů jako jsou zeolity a ZIFy, (ii) “gating” efekty v zeolitech s nízkým obsahem křemíku, a (iii) vliv vnitřních defektů (silanolů) v materiálech s vrstevnatým prekurzorem na separaci plynů.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Molekulární chemická fyzika a senzorika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Petr Cígler, Ph.D.

Anotace

Fotoluminiscenční nanodiamanty jsou novým typem kvantových biosenzorů využívajících změnu luminiscenčních vlastností v odpovědi na vnější podněty. Oproti klasický senzorům přinášejí výhodu velké citlivosti a vysokého rozlišení, ale jsou často nespecifické. Cílem práce bude chemická funkcionalizace těchto senzorů za účelem specifické a citlivé detekce v biologicky relevantním prostředí. K tomu student využije kovalentní modifikace povrchu nanosenzorů v koloidním stavu a provede jejich následnou charakterizaci. Funkčnost takto zkonstruovaného nanosenzoru ověří pomocí kvantového konfokálního mikroskopu s využitím pokročilých pulzních sekvencí. Výstupem práce bude časově-rozlišená lokální kvantová detekce specifických molekul.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	David Marcelo Sabatini, M.D., Ph.D.

Anotace

Moje laboratoř se zajímá o regulaci metabolismu a růstu. Zájem pramení z naší práce na signální dráze související s protein kinázou mTOR, která je označována za hlavní regulátor růstu a anabolické odpovědi na přítomnost živin. Lysozomy a další organely, jako např. mitochondrie, jsme začali studovat, když se ukázalo že hrají z hlediska dostupnosti základních živin v aktivaci mTORC1 klíčovou roli. Vyvinuli jsme metody pro izolaci a profilování membránových organel (např. Lyso-IP), použili jsme je k identifikaci genů s dříve neznámou funkcí, prokázali jejich zapojení do patofyziologie různých onemocnění. Protože mTORC1 detekuje dostupnost základních živin, začali jsme se zajímat o metabolické dráhy, pomocí kterých buňky inkorporují biomasu a generují energii. (1) Detekce živin pomocí mTORC1 in vitro a in vivo. Naším cílem je identifikovat senzor, který pro dráhu mTORC1 detekuje glukózu; objevit nové senzory živin u dalších zvířat kromě savců; a pochopit, jak senzory živin fungují in vivo. (2) Lysozomy v normální fyziologii a onemocnění. Snažíme se porozumět tomu, jak neurodegenerativní onemocnění ovlivňují funkci lysozomů a identifikovat specifický obsah lysozomů ve specializovaných buňkách. (3) Ve spolupráci s chemiky vyvíjíme molekuly s terapeutickým potenciálem, které se zaměřují na jednotlivé části dráhy mTOR a na lysozomální proteiny.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Molekulární chemická fyzika a senzorika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Doc. Mgr. Michal Straka, Ph.D.

Anotace

Vzhledem k tomu, že miniaturizace elektronických součástek dosahuje svých limitů, se jednomolekulární součástky jeví jako perspektivní alternativa. Náš návrh se zaměřuje na vyplnění mezery v molekulární elektronice prostřednictvím vývoje přepínatelných spinových filtrů. Naší první fází bude teoretický průzkum, jehož cílem je identifikovat experimentálně dostupné molekuly vhodné pro spinristory, přičemž se soustředíme na zavedení spinového filtru prostřednictvím atomů kovů s otevřenou elektronovou slupkou, chirality, nebo jejich kombinace. Mezi naše počáteční cíle patří metaloporfyriny, heliceny, krátké peptidy a endohedrální fullereny. Kombinací spinového filtrování, spinového crossoveru a přepínání stavů řízeného polem budeme schopni ovlivnit přenosové vlastnosti těchto molekul. Vytvoříme knihovnu in silico charakterizovaných systémů a na základě elektronické struktury získáme klíčové poznatky o jejich funkci. Nejlepší sloučeniny následně syntetizujeme a experimentálně charakterizujeme. V konečném důsledku předpokládáme, že naše práce povede k aplikacím v oblasti ukládání dat a neuromorfického počítání.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Tomáš Pluskal, Ph.D.

Anotace

Naše laboratoř kombinuje nejnovější experimentální (např. hmotnostní spektrometrie, metabolomika, RNA-seq) a výpočetní (např. bioinformatika, molekulární sítě, strojové učení) přístupy a vyvíjí nové postupy pro objevování a využití bioaktivních molekul odvozených z rostlin. Cílem tohoto projektu bude vývoj postupů pro strukturní analýzu malých molekul izolovaných z rostlin pomocí metody krystalových hyb (crystalline sponge) a rentgenové difrakce. Zájemci o tuto pozici by již měli mít laboratorní zkušenosti s krystalografií malých molekul.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Tomáš Slanina, Ph.D.

Anotace

Elektrofily a Lewisovy kyseliny patří mezi nejběžnější meziprodukty používané pro katalytické reakce. Existuje mnoho pokusů charakterizovat a klasifikovat sílu a reaktivitu těchto elektronově deficitních částic. Klasický koncept elektrofility a Lewisovy kyselosti se však začíná rozpadat, když uvažujeme o částicích s otevřenou elektronovou slupkou (radikály, radikálové ionty) a excitovaných stavech. Disertační práce se zaměří na vývoj elektrofilních systémů s neklasickou elektronovou strukturou schopných různých specifických interakcí s nukleofily a radikály. Toto jedinečné chování bude využito nejen pro vývoj nových katalytických reakcí, ale bude použito při přeformulování pravidel pro chemickou vazby mezi radikály a elektronicky excitovanými molekulami. Kandidát provede syntézu a charakterizaci organických neklasických elektrofilů a Lewisových kyselin a bude studovat jejich katalytické vlastnosti a nekovalentní interakce. Vysoce motivovaný a zručný uchazeč bude mít možnost rozšířit své absolventské vzdělání v organické chemii o studium elektrochemických, fotochemických a fyzikálně chemických metod.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Ivo Starý, CSc.

Anotace

Cílem projektu je příprava nových helikálních TADF a excimerových luminoforů odvozených od helicenů a studovat jejich chiroptické vlastnosti v roztoku a tenkých vrstvách (zejména cirkulárně polarizovanou luminiscenci) za účelem identifikace vhodných materiálů pro budoucí konstrukci CP-OLED.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Zlatko Janeba, Ph.D.

Anotace

Cílem projektu je syntéza nových látek s potenciálními protivirovými účinky, optimalizace jejich struktury a vyhodnocení jejich biologických a farmakokinetických vlastností ve spolupráci s dalšími vědeckými skupinami (např. virologie, biochemická farmakologie). V případě potřeby budou připravena a studována vhodná proléčiva.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Dr. habil. Ullrich Jahn

Anotace

V rámci projektu budou vyvinuty syntézy komplexních indoloterpenových akaloidů a jejich analogů, vykazující různorodé biologické aktivity.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Dr. habil. Ullrich Jahn

Anotace

V rámci projektu budou vyvinuty syntézy komplexních indoloterpenových akaloidů a jejich analogů, vykazující různorodé biologické aktivity.

Garantující pracoviště:	Ústav informatiky a chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Bioinformatika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Tomáš Pluskal, Ph.D.

Anotace

Naše laboratoř kombinuje experimentální (hmotnostní spektrometrie, metabolomika a RNA-seq) a výpočetní (bioinformatika a strojové učení) přístupy pro objevování nových bioaktivních molekul odvozených z rostlin. Cílem tohoto projektu bude vývoj výpočetních metod pro procesování a interpretaci dat z hmotnostní spektrometrie malých molekul, zejména automatických technik pro interpretaci hmotnostních spekter, pro anotaci molekul a pro generování a vizualizaci molekulárních sítí. Kandidáti na tuto pozici byl měli být schopni samostatného programování v jazycích Java a Python.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Tomáš Slanina, Ph.D.

Anotace

Fotoindukovaný přenos elektronů a separace náboje je jedním z nejdůležitějších jevů ve vesmíru. Hraje důležitou roli v procesech nezbytných pro život, jako je fotosyntéza, dýchání, skládání proteinů a biokatalýza. Je také vysoce relevantní pro vývoj solárních článků, baterií, molekulární elektroniky a chytrých materiálů. Disertační práce bude zaměřena na vývoj systémů pro reverzibilní přenos náboje mezi dvěma redox-aktivními centry. Přenos náboje bude v obou směrech řízen světlem a oba stavy budou stabilizovány následnou chemickou reakcí (intramolekulární cyklizace, protonace a další). Reverzibilní fotoindukovaný přenos elektronů bude využit pro reorientaci dipólů, řízení nábojů a protiiontů a regulaci elektrostatických interakcí. Tyto unikátní vlastnosti budou dále využity při návrhu nových materiálů a zařízení v molekulární elektronice. Kandidát provede syntézu a charakterizaci organických redoxně aktivních molekul a bude studovat jejich vlastnosti. Vysoce motivovaný a zručný uchazeč bude mít možnost rozšířit si své absolventské vzdělání ve fyzikální a organické chemii o studium elektrochemických, fotochemických a pokročilých spektroskopických metod.

Ústav organické technologie

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Martin Veselý, Ph.D.

Anotace

Dvoudimenzionální (2D) materiály, a grafen jako jejich typický zástupce, se jeví jako vhodný katalytický nosič. Takové nosičové katalyzátory vykazují zvýšení katalytické aktivity oproti katalytické aktivitě na konvenčních nosičích a to díky specifickým interakcím mezi kovovými aktivními centry a 2D nosičem. Projekt je zaměřen přípravu hybridů typu 2D nosič – kovová nanočástice různými postupy, které se budou lišit v tom, zda-li se kovová složka zavádí na již exfoliovaný materiál, či zda syntéza a exfoliace probíhat současně. Nedílnou součástí bude pokročilová korelativní spektroskopická a mikroskopická charakterizace připravených materiálů a jejich vztah k pozorované katalytické activity modelových chemických reakcí jako jsou selektivní hydrogenace, oxidace či C-C coupling.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Jan Patera, Ph.D.

Anotace

Volná povrchová energie je jedním z důležitých parametrů v průmyslové aplikaci a procesech práškových a vláknitých materiálů. Rozdíly v povrchové energii mají vliv na mezifázové interakce, jako je například smáčení, koheze či adheze. Jelikož široká škála použití práškových látek je řízena povrchovými reakcemi či interakcemi, charakterizace povrchových energií může být důležitými informacemi pro zlepšení povrchových vlastností (např. povrchovou modifikací). Obecné teorie lze aplikovat pouze na hladkých, molekulárně plochých pevných površích nebo částicích. Většina rozhraní u partikulárních látek však nemá ideálně hladký povrch anebo ideálně homogenizovaný povrch, proto se bude práce věnovat určení heterogenity povrchových vlastností; heterogenity povrchové energie a jejím vztahem k dalším vlastnostem těchto látek.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Eliška Vyskočilová, Ph.D.

Anotace

Kvartérní amoniové sole mohou sloužit jako katalyzátory pro řadu významných reakcí z nichž významnou roli zastává cykloadice oxidu uhličitého na epoxidy nebo alkeny vedoucí k cyklickým karbonátům. Další z důležitých reakcí, které mohou být katalyzovány amoniovými solemi, je Knoevenagelova kondenzace aldehydů s nitrily. Tato reakce je významná z hlediska využití v oblasti chemických specialit jako jsou vonné látky nebo intermediáty farmaceutik. Nevýhodou amoniových solí je jejich použití v homogenním reakčním uspořádání, a tedy komplikovaná separace z reakční směsi a nemožnost opakovaného použití. Cílem práce bude příprava heterogenních analog kvartérních amoniových solí, jejich detailní charakterizace a testování jako katalyzátorů ve vybraných reakcích. Bude sledován vliv strukturních vlastností připravených materiálů na jejich katalytickou aktivitu a v neposlední řadě možnost opakovaného použití.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Pavel Čapek, CSc.

Anotace

Práce je zaměřena na matematické modelování kompozitních materiálů, jejichž příprava zahrnuje vytvoření suspenze částic plniva v kapalné směsi rozpouštědla a prekursoru polymeru, objemovou kontrakci suspenze vyvolanou odpařováním rozpouštědla a formováním pevné polymerní matrice. Výchozí suspenze je modelována pomocí metody náhodného sekvenčního přidávání částic různých tvarů. Pak následuje modelování pohybu částic plniva ve smršťující se suspenzi. Každá modelová mikrostruktura a odpovídající mikrostruktura reálného vzorku kompozitního materiálu jsou charakterizovány statistickými mírami a tyto míry jsou následně porovnány, aby byla ohodnocena kvalita modelu. Reálné mikrostruktury kompozitních materiálů jsou dedukovány ze snímků jejich nábrusů, které jsou pozorovány v řádkovacím elektronovém mikroskopu.

Garantující pracoviště:	Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i. Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Kamila Syslová, Ph.D.

Anotace

V posledních několika desetiletích rychlý rozvoj zemědělství a průmyslu vede celosvětově ke kontaminaci životního prostředí různými znečišťujícími látkami, včetně těžkých kovů, polychlorovaných bifenylů, plastů a biologicky aktivních farmaceutických látek (FAL). Právě posledně zmiňovaná skupina FAL tvoří druhou nejčastější skupinu polutantů, distribuovaných do prostředí člověkem, vyskytujících se v půdě a povrchových vodách, což má za následek znehodnocování zdrojů pitné vody a celkové znečištění životního prostředí. Přítomnost těchto látek v životním prostředí vyvolává velké obavy kvůli jejich vzájemné interakci, toxicitě, biologické stabilitě a nedostatečnému odbourávání v současných systémech čistíren odpadních vod (ČOV). Pro hlavní zdroje kontaminace prostředí farmaky se tak stávají společným uzlovým bodem odpadní vody, jejichž prostřednictvím jsou dominantně přes povrchové vody FAL distribuovány zpět do prostředí. K zabránění celkové dysbalanci ekosystémů je proto nutné postupně vyvíjet a zavádět stále nové technologické procesy využitelné v odbourávání těchto polutantů z půdních a vodních ekosystémů, a případně směřovat tyto procesy i k recyklaci opětovného využití přírodních dekontaminovaných odpadních materiálů. Cílem výzkumného záměru bude detailní studium degradačního potenciálu specifických mikroorganismů nebo jejich konsorcií, které díky své bohaté funkční rozmanitosti řadíme mezi unikátní skupinu organismů se schopností odbourávat polutanty z prostředí. Síla a jedinečnost jejich mechanismů budeme sledovat kombinací různých přístupů, od mikrobiálního screeningu mikroorganismů s biodegradačním potenciálem, jejich následnou kultivaci v definovaných podmínkách v laboratorním bioreaktoru pro přípravu syntetického celobuněčného katalyzátoru, přes analytické nástroje využívající metody LC-MS a NMR k identifikaci cílových nemetabolizovaných molekul FAL a jejich metabolických forem. Vedle metabolomiky využijeme proteomickou analýzu k charakterizaci klíčového enzymového aparátu a ke konstrukci potenciálních biodegradačních buněčných procesů. Podpora biotechnologických a „omics“ přístupů umožní detailně charakterizovat funkční aktivitu unikátního směsného celobuněčného katalyzátoru nebo specifických katalyzátorů tvořených mikrobiálním konsorciem nebo unikátním kmenem. Následná integrace tohoto syntetického katalyzátoru do in situ modelových klíčových environmentálních procesů povede k modifikaci původních mikrobiálních konsorcií s cílem efektivně a ekologicky šetrně bioremediovat zatížené lokality různých ekosystémů.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Eliška Vyskočilová, Ph.D.

Anotace

Esenciální oleje a extrakty z rostlin známých pro své léčivé účinky obsahují široké spektrum různých látek, ne všechny však mají biologickou aktivitu. Pro izolaci jednotlivých biologicky aktivních látek z rostlinných extraktů či esenciálních olejů lze použít několik postupů. Jedním z nich je extrakce na pevné fázi, při které lze volbou optimální kombinace stacionární a mobilní fáze docílit velmi účinné selektivní separace. Molekulárně otištěné polymery (MIP) by mohly být vhodnou alternativou konvenčně používaných stacionárních fází. Výhodou MIP je i jejich stabilita, a to jak fyzikální, tak chemická. Proces přípravy MIP, při kterém jsou v polymeru utvářeny kavity komplementární k žádané separované molekule je zodpovědný za jejich vysokou selektivitu. Vždy je nezbytné optimalizovat jak přípravu samotného polymeru (metoda, použité monomery, síťovací činidla, poměr reaktantů, teplota, čas), tak proces extrakce templátové molekuly z polymeru a v neposlední řadě také postup extrakce na pevné fázi (kondicionace stacionární fáze, eluční medium). Pro disertační práci budou vybrány terpenické molekuly, budou připraveny vhodné MIP a bude testována možnost separace zvolených molekul z vybraných extraktů rostlin.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D.

Anotace

Vlhká granulace je klíčovým krokem ve farmaceutické výrobě, který je zodpovědný za přeměnu jemných prášků na granule s lepšími tokovými vlastnostmi, rovnoměrností a stlačitelností. Nejpoužívanějšími jednotkovými operacemi vlhké granulace, které jsou pro farmaceutickou výrobu nezbytné, jsou vysokosmyková granulace a fluidní granulace. Kvůli potřebě výroby vysoce kvalitních pevných lékových forem vzrůstá důležitost vývoje robustních způsobů pro lepší kontrolu kritických atributů kvality (CQA) granulí. Cílem tohoto výzkumu je řešit omezení empirických metod využitím mechanistického modelování a výpočetních nástrojů k modelování, simulaci a optimalizaci procesů vysokosmykové granulace a granulace ve fluidním loži. V tomto výzkumu bude mechanistické modelování sloužit jako základ pro pochopení dynamiky granulace, včetně růstu a rozpadu částic, přidávání a distribuce pojiva a kinetiky sušení s cílem usnadnit systematický přístup k optimalizaci procesů tím, že umožní přesný popis základních fyzikálně-chemických procesů. Výzkum bude zahrnovat konstrukci modelů pro simulaci různých provozních podmínek a pochopení jejich vlivu na vlastnosti granulí, jako je velikost, pórovitost a obsah vlhkosti. Experimentální ověřování bude hrát klíčovou roli při zdokonalování tohoto přístupu s využitím souborů dat z průmyslových procesů granulace od laboratorního až po výrobní měřítko. Ověřené modely pak budou použity k optimalizaci procesů granulace. Integrací tohoto pracovního postupu má tento výzkum za cíl řešit problémy spojené se zvětšováním měřítka, snižováním variability a zvyšováním účinnosti řízení procesu granulace. Proto bude hlavním cílem výzkumu také pokročit v mechanistickém chápání granulace a zároveň přispět k přijetí vývoje procesů založených na modelech ve farmaceutickém průmyslu, což zajistí efektivnější a spolehlivější výrobu v souladu se zásadami QbD (Quality by Design).

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Pavel Čapek, CSc.

Anotace

Práce je zaměřena na simulaci a experimentální stanovení transportních vlastností kompozitních membrán typu polymer – plnivo, které se budou lišit použitými polymery a plnivy. Dále budou zkoumány různé poměry polymer – plnivo. Experimentální stanovení propustnosti membrán bude doprovázeno statistickým zpracováním získaných dat. Propustnost bude také modelována na základě rekonstruované mikrostruktury membrán a transportních vlastností složek tvořících membránu.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Martin Veselý, Ph.D.

Anotace

Nízko-dimenzionální vrstevnaté materiály, jejichž vlastnosti závisí na rozsahu exfoliace a chemické modifikaci povrchu, představují slibné možnosti využití v různých oblastech nanotechnologií či v katalýze, kde byl pozorován pozitivní vliv dvou-dimenzionálního (2D) nosiče kovového katalyzátoru na jeho katalytickou aktivitu díky specifickým interakcím mezi kovem a 2D nosičem. Projekt je zaměřen na přípravu a chemické modifikace vrstevnatých materiálů založených na germaniu, křemíku a jejich směsí SixGe(1-x), s cílem připravit chemicky i opticky uniformní 2D sheety s charakteristickými rozměry v řádu desítek µm a 0D kvantové tečky s rozměry v řádu jednotek nm. Cílená modifikace a uniformita připravených nízko-dimenzionálních materiálů umožní nové způsoby studia heterogenních katalytických systémů a charakterizaci jevů jako je I) stanovení mechanismu specifických interakcí mezi 2D nosičem a kovem u litograficky nanesených platinových nanočástic či II) hodnocení propojenosti a dostupnosti porézního systému konvenčních katalyzátoru 0D kvantových teček s proměnou velikostí.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D.

Anotace

Kinetika dezintegrace tablet je určujícím krokem pro jejich celkové disoluční chování, protože určuje velikost a specifický povrch fragmentů vznikajících při jejich rozpadu. Tato kinetika závisí na rychlosti pronikání disolučního média do mikrostruktury tablety, a to jak do pórů, tak do bobtnavých složek tablety a dále na schopnosti pochodů vnitřního rozpouštění a bobtnání narušit její soudržnost. Cílem této práce je studovat kinetiku absorpce vody do tablety do tablety v závislosti na jejím složení a mikrostruktuře prostřednictvím texturní analýzy a mikroskopických měření, studovat odolnost tablety vůči erozním vlivům v závislosti na množství absorbované kapaliny a velikost fragmentů, vytvářených v důsledku těchto pochodů. Získané poznatky by pak měly být využity ke tvorbě plně nebo částečně prediktivního modelu, schopného předpovídat desintegrační chování na základě mikrostruktury tablety a fyzikálních vlastností jejích složek.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Jarmila Zbytovská, Dr. rer. nat.

Anotace

Molekulární mechanismy tvorby mezibuněčné lipidové matrix, která je klíčová pro kvalitní bariérové funkce kůže, nejsou stále dostatečně popsány. Tato práce bude cílit na odhalení těchto pochodů pomocí biofyzikálních technik na modelových membránách (SAXS, FTIR, Ramanova spektroskopie, AFM a další), v této souvislosti bude studována též permeabilita membrán. Na základě těchto poznatků budou definovány podmínky designu topických lipidových formulací schopných obnovy narušené (nemocné) kožní lipidové bariéry.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Iva Paterová, Ph.D.

Anotace

Podvojné vrstevnaté hydroxidy, známé také jako sloučeniny typu hydrotalcitu nebo aniontové jíly, tvoří důležitou skupinu materiálů s širokým spektrem využití. Mohou sloužit jako katalyzátory, prekursory katalyzátorů nebo iontoměniče. Uplatnit se mohou také v sorpčních a dekontaminačních procesech, mohou být využity rovněž pro interkalaci nejrůznějších látek včetně léčiv. Cílem práce bude tyto materiály připravit, modifikovat jejich povrch sloučeninami na bázi silanolů a charakterizovat vhodnými metodami. Připravené materiály budou využity jako nosičové materiály pro imobilizaci vybraných aktivních substancí.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Tereza Školáková, Ph.D.

Anotace

Farmaceutické produkty jsou sofistikované směsi celé řady látek, které mohou být kapalné nebo pevné. Existuje však stále otázka, jak je efektivně vybrat bez nákladných a časově náročných testů, které jsou spojeny se složitostí vývoje léku. Povrchová energie by mohla být použita jako mocný predikční nástroj pro provádění takových výběrů. Cílem této práce je poskytnout nový pohled na predikci kompatibility složek (API a excipient) pro návrh formulace pro výrobu pevných lékových forem na základě povrchových vlastností jejich složek.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Jarmila Zbytovská, Dr. rer. nat.

Anotace

Nově vyvíjená léčiva jeví často problematický fyzikálně-chemický profil s následkem velmi nízké biologické dostupnosti. Nanočásticové formulace nabízí možnost řešení. Tato práce se bude zabývat formulací vybraných účinných látek do různých typů nanočástic a studiem jejich účinnosti na biologickou dostupnout do živé tkáně.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Eliška Vyskočilová, Ph.D.

Anotace

Práce se bude zabývat přípravou chemických specialit, jako jsou vonné látky, pesticidy nebo látky pro farmaceutický průmysl. Výchozími látkami pro přípravu budou materiály vycházející z biomasy, například pineny nebo furfural. Bude sledována možnost využití těchto látek, bude prováděna optimalizace reakčních podmínek a bude studován vliv reakčního uspořádání na průběh reakce

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Martina Pitínová, Ph.D.

Anotace

2D materiály jsou definovány jako vrstevnaté materiály jež tvoří krystaly o minimální tloušťce jednoho až několika málo atomů. Prvním a nejznámějším zástupcem 2D materiálů je grafen, který byl v roce 2004 izolován z přírodního grafitu. Kromě grafenu byla od té doby popsána celá řada 2D materiálů. Vrstevnaté 2D materiály jsou charakteristické vysokým specifickým povrchem, schopností tvorby povrchových defektů, možností funkcionalizace jejich povrchu a řadou dalších vlastností. Pro tyto vlastnosti je jedním z možných oblastí použití těchto materiálů katalýza, kde mohou sloužit jako vhodné nosiče pro ukotvení katalyticky aktivních kovů. Významným benefitem užití 2D nosičů je možnost snížení množství aktivních kovů nezbytného pro katalyzovaní chemické reakce. Náplní práce bude hledání vhodných heterogenních katalyzátorů využívajících právě 2D nosiče pro základní organické syntézy jako jsou hydrogenace, oxidace či hydroformylace. Experimentální práce bude tedy zahrnovat přípravu nosičových katalyzátorů, kdy jako nosiče budou sloužit vybrané 2D materiály, které budou modifikovány různými vzácnými kovy, jako jsou Pt, Pd, Rh, Ru, Ag, Cu, Ni či další. Připravené katalyzátory budou podrobně charakterizovány pomocí dostupných analytických metod (SEM/EDS, TEM, XRD, N2-fyzisorpce, Ramanova spektroskopie atd.) a konečně testovány ve vybraných modelových reakcí.

Ústav polymerů

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Zdeněk Hrdlička, Ph.D.

Anotace

Stabilita halogenovaných polymerů bude sledována TGA spřaženou s potenciometrickou titrací, resp. s dalšími metodami. Hodnocen bude např. vliv změkčovadel a stabilizačních systémů v plastu na míru uvolňování těkavých látek a přesnost stanovení.

Ústav sacharidů a cereálií

Garantující pracoviště:	Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Zdeněk Bubník, CSc.

Anotace

Moderní cukrovar produkuje vedle bílého cukru i další produkty jako je bioethanol, bioplyn, černý sirob či melasa, sušené řízky a hnojiva. Využívá k tomu celou řadu procesů počínaje extrakcí, epurací, evaporací a rafinací, tak návazných procesů jako jsou fermentace, destilace či separace na ionexech a molekulových sítech. Právě chromatografické procesy se využívají ke změkčování, odbarvování, vycukerňování či izolaci různých hodnotných látek jako např. betain. Tato práce bude zaměřena na frakcionaci meziproduktů cukrovarnictví použitím různých sorbentů a hledání optimálních podmínek chromatografické separace pro získávání sacharosy, betainu, barviva, solí a dalších hodnotných složek.

Garantující pracoviště:	Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Marcela Sluková, Ph.D.

Anotace

Arabinoxylany jsou přirozenými složkami některých anatomických částí žitných a pšeničných zrn a jejich koncentrace je proto vysoká v některých frakcích vznikajících během mlýnského zpracování. Tyto látky vykazují významné nutriční benefity jako složky vlákniny s funkcí prebiotik. Ve standardních i netradičních mlýnských procesech lze frakce obsahující vysoké koncentrace arabinoxylanů separovat buď ve vedlejších produktech povrchového opracování zrna před vlastním mletím (peeling, debranning), nebo v otrubnatých částicích postupně separovaných během vlastního dezintegračního procesu. Cílem této práce bude identifikovat frakce zrna s nejvyšším podílem arabinoxylanů separovaných pomocí různých mlýnských postupů. Dále pak navrhnout a ověřit postupy zpracování těchto frakcí pomocí hydrotermické úpravy či fermentace. Jako výsledek těchto postupů by měly být vyvinuty senzoricky atraktivní produkty s vysokou biologickou dostupností a polymerních a oligomerních arabinoxylanů s potenciálem využití jako zlepšujících přípravků při výrobě potravin cereálního původu nebo jako složek nutraceutik.

Garantující pracoviště:	Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie potravin ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Roman Bleha, Ph.D.

Anotace

Dizertační práce bude zaměřena na izolaci a charakterizaci polysacharidových frakcí a čistých polysacharidů a případně dalších biologicky aktivních metabolitů z přírodních zdrojů pomocí vhodných spektroskopických (FTIR, Raman, NMR), chromatografických (GC/FID, GC/MS, GPC/SEC, HPLC/ELSD) a dalších separačních metod (např. IEC). U čistých polysacharidových frakcí budou testovány biologické aktivity (např. protizánětlivá, imunomodulační, prebiotická a další) a to ve spolupráci s Ústavem biochemie a mikrobiologie, VŠCHT Praha. Nedílnou součástí disertační práce bude i testování biologické dostupnosti u vybraných polysacharidových frakcí.

Ústav skla a keramiky

Garantující pracoviště:	Ústav skla a keramiky
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Martina Šídlová, Ph.D.

Anotace

Green Deal, ambiciózní plán Evropské unie, má zásadní dopady na stavebnictví 21. století. Tento plán se zaměřuje na snížení emisí skleníkových plynů a podporu udržitelného rozvoje, což vede k inovacím v oblasti stavebních materiálů a technologií. To sebou přináší celou řadu změn, jež je potřeba řešit. Cílem práce bude jednak zmapovat nové trendy ve stavebnictví, jednak vhodnou úpravou surovin přispět k efektivnímu snížení uhlíkové stopy stavebních výrobků. Tento materiálový výzkum by měl primárně přinést posun ve výzkumu aktivace příměsí a snížení uhlíkové stopy.

Garantující pracoviště:	Ústav skla a keramiky
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Tereza Unger Uhlířová, Ph.D.

Anotace

Tato disertační práce následuje jeden z nejnovějších trendů keramické vědy, kterým je nízkoteplotní (≤400 °C) slinování keramiky označované jako cold sintering. Aplikace takto nízké teploty je možná díky přítomnosti kapalné fáze a aplikaci vysoké zátěže. Práce se zabývá teorií celého procesu, především tedy vlivům kapalné fáze (voda nebo roztoky kyselin a zásad), teploty, tlaku a doby výdrže na slinování. Tyto teoretické základy budou ověřovány a budovány na základě experimentu, jehož součástí bude příprava keramických materiálů (oxidů a halidů) a charakterizace jejich složení a mikrostruktury metodami rentgenové difrakce (XRD), skenovací elektronové mikroskopie (SEM), optické mikroskopie, charakterizace mechanických vlastností, především tvrdosti a lomové houževnatosti (indentačními metodami), ale také elastických vlastnosti (dynamickými metodami) a teplotní nebo tepelné vodivosti (metodami neustáleného přenosu tepla). Součástí práce bude navíc obrazová analýza a modelování souvislosti mezi složením, mikrostrukturou a vlastnostmi.

Garantující pracoviště:	Ústav skla a keramiky
Studijní program/specializace:	Konzervační vědy v péči o hmotné kulturní dědictví ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Alexandra Kloužková, CSc.

Anotace

Keramická výroba je nejstarším odvětvím lidské činnosti spojeným s tepelným zpracováním přírodních surovin. Funkční rozmanitost keramických výrobků je velmi široká, což z ní činí jeden z nejlépe prozkoumaných archeologických materiálů. Základní archeologickou otázkou je provenience nálezů a v případě keramiky je vysoký potenciál v identifikaci dvojice izotopů Sr a Nd, protože horniny mají různé hodnoty 87Sr/86Sr a 143Nd/144Nd. Předmětem práce bude výzkum této problematiky, který bude probíhat ve spolupráci s Geologickou službou a Archeologickým ústavem AV ČR, Praha, v. v. i..

Ústav technologie vody a prostředí

Garantující pracoviště:	Ústav technologie vody a prostředí
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie ochrany životního prostředí ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Jan Bartáček, Ph.D.

Anotace

Odlehčované odpadní vody (OOV) způsobují epizodické přísuny širokého spektra znečišťujících látek do povrchových vod, často v obrovském množství a s vysokou četností. Toto znečištění může způsobit neúnosné hydraulické zatížení vodních toků, snížení kvality vody i říčního sedimentu a narušení ekologického stavu toku. Dopady na kvalitu vody jsou zvlášť závažné v případě recipientů využívaných pro vodárenské účely či k rekreaci. Odlehčením jsou nejvíce ovlivněny toky s relativně malým průtokem, jelikož je pak průtok zaústěných OOV i násobně větší. Pro přepady z odlehčovacích komor je typický vysoký obsah snadno rozložitelných organických látek, které způsobují deficit rozpuštěného kyslíku, vysoké zatížení CHSK i BSK, snížení průhlednosti vody, adsorpci těžkých kovů či mikropolutantů a velké množství dusíku a fosforu, které způsobují eutrofizaci povrchových vod či toxicitu NH3 pro ryby. Z hygienického hlediska je velmi závažná mikrobiální kontaminace, včetně rizika šíření genů antibiotické rezistence. Odlehčovací komory jsou také zdrojem až 90 % ročního zatížení recipientů mikropolutanty, které se na ČOV účinně odstraňují. Úkolem doktoranda bude systematicky analyzovat znečištění vodních útvarů způsobené odlehčovanými odpadními vodami. Bude provedeno důkladné monitorování a analýza odlehčovaných odpadních vod v různých lokalitách. Vzorky budou odebírány při a po větších srážkových událostech a analyzovány na chemické a biologické ukazatele, včetně organického uhlíku, ropných látek, nutrientů, mikropolutantů, antibioticky rezistentních bakterií (ARB) a genů antibiotické rezistence (ARG). Bude také sledován průtok odlehčovaných vod a vody ve sledovaných profilech recipientů. Dále budou navrženy různé extenzivní technologie čištění odlehčovaných odpadních vod, jako jsou umělé mokřady a zemní filtry. Tato dizertační práce bude financována v rámci projektu TA ČR Prostředí pro život 2 (SQ01010193): "Udržitelné nástroje pro zhodnocení a omezení vlivu odlehčovaných odpadních vod na recipienty"

Garantující pracoviště:	Ústav technologie vody a prostředí
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie ochrany životního prostředí ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Jiří Wanner, DrSc.

Anotace

Jednotka parciální oxidace ropných zbytků (POX) patří k důležitým výrobním zařízením litvínovského závodu společnosti ORLEN Unipetrol RPA s.r.o. Jedním z jejích výstupů jsou odpadní vody obsahující vysoké koncentrace amoniakálního dusíku, sulfidů, kyanidů a dalších významných polutantů. Cílem práce bude komplexní řešení problematiky čištění těchto odpadních vod s důrazem na možnost využití kapacity stávající biologické čistírny odpadních vod, s případným fyzikálně chemickým předčištěním. V rámci práce budou také zkoumány dopady zpracování ropných směsí ve výrobním závodu v Litvínově vyvolaného válečným konfliktem na Ukrajině a rovně různé režimy provozu jednotky POX na jakost odpadních vod a následné procesy čištění.

Garantující pracoviště:	Ústav technologie vody a prostředí
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie ochrany životního prostředí ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. RNDr. Jana Říhová Ambrožová, Ph.D.

Anotace

V technologii vody se při rutinním biologickém hodnocení environmentálních vzorků (tj. vod, sedimentů, kalů, nárostů, biofilmů atp.) používají na různé úrovni a stupni složitosti mikroskopické metody a metody molekulární biologie. Na některé typy environmentálních vzorků se používají buď nesystematicky anebo mají svá omezení, což rozhodně nabízí prostor pro vědecko-výzkumnou a případně vývojovou činnost. Prvním cílem práce bude sumarizace kvalitativních, semikvantitativních a kvantitativních postupů a metod určených pro detekci cílových mikroorganismů různých trofických úrovní zastoupených v hodnocených environmentálních vzorcích; a následně pak zjištění kritických a problematických míst zhoršujících reprodukovatelnost a opakovatelnost použitých metod. K tomuto budou použity různé typy mikroskopie – světelná, fluorescenční (barvicí techniky, FISH, Live/Dead, vlastní pigmenty mikroorganismů), invertovaná, konfokální atp. Doplněním metod a přístrojové techniky bude průtoková cytometrie a její využití jako případného nástroje signalizace počtu a velikosti buněk ve vodných vzorcich, jinak běžně hodnocených mikroskopicky. Analýza dat přispěje k vytvoření určité metodologie vhodnosti/nevhodnosti daného postupu při jeho rutinním použití ve vědecko-výzkumných a běžných provozních laboratořích ČR. Jedním z cílů práce bude vytvoření databáze snímků a prostřednictvím vhodných nástrojů digitalizace příprava podkladů pro sestavení softwaru rozpoznávajícího objekty, struktury a se schopností kvantitativního vyhodnocení obrazu.

Ústav udržitelnosti a produktové ekologie

Garantující pracoviště:	Ústav udržitelnosti a produktové ekologie
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie ochrany životního prostředí ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Vladimír Kočí, Ph.D., MBA

Anotace

Práce bude zaměřena na tvorbu charakterizačního modelu vyčíslování environmentální indikace přítomnosti mikroplastů a nanoplastů v jednotlivých složkách prostředí. Současné metody hodnocení dopadů životního cyklu nemají k dispozici propracovaný postup charakterizace plastových mikro- a nanočástic. Práce navrhne postup určení indikátoru nové kategorie dopadu či postup charakterizace elementárních toků nano- a mikročástic ve vhodném existujících charakterizačním modelu.

Garantující pracoviště:	Ústav udržitelnosti a produktové ekologie
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie ochrany životního prostředí ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Michal Šyc, Ph.D.

Anotace

Odpadní a technologické vody jsou generovány v široké škále průmyslových činností, což také vede k výskytu různorodých polutantů. Účinné čištění a bezpečné vypouštění těchto vod do povrchových vod a kanalizací představuje výzvu. Přísné dodržování limitů je nejen žádoucí ale i klíčové pro ochranu ekosystémů a veřejného zdraví. Čištění vod od přítomných kovů může být spojené i s jejich získáváním. Následnému využití musí ale odpovídat čistota a forma získávaných kovů. Projekt navrhuje využití membránové elektrolýzy tak, aby docházelo k selektivnímu získávání kovů bez spotřeby chemikálií. Cílem práce by měla být optimalizace, nastavení a nalezení limitů procesu z pohledu variability složení vstupní suroviny a žádaných vlastností výstupních proudů a vhodný výběr předúpravy vody či následné úpravy produktu. Kromě podpory surovinové bezpečnosti a oběhového hospodářství může vést využití membránové elektrolýzy i k úsporám právě díky možnosti zpeněžení produktů, snížení nákladů na skládkování, či eliminaci nebo omezení spotřeby chemikálií.

Ústav udržitelných paliv a zelené chemie

Garantující pracoviště:	Ústav udržitelných paliv a zelené chemie
Studijní program/specializace:	Energie a paliva ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Tomáš Hlinčík, Ph.D.

Anotace

Cílem práce je získání souboru informací a podkladů pro hodnocení technických a bezpečnostních rizik v dopravě a využití směsí zemního plynu s přídavkem vodíku o různých koncentracích. Součástí práce je rovněž vyhodnocení výsledků získaných při realizaci pilotního projektu zaměřeného na využití zeleného vodíku v distribuční síti zemního plynu.

Garantující pracoviště:	Ústav udržitelných paliv a zelené chemie
Studijní program/specializace:	Energie a paliva ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Pavel Šimáček, Ph.D.

Anotace

Práce je věnována heterogennímu charakteru rop a jejich směsí, který může být zdrojem technologických problémů v procesu potrubní přepravy, dlouhodobého uskladnění a primárního rafinérského zpracování. Předmětem studia jsou především dvě skupiny látek: asfalteny a jejich koloidní stabilita, a parafinické látky ovlivňující nízkoteplotní a reologické vlastnosti. Cílem práce je optimalizace tvorby směsí a technologických podmínek tak, aby byly minimalizovány negativní důsledky chování těchto směsí.

Garantující pracoviště:	Ústav udržitelných paliv a zelené chemie
Studijní program/specializace:	Energie a paliva ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Tomáš Hlinčík, Ph.D.

Anotace

Práce bude zaměřena na výzkum a vývoj spojení keramických a kovových materiálů tak, aby byl spoj dostatečně odolný v prostředí vysokoteplotních plynů (typicky He s minoritním obsahem příměsí do teploty 900 °C) a tavenin kovů Pb, Pb-Li (typicky do teploty cca 600 °C). Případně alespoň v jednom z uvedených prostředích, ideálně i v případě „přiměřených“ teplotních skoků (cyklování). Uvažuje se o použití austenitických a feritickomartenzitických ocelí v kombinaci s oxidovou keramikou na bázi Al2O3 a SiO2. Budou zkoušeny a modifikovány různé metody spojení a nebo kombinace těchto metod. Vzorky spojů pak budou testovány v prostředí tavenin kovů Pb, Pb-Li a vysokoteplotních plynů – helia s různým zastoupením příměsí, především vlhkosti, popř. vzduchu nebo simulovaných spalin. Počítá se s dlouhodobými expozicemi s trváním v řádu stovek hodin s případným teplotním cyklováním. Po expozicích bude vyhodnocena odolnost spoje, případně navrženy úpravy technologie spojení.

Garantující pracoviště:	Ústav udržitelných paliv a zelené chemie
Studijní program/specializace:	Energie a paliva ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Pavel Šimáček, Ph.D.

Anotace

Významný podíl produkce povrchově aktivních látek používaných pro výrobu detergentů je v současnosti stále závislý na fosilních surovinách, primárně ropě. Náplní disertační práce bude studium možností výroby povrchově aktivních látek z odpadních surovin, primárně z produktů termického rozkladu plastového odpadu. Vedle snížení uhlíkové stopy detergentů je cílem přispět ke zvýšení míry upcyklace obtížně recyklovatelných odpadních materiálů.

Garantující pracoviště:	Ústav udržitelných paliv a zelené chemie
Studijní program/specializace:	Energie a paliva ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Tomáš Hlinčík, Ph.D.

Anotace

V posledních letech je stále aktuální téma využití oxidu uhličitého v technologiích označovaných jako CCU (Carbon Capture and Utilization). Jednou z těchto technologií je využití oxidu uhličitého při výrobě alkoholů. Cílem práce bude využití oxidu uhličitého, který odpadá při fermentační výrobě bioethanolu, na alkoholy se zápornými emisemi. Práce se bude zaměřovat na studium a vývoj vhodných heterogenních katalyzátorů a stanovení jejich aktivity a stability. Dále návrhem a experimentálním ověření způsobu dočištění oxidu uhličitého.