Prosím čekejte...
Nepřihlášený uživatel
Nacházíte se: VŠCHT Web PhD  → Zájemci o doktorské studium → Doktorské studijní programy a vypsaná témata prací → Vypsaná témata disertačních prací → Výpis vypsaných témat disertačních prací
iduzel: 63416
idvazba: 75599
šablona: stranka
čas: 24.5.2024 16:05:53
verze: 5420
uzivatel:
remoteAPIs: https://studuj-api.cis.vscht.cz/cms/prace?weburl=/zajemci-o-phd/doktorske-programy/temata-disertacnich-praci
branch: trunk
Server: 147.33.89.150
Obnovit | RAW
iduzel: 63416
idvazba: 75599
---Nová url--- (newurl_...)
domena: 'phd.vscht.cz'
jazyk: 'cs'
url: '/zajemci-o-phd/doktorske-programy/temata-disertacnich-praci/prace/druh/I/jazyk/cs/'
iduzel: 63416
path: 1/50375/50376/51163/51210/667/52779/63416
CMS: Odkaz na newurlCMS
branch: trunk
Obnovit | RAW

Centrální laboratoře

Modulární syntéza helikálních aromatických sloučenin pro aplikace v materiálové chemii

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie
Centrální laboratoře
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Centrální laboratoře

NMR-omika pro analýzu aerosolových částic

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

Anotace


Hlavním cílem práce je adaptace metody pro analýzu organických sloučenin obsažených v aerosolových částicích pro 600 MHz NMR spektrometr. Dílčími cíly jsou rozšíření knihovny stanovovaných látek, měření a vyhodnocování reálných vzorků, a určování potenciálních zdrojů znečištění ovzduší.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Centrální laboratoře

Rekonstrukce krystalových struktur na základě známých intermolekulárních interakcí

Garantující pracoviště: Ústav chemie pevných látek
Centrální laboratoře
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Centrální laboratoře

Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.

Světlo konvertující paramagnetické nanočástice pro detekci beta buněk pankreatu a magnetickou rezonancí in vivo

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie
Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( 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 beta-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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.

3D superrezoluční mikroskopie ultramorfologie mitochondrií

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie
Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.

Laboratoř anorganických materiálů

Analýza procesu přeměny kmene na sklo

Garantující pracoviště: Laboratoř anorganických materiálů
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Laboratoř anorganických materiálů, FCHT, VŠCHT Praha

Tavicí procesy ve vitrifikačních technologiích

Garantující pracoviště: Laboratoř anorganických materiálů
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Laboratoř anorganických materiálů, FCHT, VŠCHT Praha

Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.

Aktivace biosyntetických drah aktinomycet k objevu nových bioaktivních látek

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie
Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Ing. Jan Masák, CSc.

Anotace


Bakterie aktinomycety, známé svou produkcí bioaktivních metabolitů, jako jsou antibiotika, protinádorové látky a imunosupresiva, byly vzhledem k častému znovuobjevování již známých sloučenin považovány za vyčerpaný zdroj. Že tomu tak není jsme zjistili díky pokročilým technikám sekvenování, které na úrovni genomu odhalily stále široký potenciál aktinomycet pro objev nových látek. Problémem je, že biosyntetické dráhy vedoucí k těmto novým látkám nejsou za běžných laboratorních podmínek aktivní. V tomto projektu se zaměříme na naši unikátní sbírku aktinomycet z různých míst světa. Prostřednictvím sekvenování genomů těchto kmenů jsme identifikovali genové klastry kódující biosyntézu metabolitů s neobvyklými strukturními motivy. Naším cílem bude využít moderní metody k ovlivnění regulace drah a tím k jejich aktivaci, a produkované sloučeniny strukturně a funkčně charakterizovat. Případně se zaměříme také na způsob, jakým jsou látky tvořeny, a to studiem klíčových enzymů zapojených do jejich biosyntézy. K dosažení těchto cílů využijeme multidisciplinární přístup, který zahrnuje kultivaci mikroorganismů, extrakci a editaci DNA, heterologní expresi, bioinformatiku, LC-MS s nejmodernějším přístrojovým vybavením, a testování bioaktivity proti panelu klinicky relevantních patogenů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.

Interakce bakterií rodu Bordetella s respiračním epitelem

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie
Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: RNDr. Jana Kamanová, Ph.D.

Anotace


Klasické bordetely infikují dýchací trakt savců. B. bronchiseptica je původcem chronických respiračních infekcí u řady savců, zatímco B. pertussis a B. parapertussis HU způsobují akutní respirační onemocnění známé jako černý kašel nebo pertuse. Tyto bakterie vytvářejí biofilmy jak na abiotických površích, tak i v dýchacím traktu, což slouží jako mechanismus úniku před imunitním systémem, a představuje cíl nových antimikrobiálních látek. Cílem dizertační práce je odhalit signální dráhy, které stojí za kolonizací respiračního epitelu, bakteriemi rodu Bordetella a tvorbou biofilmu. Doktorand použije model ALI (air-liquid interface) lidského nosního epitelu a mikroinženýrský biomimetický systém, tzvn. organ-on-a-chip, v kombinaci s metabolomikou, metodou dual RNA-Seq a genovým inženýrstvím.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.

Nové sacharidové ligandy pro diagnostiku a terapii patologií spojených s galektiny

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

Anotace


Galektiny jsou živočišné lektiny s afinitou k beta-D-galaktosidům, které se in vivo účastní např. kancerogeneze, kardiopatologií, jsou zapojeny do modulace imunitní odpovědi i průběhu alergické reakce organismu. Koncentraci konkrétních extracelulárních galektinů in vivo lze využít jako diagnostický marker u řady patologií, např. kolorektálního karcinomu. Cílená inhibice extracelulárních galektinů je perspektivním terapeutickým přístupem k léčbě patologií spojených s jejich nadprodukcí. Řada recentních strukturně-funkčních studií se věnuje definování strukturních požadavků na vysoce afinitní a selektivní sacharidové ligandy jednotlivých galektinů. Aviditu specifických sacharidových inhibitorů k vybraným galektinům lze zvýšit i multivalentní prezentací. Cílem práce je příprava nových sacharidových ligandů (glykomimetik) s vysokou afinitou a případně též selektivitou vůči vybraným galektinům. Kromě obvykle studovaných galektinů Gal-1 a Gal-3 bude věnována pozornost zejména skupině tzv. tandemových galektinů (Gal-4, Gal-8, Gal-9). Inhibiční a vazebný účinek těchto glykomimetik vůči vybraným galektinům bude testován in vitro metodami ELISA a dalšími biofyzikálními metodami. Strukturně-afinitní závislosti budou diskutovány v souvislosti s molekulárním modelováním. Připravené ligandy s vysokou afinitou mohou být použity v návazných experimentech s buněčnými kulturami, které jsou zavedené na školitelském pracovišti.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.

Podíl mikroorganismů na produkci skleníkových plynů v zalesněných bažinách severní Evropy

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie
Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Dr. Ing. RNDr. Petr Baldrian, Ph.D.

Anotace


Severské bažiny jsou významnými zdroji skleníkových plynů se značným vlivem na klima - methanu, oxidu dusnatého i oxidu uhličitého. K omezení emisí se často volí kombinace odvodnění bažin a jejich zalesnění. Přestože tímto způsobem lze produkci skleníkových plynů omezit, jejich emise stále pokračují a jejich množství závisí na hospodaření v lesích. Tok skleníkových plynů je nicméně také regulován dalšími faktory, například sezónní aktivitou vegetace a mikroorganismů. Protože mikroorganismy jsou zodpovědné za produkci skleníkových plynů v půdách bažinných lesů, leží klíč k odhalení příčin jejich produkce v porozumění jejich aktivitám a faktorům, které je regulují. V této práci využijeme terénní experimenty na studijních plochách v jižním Finsku, kde probíhá monitoring produkce skleníkových plynů a informace o složení a funkci mikrobiomu v různých vrstvách rašeliny lze vztáhnout k pozorované produkci plynů z půdy. Práce nabídne jak terénní, tak laboratorní práci a analýzu bioinformatických dat. Úspěšné vyřešení práce by mělo napomoci zvolit vhodný management bažinných lesů tak, aby byla produkce skleníkových plynů omezena a aby se zvýšilo ukládání uhlíku z atmosféry do lesní půdy.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.

Příprava definovaných chitosanových oligomerů jako multivalentních nosičů pro bioaktivní glykany

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie
Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( 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 chitooligosacharidů a jejich analýzu. Jako zdroj chitinu/chitosanu budou použity exoskelety korýšů, hmyzu (kobylky, včely, tarantule) a houby. Definované COS budou následně využity jako nosiče pro multivalentní prezentaci bioaktivních sacharidů, zejména rutinosy a glykomimetik nesoucích galaktosyl, pro biologické testy s lektiny.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.

Příprava knihovny oligosacharidů lidského mléka v buněčné továrně a jejich vliv na potravinové alergie

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

Anotace


Oligosacharidy lidského mléka (HMO) tvoří třetí nejvýznamnější složku mateřského mléka po laktóze a tuku. HMO procházejí trávicím traktem bez větších změn a střevní stěnou se částečně vstřebávají do krevního oběhu. Slouží jako prebiotika pro střevní mikrobiom kojenců, což má význam pro náchylnost k alergiím. HMO brání adhezi patogenů na střevní epitel a přímo regulují imunitní systém např. změnou produkce cytokinů. Bylo zjištěno, že HMO zabraňují nebo zmírňují příznaky alergií. Bakteriální buněčné továrny se používají pro výtěžnou enzymovou syntézu HMO bez nutnosti purifikace rekombinantních enzymů. Pro produkci oligosacharidů mateřského mléka jsou vhodné geneticky modifikované kmeny Escherichia coli. Dosavadní aplikace se většinou omezují na základní výběr HMO, zatímco širší spektrum těchto struktur není k dispozici. Předmětem této práce je vývoj syntézy vybraných složitějších HMO, zejména fukosylovaných a/nebo sialylovaných, na platformě E. coli. Tyto sloučeniny budou dále testovány v biologických experimentech týkajících se jejich vlivu na procesy související s vznikem a vývojem alergií, jako např. průchod střevní membránou, exprese relevantních biomarkerů v epiteliálních buňkách ad.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.

Smysl v nesmyslu - chybné kódování tRNA jako terapeutický nástroj? *

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

Anotace


Představte si, že gen je věta začínající velkým písmenem a končící tečkou a genom je kniha vyprávějící celý příběh. U některých prvoků pronikly do vět navíc tečky, které nahrazují konkrétní písmena libovolných slov (konkrétně E a V). Výsl.dkem je, ž. čtenáři (ribozomy) jsou zmat.ni, kde s. tyto věty skutečně nacház.jí, a příběh se stává nesou.islým. V tomto čísle časopisu Nature (https://www.nature.com/articles/s41586-022-05584-2) jsme popisali mol.kulární mechanismus, kt.rý si tyto organismy mus.ly .yvinout, aby se čtenář mohl ori.ntovat ve .ětách, jako by v nich n.byly žádné t.čky. .ěty jsou tak specificky zakódované, že čt.náři žádných jiných organismů, kromě těchto pár, n.mohou příběh v žádném případě rozluštit. Trik spočívá v délc. transf.r RNA molekuly a . unikátní modifikaci j.dnoho prot.inu, který normálně zajišťuj. rozpoznání teček v buňkách – pr.cizní konec syntézy prot.inů. Díky Vzájemné intErakci těchto dvou modifikovaných molEkul ribozom tohoto prvoka Ví, kdy má správně ukončit syntézu, nEhledě na množstVí tEček, a kdy má tEčky nahradit dvěma půVodními písmeny, což Vrací genEtické informaci smysl. ProzkoumEjme společně (https://www.biomed.cas.cz/mbu/lrge/index.html#), jak sE to děje na molEkulární úroVni a zda by to mohlo být Využito ve prospěch lidskÉho zdraVí! *Toto téma a školitel podléhají schválení Vědeckou radou fakulty.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.

Vícekroková enzymová syntéza bioaktivních chitooligomerů s různým stupněm acetylace

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

Anotace


Projekt pro disertační práci se zaměřuje na vývoj tříkrokové enzymové syntézy bioaktivních chitooligomerů (COS) využitelných v ekologické ochraně plodin. Chitooligomery jsou ?-1-4-vázané oligosacharidy složené z jednotek N-acetylglukosaminu a glukosaminu, jejichž 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. V rámci projektu budou připraveny mutantní varianty nové fungální chitinasy se zvýšenou hydrolytickou aktivitou pro zvýšení účinnosti štěpení chitinu, kterým budou připraveny frakce COS s nižšími stupni polymerace. V dalším kroku budou využity mutantní varianty chitinas a ?-N-acetylhexosaminidas s transglykosidasovou aktivitou vhodné pro přípravu chitooligomerů se stupněm polymerace 5-10 v preparativním měřítku. Tyto chitooligomery budou následně částečně deacetylovány pomocí nových chitindeacetylas, čímž získáme frakce COS s různými stupni polymerace a acetylace, které dosud nejsou dostupné. Biologická aktivita připravených chitooligomerů s definovaným stupněm polymerace a acetylace budou testována ve spolupráci s Ústavem experimentální botaniky AV ČR.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.

Vliv managementu lesa na půdní mikrobiální společenstva a environmentální procesy v půdě

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie
Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Dr. Ing. RNDr. Petr Baldrian, Ph.D.

Anotace


Těžba dřeva v lesích je ekonomicky významná, ale zároveň představuje často dramatický zásah do fungování lesních ekosystémů, které plní významné ekologické role. Zatímco obvyklým přístupem těžby v lesích mírného a severského pásma je holoseč (těžba všech dospělých stromů), stále více se využívá i retenčního hospodaření, při němž je část stromů po těžbě ponechávána nesklizená. Záměrem retenčního hospodaření je zachování struktury a funkce tak, aby regenerace lesního porostu po těžbě byla co nejrychlejší a nejúspěšnější. Těžba stromů zásadně ovlivňuje ekosystémové procesy v lese - snižuje se vstup uhlíku do půdy prostřednictvím primární produkce a mění se dostupnost živin v půdách i mikroklimatické podmínky. Těžené plochy tak poskytují příležitost pozorovat vliv snížení primární produkce na půdní procesy. Těžba má zásadní vliv zejména na hlavní skupinu symbiotických hub - ektomykorrhizní houby, které žijí v symbióze s kořeny stromů, méně je známo o vlivu těžby na další skupiny hub a bakterií. Cílem této práce je popsat krátkodobé vlivy těžby dřeva na aktivitu a složení mikrobiálních společenstev v půdách lesů, kde dominují ektomykorrhizní či arbuskulárně mykorrhizní houby. Změny ve fungování ekosystému, jako je rozklad organické hmoty nebo procesy cyklu dusíku budou popsány pomocí analýzy genomového potenciálu a transkripce půdních mikroorganismů. Práce by tak měla objasnit, jak se mění mikrobiální procesy v půdě po disturbanci porostu a poskytnout podklady pro volbu takového hospodaření v lesích, které bude co nejšetrnější a přispěje k zachování funkcí lesa a ukládání uhlíku do lesních půd.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.

Vliv syntetických modifikací na biologickou aktivitu flavonoidů

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

Anotace


Flavonoidy, přírodní sloučeniny nacházející se v různých rostlinách a potravinách, stále budí velký zájem díky svým známým pozitivním biologickým účinkům. Tyto účinky jsou však omezeny jejich nízkou biologickou dostupností po perorálním podání. V rámci práce budou syntetizovány nové deriváty flavonoidů a vyhodnocen vliv různých modifikací na biodostupnost a biologickou aktivitu flavonoidů. Zaměříme se na schopnost připravených derivátů modulovat lékovou rezistenci bakterií, na chelatační aktivitu flavonoidů a jejich inhibiční aktivitu vůči agregaci krevních destiček.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.

Ústav analytické chemie

Analýza nepeptidových analogů ghrelinu, potenciálních léčiv obezity/kachexie

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

Anotace


Obezita představuje v současnosti velký problém a zátěž pro zdravotní systém v mnoha zemích světa. V současné době je jen velmi málo terapeutik schopných účinně a bez velkých vedlejších účinků tento problém řešit. Naproti tomu je kachexie sice méně rozšířená, ale o to nebezpečnější, protože poměrně často rychle vede k fatálním důsledkům pro pacienta. Projekt se bude zabývat analýzou nově připravených originálních látek především na bázi nepeptidových analogů ghrelinu. Podle předběžných experimentů látky tohoto typu mohou představovat zcela novou třídu potenciálních terapeutik pro regulaci příjmu potravy. Projekt bude řešen ve spolupráci se zahraničním pracovištěm.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Analýza stopových prvků v matrici organických rozpouštědel metodou ICP-MS

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

Anotace


Analýza vzorků s vysokým podílem organických rozpouštědel metodou ICP-MS je značně problematická z hlediska stability plazmatu. Cílem práce bude testovat toleranci ICP-MS k různým typům organických rozpouštědel, stanovit jejich vliv na termodynamickou rovnováhu tvorby iontů v plazmatu a vyvinout metodiku pro snížení zátěže plazmatu při analýze stopových prvků v matricích organických rozpouštědel.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Diagostika rakovin

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

Anotace


Ve spolupráci s oddělením radiační onkologie (primář MUDr. M. Pála nemocnice Na Bulovce a s Protonovým centrem (doc. MUDr. Kubeš) budou získáváni dobrovolníci s vybranými typy rakovin, kteří budou ochotni poskytovat své pachové vzorky k chemické analýze na GCxGC/TOF. Získané naměřené vzorky budou analyzovány směrem k primárním pachovým sloučeninám, které budou porovnávány s pachy zdravých jedinců. Analýza bude směrována k rozpoznání markerů v pachu jedince, přičemž matematické modely budou vytvářeny ve spolupráci s pracovišti umělé inteligence na ČVUT Praha a VUT Brno. Z forenzního pohledu jde o skupinovou identifikaci nemocných. Předpokládá se zahraniční spolupráce s Francií a Velkou Británií
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Experimentální a teoretické studium závislosti chemických posunů NMR na teplotě a rozpouštědle

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

Anotace


Cílem práce je naměřit NMR spektra vybraných látek při různých teplotách v různých rozpouštědlech a následně se s pomocí molekulového modelování a kvantově-chemických výpočtů 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Forenzní aplikace metod vibrační a chiroptické spektroskopie

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace: ( 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. Předmětem práce proto bude vývoj metod zaměřených především na chiroptickou spektroskopii pro analýzu forenzně významných látek a přípravků ze záchytů, zejména psychoakticních látek a drog (například kathinonů, kanabinoidů) 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Chemická modifikace povrchu karbidu křemíku kovalentním navázáním funkčních molekul a studium jeho fyzikálně-chemických vlastností

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

Anotace


Cílem práce je modifikovat pevný povrch karbidu křemíku kovalentním navázáním funkčních molekul a následně studovat fyzikálně­-chemické vlastnosti a využitelnost těchto materiálů pro konstrukci chemických senzorů a organických elektronických součástek. Práce zahrnuje přípravu organických látek s funkční skupinou umožňující kovalentní připojení k aktivovanému SiC povrchu, chemickou a fyzikální analýzu připravených materiálů a studium jejich fyzikálně-chemických vlastností řadou různých metod.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Isolace a identifikace organických látek z přírodních materiálů pomocí NMR

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

Anotace


V současné době se na trhu objevuje stále více nových produktů pocházejících z přírodních materiálů. Tyto produkty obvykle obsahují neidentifikované či dosud neznámé přírodní látky, nebo v rozporu s deklarovaným obsahem obsahují přidané nepřírodní látky. Cílem práce je tyto látky identifikovat a u neznámých látek stanovit molekulovou strukturu, zejména pomocí 1D a 2D NMR experimentů a s podporou hmotnostní spektrometrie. Práce bude zahrnovat též izolaci a čištění studovaných látek.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Mikrovlnná spektra izotopologů mezihvězdných sloučenin molekul a zastoupení isotopů v různých částech vesmíru

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

Anotace


Dosud neměřené isotopology (13C, 15N, D, 17O atp.) organických sloučenin, které byly pozorovány teleskopy v mezihvězdném prostoru budou měřeny na pražských MW spektrometrech a analyzovány v termínech rotačních Hamiltoniánů a operátoru tranzitního momentu. Získaná data budou komparována s daty MW teleskopů. Intenzity nově objevených molekul v interstelárních spektrech z teleskopů budou porovnávány se standardními isotopology a na zakladě těchto poměrů budou odhadovány poměry isotopického zastoupení v daných oblastech vesmíru. Získané údaje o isotopickém složení budou porovnány s poměry na zemi a se současnými poznatky. Předpokládá se spolupráce se zahraničními astrofyziky.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Modifikace elektrodových povrchů pro bioanalytické aplikace

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Mgr. Taťjana Šiškanova, CSc.

Anotace


V dnešní době jsou hledány rychlé, neinvazivní, vysoce citlivé a specifické senzory pro detekci důležitých bioanalytů jako jsou biomarkery. Biomarkery jsou měřitelné indikátory specifického biologického stavu. Příslušné biomarkery mohou být např. ve formě nukleotidů, proteinů, hormonů a metabolitů. V mnoha případech je nádorová progrese doprovázena zvýšenou hladinou glykoproteinů v krvi. Konkrétní screening může být proveden např. sledováním množství kyseliny sialové, která je relativně stabilní oproti proteinům. Právě funkcionalizované konjugované polymery (KP) jsou obzvláště atraktivní materiály v designu různých důležitých detekčních systémů. Imobilizace specifické sloučeniny na polymerních površích zlepšuje jejich vlastnosti jako je citlivost a selektivita k cílenému analytu. Je známo z literatury, že KP funkcionalizované boronovou kyselinou, porfyrinem a dalšími látkami jsou citlivé na specifické analyty, jako jsou cukry. Pomocí molekulárního designu KP jsme schopni dosáhnout sofistikovanějšího a spolehlivějšího rozpoznávacího systému. Jednou z možných cest jak získat funkcionalizovanou elektropolymerní vrstvu je post-polymerační modifikace. Cílem disertační práce je nalézt vhodné metody post-polymerační modifikace elektropolymerních vrstev za účelem stanovení specifických bioanalytů/biomerkerů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Možnost určení „středu vesmíru“ prostřednictvím mikrovlnné spektroskopie izotopologů mezihvězdných sloučenin

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

Anotace


Pozadí práce spočívá v kosmologickém předpokladu, že relativní poměry izotopů jednoho prvku rostou s časem ve prospěch těžších izotopů. Cílem práce je naměření mikrovlnných spekter izotopologů sloučenin, které již byly prostřednictvím svých nejčetnějších izotopologů identifikovány v mezihvězdném prostoru. Experimentální frekvence těchto dosud neměřených isotopologů (13C, 15N, D, 17O atp.) organických sloučenin by dovolily identifikovat tyto molekuly v prostoru prostřednictvím dosud neidentifikovaných linií ve spektrech měřených radioteleskopy. Poměry intenzit analogických linií radioizotopů pak přímo určují jejich poměry koncentrací, které se, v principu, v různých částech vesmíru mohou lišit. Je třeba poznamenat, že dosud bylo přiřazeno pouze asi 20 procent spektrálních linií měřených teleskopy. Porovnání intenzit různých izotopologů umožní odhadnout relativní koncentrace isotopů v různých částech vesmíru a tento zcela nový poznatek by umožnil zcela nové kosmologické poznatky. Interpretace získaných dat bude konzultována s předními astrofyziky.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Neinvazivní metoda monitorování nádorových onemocnění v populaci

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

Anotace


Za použití metod umělé inteligence budou hledány korelace mezi složením primárního pachu a různými typy rakovin. Výzkum bude probíhat ve spolupráci s pražskými onkologiemi (Na Bulovce, 1. LF-UK), s onkologií v Olomouci, s odborníky na umělou inteligenci (ČVUT a VUT -Brno)a se studenty Bc. a Mgr. studia na VŠCHT (při sběru dat od onkologických pacientů). Předpokládá se mezinárodní spolupráce (Francie) a podpora z grantového projektu.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Olfaktronická identifikace osob

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

Anotace


Detailní chemická analýza (GCxGC-TOF) pachových stop bude základem pro tvorbu digitálních pachových signatur, které budou základem pro chemometricky korektní individuální a skupinové identifikace (pohlaví, krevní skupiny, Rh-faktory, etnické původy) osob. Cílem práce bude i vypracování metodik, které budou použitelné pro práci policejních orgánů nejen v ČR. Práce předpoklá spolupráci odborníků na umělou inteligenci (CVUT Praha, VUT Brno), policejních expertů naohledání místa činu a na olfaktorickou identifikaci. Předpokládá se grantová podpora a spolupráce se zahraničními forenzními institucemi především ve Francii a v USA.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Polymerní vrstvy pro elektrochemickou detekci signálních molekul

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

Anotace


Funkční konjugované polymery (CP) jsou obzvláště atraktivními materiály při konstrukci různých důležitých senzorů ve farmacie a medicíně. V dnešní době je tato oblast výzkumu zaměřena na vývoj nových materiálů založených na polymerizovaných filmech s předem navrženými funkcemi. Inteligentní polymery poskytují více specifických interakčních míst, což umožňuje selektivní snímání četných analytů. Například elektropolymerace některých dobře známých indikátorů vede k tvorbě inteligentních polymerů s jedinečnými vlastnostmi. Inteligentní polymery nabízejí kombinaci několika různých způsobů vazby, zahrnujících iontovou výměnu, iontové dipóly, stohování typu p-p a interakce s vodíkovými vazbami. V rámci této disertační práce budou studovány, charakterizovány a aplikovány polymerizované vrstvy z aminoderivátů např. fenazinu, benzothiadiazolu nebo diaminobenzoové kyseliny. Tyto deriváty jsou stále zcela neprozkoumané materiály z hlediska jejich elektrochemických vlastností a aplikací. Elektrochemické vlastnosti polymerů lze pak zlepšit i použitím kroku modifikace. Předkládaná práce navrhne způsoby přípravy a modifikace elektropolymerních vrstev selektivních např. pro sacharidy, polysacharidy (heparin, kyselina hyaluronová a sialová) a/nebo nukleotidy. Tyto analyty jsou signální molekuly různých chorob a jejich množství je v tělních tekutinách pečlivě monitorováno. Cílem předkládané práce je příprava a detailní studium nových elektropolymerních vrstev elektrochemických senzorů určených k selektivnímu snímání vybraných signálních molekul.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Proteinové čipy pro hmotnostní spektrometrii připravené pomocí ambientního přistávání iontů

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

Anotace


Proteinové čipy, někdy též proteinová pole, se vyvinuly z technologií připravených původně pro analýzu DNA/RNA. Při přípravě proteinových čipů jsou protilátky nebo antigeny imobilizovány na planární povrch ve formě pole o definované geometrii a rozteči. Tento povrch (proteinový čip) je analytickou platformou pro detekci afinitních partnerů imobilizovaných molekul. Nejčastější metodou detekce používanou ve spojení s proteinovými čipy je fluorescence. Ta je sice velmi citlivá, ale málo specifická a vyžaduje příslušné značení detekovaných molekul vhodnými značkami. Jednou z alternativních možností detekce analytů, zachycených a nabohacených na proteinových čipech, je hmotnostní spektrometrie. Ta je sice instrumentálně více náročná, ale je vysoce specifická a nevyžaduje značení (takzvaně „label-free“). Může se jednat buď o desorpčně ionizační hmotnostní spektrometrii (např MALDI), která je schopna analyzovat proteinové čipy přímo, nebo o hmotnostní spektrometrii s elektrosprejovým iontovým zdrojem. Elektrosprejové uspořádání vyžaduje omytí nabohaceného analytu z čipu, kompenzací za tento dodatečný krok je potom obvykle lepší limit detekce. V navržené disertační práci budou proteinové čipy připravovány metodou ambientního přistávání iontů, což je unikátní metoda pro modifikaci povrchů z plynné fáze. U takto připravených proteinových čipů se předpokládají aplikace v oblasti imunoesejí. Například čipy pro detekci alergenů v séru, infekčních faktorů jako je prokalcitonin a dalších klinicky významných antigenů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Přenos a transport náboje v molekulách a supramolekulárních systémech.

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

Anotace


Cílem práce je studium přenosu elektronu v molekulách, které patří do skupiny porfyrinoidů. Práce bude zahrnovat přípravu a charakterizaci těchto látek ve spolupráci se skupinou Prof. Canarda na Aix-Marseille Univerzitě. Navržené molekuly představují vhodné kandidáty pro tvorbu tzv. ON/OFF přepínačů v molekulární elektronice. Vodivostní vlastnosti vybrané série nově syntetizovaných molekul budou zkoumány v závislosti na typu kotvicích skupin, substituce korolového centra, charakteru komplexovaného kationtu, jakož i na délce molekul (monomers and dimers). Vodivostní charakteristiky budou testovány pomocí metod přerušování molekulových spojů, které jsou zavedené v Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského. Problematika bude řešena také pomocí elektrochemických metod s možným využitím vysokorychlostní voltametrie, impedančních měření a in-situ spektroelektrochemie (UV-Vis-NIR a FTIR).
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Příprava a aplikace nových stacionárních fází pro kapilární chromatografii a elektrochromatografii

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

Anotace


Práce se bude zabývat přípravou nových sorbentů a separačních médií především využitelných v oblasti mikro a nano separací. Připravené fáze budou použivány v modech kapilární kapalinové chromatografie a elektrochromatografie. Aplikace budou zaměřeny na analýzu biologicky relevantních analytů a potenciálních léčiv.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Příprava a studium fotokatalytických vlastností chirálních molekulových receptorů založených na metaloporfyrinových derivátech

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

Anotace


Cílem práce je příprava chirálních molekulárních receptorů a následně studovat jejich funkčnost za podmínek fotokatalytických reakcí. Práce zahrnuje rutinní organickou syntézu s poměrně komplikovanou izolací a identifikací připravených látek, experimentální studium fotokatalytických schopností a experimentální i teoretické studium jejich molekulových komplexů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Příprava pevných látek modifikovaných kalix[n]fyrinovými deriváty a studium jejich využitelnosti v senzorové analýze

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

Anotace


Cílem práce je modifikovat povrch pevné látky kalix[n]fyrinovými deriváty a následně studovat funkčnost a využitelnost těchto materiálů v senzorové analýze. Práce zahrnuje rutinní organickou syntézu nových látek, experimentální studium jejich komplexačních vlastností (zejména pomocí NMR, UV-Vis, Fluorescence), a studium těchto vlastností po navázání na pevné povrchy.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Příprava pevných látek s kovalentně navázaným chirálním molekulovým receptorem a jejich využití pro chirální separace a analýzu

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

Anotace


Cílem práce je připravit pevné látky s kovalentně navázanými chirálními molekulovými receptory (např. Trögerovy báze či kalix[n]fyriny) a využít je pro chirální separace a/nebo detekci chemických látek. Práce zahrnuje rutinní organickou syntézu, měření a vyhodnocování NMR, UV-Vis a Fluorescenčních spekter, titrační experimenty a studium molekulové struktury komplexů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Příprava solvatochromních pevných látek a jejich využití pro konstrukci fyzikálně-chemických senzorů

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

Anotace


Cílem práce je připravit solvatochromní pevné látky modifikací vhodného nosiče nebo polymerací solvatochromního monomeru a následně studovat funkčnost a využitelnost těchto materiálů pro konstrukci senzorů chemických látek a/nebo fyzikálních vlastností. Práce zahrnuje rutinní organickou syntézu solvatochromních látek, měření a vyhodnocování NMR, UV-Vis a Fluorescenčních spekter, titrační experimenty a studium molekulové struktury komplexů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Spektroskopické biomarkery krevní plazmy pro diagnostiku Alzheimerovy choroby

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

Anotace


Práce se zabývá experimentální analýzou krevních vzorků metodami vibrační a chiroptické spektroskopie (infračervená absorpce, Ramanova spektroskopie, cirkulární dichroismus, Ramanova optická aktivita) a vývojem pokročilých postupů analýzy a vyhodnocení spektroskopických dat s ohledem na možnosti diagnostiky Alzheimerovy choroby, jednoho z nejrozšířenějších neudrodegenerativních onemocnění. Analyzovány též budou vzorky pacientů s vaskulární demencí a odpovídajících kontrolních jedinců. Práce bude realizována ve spolupráci s klinickými pracovišti, především s Psychiatrickou klinikou Všeobecné fakultní nemocnice v Praze.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Stavba spektrometru cirkulárního dichroismu vysokého rozlišení v mikrovlnné oblasti

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace: ( 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, tedy všude tam, kde různé enantiomorfní formy molekul hrají zásadní roli. Mikrovlnná spektroskopie je z tohoto pohledu dosud celosvětově téměř netknutá, ačkoliv může přinést průlomové poznatky v astrofyzice, v hledání života ve vesmíru a jeho variabilit. Cílem doktorské je připravit návrh a zahájit stavbu unikátního mikrovlnného CD spektrometru na VŠCHT. Práce bude řešena ve spolupráci s elektro-fakultami (VUT Brno a ČVUT) a s astrofyziky v Kolíně nad Rýnem. Přístroj tohoto typu dosud nebyl na této planetě postaven.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Studium a stanovení prostorové struktury molekulových komplexů interpretací NMR dat s podporou výpočtů kvantové mechaniky

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

Anotace


Cílem práce je řadou 1D a 2D experimentálních spekter nukleární magnetické resonance (NMR) detailně charakterizovat molekulové komplexy organických látek a následně je s pomocí molekulového modelování a kvantově-chemických výpočtů využít k identifikaci prostorové struktury studovaných komplexů. Práce zahrnuje měření NMR spekter a kvantově-chemické výpočty, a zejména vývoj jejich unikátního interpretačního propojení, které by mělo umožnit stanovit prostorovou strukturu molekulových komplexů v roztoku, což doposud není možné.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Studium fyzikálních vlastností mezihvězdného prostoru

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

Anotace


Za použití experimentálních dat získaných pomocí mikrovlnných radioteleskopů (např. ALMA, Zermat atp.) a dat z pražských mikrovlnných spektrometrů budou určovány teplotní profily různých oblastí vesmíru a budou studovány pohyby jednotlivých oblastí vesmíru. Předpokládá se mezinárodní spolupráce se zahraničními astrofyziky.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Studium chiroptických vlastností přírodních látek a jejich derivátů

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

Anotace


Metody chiroptické (cirkulární dichroismus a Ramanova optická aktivita) a vibrační (infračervená absorpce a Ramanův rozptyl) spektroskopie budou využity pro strukturní analýzu a studium fyzikálně-chemických vlastností přírodních látek, jako jsou alkaloidy, steroidy, fragmenty růstového hormonu, oligosacharidy apod., tedy látek s přesahem a slibným potenciálem v medicinálních a biologických aplikacích. Experimentální spektra budou interpretována pomocí nástrojů výpočetní chemie a bude detailně popsána trojrozměrná struktura, konformace a související vlastnosti studovaných látek. Práce bude realizována za podpory grantových projektů bezpečnostního výzkumu Ministerstva vnitra ČR.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Studium interakčních a migračních procesů v materiálech inženýrských bariér

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

Anotace


Pro zhodnocení transportu radionuklidů přes bariéry hlubinného úložiště je třeba znát soubor parametrů pro v současnosti používané bezpečnostní rozbory (jako např. sorpční a difúzní koeficienty, rozpustnost, porozita, chemismus prostředí apod.) ve všech materiálech bariér, kterými radionuklidy mohou procházet, a to za podmínek uvažujících všechny vlastnosti, události a procesy, které mohou v úložišti nastat. Sorpce a difúze budou klíčovými procesy řídícími migraci radionuklidů v materiálech inženýrských bariér. Migrační procesy jsou výrazně ovlivňovány chemickými a fyzikálními vlastnosti prostředí. Tyto vlastnosti se mohou výrazně měnit v čase, a to zejména po vzájemném ovlivnění jednotlivých materiálů, např. na rozhraní cementových materiálů a bentonitu či bentonitu a ukládacího obalového souboru. Výzkum bude zaměřen na studium změn chemicko-fyzikálních vlastností materiálů bariér po degradaci či interakci s okolním prostředím a následně na studium migračního chování vybraných stopovačů na neovlivněných a ovlivněných materiálech inženýrských bariér. Pro experimentální práce budou využity radionuklidy, které jsou relevantní pro zdrojový člen, případně adekvátní neaktivní stopovače.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Studium mechanismu vzniku Trögerových a spiro Trögerových bází a vlivu molekulové struktury na jejich bioaktivitu

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

Anotace


Cílem práce je studovat mechanismus vzniku Trögerových a spiro‑Trögerových bází pomocí různých modifikací podmínek reakce, při které vzniká několik desítek meziproduktů a vedlejších látek, včetně zachycení meziproduktů chemickou modifikací v průběhu reakce. Práce zahrnuje zejména měření 1D a 2D spekter nukleární magnetické resonance pro sledování průběhu reakcí a stanovení struktury produktů a meziproduktů s pomocí hmotnostní spektrometrie. Připravené látky budou předány na biologické testy a studován vztah mezi biologickou aktivitou a molekulovou strukturou.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Studium vlivu substituce cyklodextrinu na stabilitu a strukturu jeho komplexu s léčivem

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

Anotace


Cílem práce je připravit průmyslově rentabilní deriváty cyklodextrinu a studovat jejich komplexy s léčivy, zejména stabilitu, stechiometrii a molekulovou strukturu. Práce zahrnuje rutinní organickou syntézu, izolaci a identifikaci čistých derivátů cyklodextrinů. A následně studium vzniku komplexů těchto derivátů s léčivy zejména pomocí 1H NMR, a studium jejich struktury zejména pomocí NOESY NMR spekter. Práce bude vypracována ve spolupráci s firmou ZENTIVA.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Teoretická analýza intenzit zakázaných přechodů pro studium chemicko-fyzikálních vlastností vzdálených prostředí

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace: ( 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).
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Teoretické studium vlivu pomocných látek v léčivech na polymorfní strukturu lěčivé látky

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Teoretické studium závislosti chemických posunů v NMR spektrech na teplotě a rozpouštědle

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Víceúrovňové modelování vibrační optické aktivity biomolekul

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

Anotace


Vibrační optická aktivita zaznamenává rozdílnou reakci molekul na pravo a levotočivě polarizované světlo. Spektra tak často poskytují unikátní informace o chování molekul v roztoku, ale jejich interpretace je závislá na komplexním teoretickém modelování. To zahrnuje popis interakce molekul se světlem i s okolím, a použití klasických i kvantových metod pro charakteristiku zkoumaných systémů. V práci se zaměříme na modelové polynukleotidy a funkční proteiny, kde porozumění jejich chování je důležité pro další aplikace v biologii a lékařství.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Vysoce rozlišená spektroskopie vybraných prebioticky významných molekul

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

Anotace


Prebiotické molekuly jsou sloučeniny, o kterých se předpokládá, že se podílely na chemických reakcích vedoucích ke vzniku života. Tyto molekuly zahrnují důležité stavební kameny života jako např. aminokyseliny nebo nukleové báze. Je zajímavé, že takovéto molekuly byly objeveny v meteoritech a kometách, což podporuje teorii, že prebiotický materiál mohl být dopraven na Zemi právě těmito tělesy. Chemické složení meteoritů a komet souvisí se složením mezihvězdného plynu, nicméně z pohledu mezihvězdné chemie se velmi často jedná o velice složité molekulové systémy. Z tohoto důvodu získávají pozornost menší molekuly, které by mohly sloužit jako prekurzory stavebních kamenů života. Jednou z klíčových aktivit řešících otázku původu života je pochopení, jak a kde v mezihvězdném prostoru by se mohly tyto malé prebiotické prekurzorové molekuly tvořit. K pozorování molekul v mezihvězdném prostoru jsou zapotřebí velmi přesná referenční laboratorní data. V rámci této dizertační práce budou taková data získávána pomocí rotační spektroskopie ve spojení se specifickými technikami generování molekul, jako je např. pyrolýza. Výsledky práce budou použity k interpretaci radioastronomických dat, aby společně vytvořily ucelený obraz o složení a chemickém vývoji kosmických materiálů směrem k biomolekulám. Téma práce je podporováno grantovým projektem a mezinárodní spoluprací.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Využití polymerních filmů ve forenzní praxi

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

Anotace


Polymerní filmy nabízejí nepřeberné množství aplikací, jednou z možností je forenzní analýza, kde mohou být využity jako pomocné vrstvy při vizualizaci daktyloskopických stop. Přestože dnes existuje řada účinných technik zviditelňování otisku prstu, stále zůstává problematické zviditelňování otisku na kovových substrátech. Pestrost výběru polymerních filmů s jejich přípravou je možné využít právě v daktyloskopii. Náplní práce bude testování přípravy několika polymerních filmů (chemická, elektrochemická cesta) pro zviditelňování otisků prstu na modelových a reálných vzorcích. Zároveň budou postupy depozice optimalizovány a charakterizovány elektrochemicky, opticky a spektroskopicky. Snahou bude vytvořit optimalizované postupy vizualizace daktyloskopických stop na reálných vzorcích z praxe a porovnat je s běžně používanými technikami.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Vývoj analytických metod pro forenzní analýzu jaderných materiálů

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

Anotace


Při rozhodování o původu jaderných materiálů je jedním z podstatných kritérií celková koncentrace a zejména poměry minoritních a stopových doprovodných prvků, které zrcadlí jejich zastoupení a poměry ve výchozích rudách, ze kterých pocházejí, a způsob zpracování těchto rud. Při globální spolupráci jaderně-forenzních subjektů v oblasti prevence a postihu ilegálního nakládání s jadernými materiály je proto klíčová detailní znalost takovýchto prvkových „otisků prstů“. Cílem práce bude vývoj a optimalizace stávajících analytických metod pro analýzu vybraných minoritních prvků v matrici jaderného materiálu. Jedním z hlavních výsledků disertační práce bude srovnání prvkového složení uranových rud z různých českých ložisek. Práce bude realizována ve spolupráci dvou pracovišť: Ústavu analytické chemie FCHI VŠCHT Praha (školicí pracoviště – vývoj analytických metod) a Katedry jaderné chemie FJFI ČVUT v Praze (separace minoritních a stopových prvků od matric jaderných materiálů a radiometrické metody).
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Vývoj děličů toku aerosolu pro zavádění vzorku do indukčně vázaného plazmatu

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

Anotace


Metoda hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem je vhodná především pro analýzu vodných roztoků kvůli omezené stabilitě plazmatu v přítomnosti organických rozpouštědel. Práce bude zaměřena na vývoj děličů toku aerosolu, které mají za úkol snížit množství vzorku přiváděného do plazmatu a tím zlepšit jeho stabilitu. Na rozdíl od běžně požívaných děličů toku kapalin, např. v metodě LC-MS, je zde vyšší potenciál další modifikace aerosolu pro další lepšení podmínek analýzy.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Vývoj elektrodových systémů pro detekci škodlivých látek

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Mgr. Taťjana Šiškanova, CSc.

Anotace


Cílem této práce bude připravit, charakterizovat a testovat nové materiály pro detekci škodlivých sloučenin. Studie bude provedena v rámci programu OP JAK ve spolupráci se skupinou profesora Martina Vrňaty.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Vývoj elektrochemických senzorů pro forenzní analýzu psychoaktivních látek

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Mgr. Taťjana Šiškanova, CSc.

Anotace


Elektrochemické metody jsou v mnoha ohledech výhodné a účelné, neboť jsou rychlé, nedestruktivní a zároveň citlivé a selektivní vůči mnoha cílovým analytům. Psychoaktivní látky jsou syntetické a rostlinné substance s různým účinkem, nejčastěji se stimulačním či halucinogenním. Jsou nabízeny pod různými komerčními názvy. Tyto látky způsobují změny v náladě a vědomí, avšak mnoho z nich je návykových. Snaha vyvíjet rychlé a citlivé elektrochemické metody detekce těchto látek je podmíněna vhodným elektrodovým povrchem. Cílem disertační práce bude hledání vhodných postupů vedoucích k nanesení vybraných selektorů na různé elektrodové povrchy. Takto modifikované povrchy budou využity pro detekci různých psychoaktivních látek.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Vývoj spektrometru cirkulárního dichroismu vysokého rozlišení v mikrovlnné oblasti

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie
Studijní program/specializace: ( 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 průlomové poznatky v astrofyzice, v diagnostice života a jeho nemocí. Cílem doktorské práce je připravit návrh, zahájit stavbu unikátního mikrovlnného CD spektrometru na VŠCHT a ten následně otestovat. Práce bude ve spolupráci elektro- fakultami VUT Brno a ČVUT. Přístroj tohoto typu dosud nebyl na světě postaven.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analytické chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Ústav analýzy potravin a výživy

Analytické strategie pro stanovení celkové antioxidační kapacity potravin

Garantující pracoviště: Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Dr. Ing. Karel Cejpek

Anotace


Tématem jsou analytické metody vhodné pro stanovení primárního antioxidačního účinku látek přítomných v potravinách v různých formách, tj. volné, vázané a nerozpustné. Obvyklé metody měření antioxidační kapacity jsou založeny na extrakci rozpouštědly případně doplněné hydrolytickým krokem. Tyto přístupy pomíjejí často významný podíl vázaných a nerozpustných antioxidantů, případně diskriminaci antioxidantů. Cílem práce je vyvinout a aplikovat analytický přístup zahrnující separační a spektrální techniky, který bude lépe reflektovat skutečnou celkovou antioxidační kapacitu potravin, bude fyziologicky relevantní a překoná i omezení nedávno zavedené metody přímého měření antioxidační kapacity bez extrakce. Vytvořené metody by měly také lépe odhadnout aditivní, synergické nebo antagonistické vztahy mezi skupinami antioxidantů. Studovány budou interakce mezi jednotlivými formami antioxidantů s cílem regenerovat nebo zvýšit antioxidační aktivitu těch forem, které jsou aktivní in vivo. Získaná data budou moci být využita k reformulaci některých potravin, jejichž konzumace zlepší celkový redoxní status organismu.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analýzy potravin a výživy, FPBT, VŠCHT Praha

Analýza per- a polyfluoralkylovaných látek v životním prostředí

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

Anotace


Tato disertační práce bude zaměřena na vývoj 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 (např. karboxylové kyseliny s krátkým řetězcem (C2-C3), nenasycené perfluoralkylované kyseliny, telomerní sloučeniny včetně jejich prekurzorů), 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 hmotnostní spektrometrií, pro některé látky bude využita i technika plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií, tak aby byly dosaženy požadované pracovní charakteristiky. 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analýzy potravin a výživy, FPBT, VŠCHT Praha

Biologicky aktivní látky konopí a dalších zdrojů, hodnocení rizik a benefitů

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

Anotace


Doktorská práce bude zaměřena na studium biologicky aktivních sekundárních metabolitů nacházejících se v rostlinách Cannabis sativa a produktech na jejich bázi. Sledovány budou jak fytokanabinoidy, tak i další látky ze skupiny polyfenolů, terpenů, terpenoidů apod. Hodnoceny budou změny při zpracování různých produktů. Z pohledu chemické bezpečnosti, bude pozornost věnována především hladinám izomérů THC a dalším psychotropním / psychoaktivním kanabinoidům i jejich prekurzorům. Realizována bude též malá případová studie zaměřená na screening dalších rostlinné zdroje psychotropních látek jako je např. Mitragyna speciosa, která obsahuje alkaloidy mitragynin a další. Pro realizaci doktorské práce budou využívány moderní instrumentální metody, prováděna bude cílová analýza i necílový screening (metabolomický ´fingerprinting´ /profilování). Získané výsledky budou hodnoceny nejen z pohledu rizik souvisejících s psychotropními sloučeninami, ale hodnoceny budou i přínosy odvíjející se od příjmu zdraví prospěšných sloučenin, např. antioxidantů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analýzy potravin a výživy, FPBT, VŠCHT Praha

Biologicky aktivní látky v potravinách, krmivech a doplňcích stravy, jejich změny při zpracování a skladování

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

Anotace


Hladiny biologicky aktivních látek jsou závislé na druhu a odrůdě rostliny, 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, tokoferoly, fenolové látky a mnoho dalších produktů sekundárního metabolismu rostlin. Cílem práce je vypracovat analytické postupy vhodné pro stanovení obsahu biologicky aktivních látek ve výchozích surovinách, krmivech, potravinách a doplňcích stravy a posouzení jejich stability. Za tímto účelem budou aplikovány moderní analytické metody, založené především na technice ultra-účinné kapalinové chromatografie ve spojení jak s detekcí pomocí vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie tak i s konvenční detekcí.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analýzy potravin a výživy, FPBT, VŠCHT Praha

Citlivost hodnotitelů k tučné chuti a vjemům přenášeným trojklaným nervem

Garantující pracoviště: Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Dr. Ing. Marek Doležal

Anotace


Chuť je senzorická modalita, která vede organismy k identifikaci a konzumaci živin a vyhýbání se toxinům a nestravitelným materiálům. Jak funguje chuť (chuťový vjem) není dosud zcela prozkoumáno, protože vnímání chuti potravin a nápojů vyplývá ze složitých interakcí mezi jednotlivými smyslovými systémy. Vedle dosud uznaných základních chutí může být prostřednictvím vyhrazených receptorů detekována chuťovými pohárky také tučná chuť, která leží na rozhraní somatosenzorického a chuťového vnímání. Po mnoho let bylo rozpoznávání tuku v potravě považováno především za funkci jeho struktury, a tedy somatosenzorického původu. Protože na buňkách chuťových pohárků byly popsány specifické membránové receptory pro detekci volných mastných kyselin, bude zřejmě tučná chuť považována za další základní chuť. Ostatní chutě, jako jsou kovová, mýdlová, trpká, svíravá, palčivá a další, jsou vnímány buď přímo přes trojklaný nerv nebo volná nervová zakončení. Práce bude realizována převážně v senzorické laboratoři, která je vybavena podle příslušné mezinárodní normy ISO 8589. Součástí práce bude sledování citlivosti hodnotitelů k vybraným chutím. Pozornost bude věnována zejména tučné chuti a působení mastných kyselin na vnímání chuti, citlivosti hodnotitelů ke kovové chuti zinečnatých solí a látkám, které maskují jednotlivé chuti.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analýzy potravin a výživy, FPBT, VŠCHT Praha

Hmotnostní spektrometrie jako nástroj kontroly kvality a autenticity složek potravin a doplňků stravy

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

Anotace


V rámci realizace disertační práce budou vyvíjeny moderní analytické strategie na bázi vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie využitelné pro kontrolu kvality a ověřování autenticity surovin pro výrobu potravin i finálních produktů. Pozornost bude zaměřena zejména na složky potravin a doplňky stravy rostlinného a mikrobiálního původu. Budou využívány nejnovější typy hybridních vysokorozlišovacích hmotnostních spektrometrů typu Q-TOF a Q-orbitrap umožňujících cílovou analýzu, necílový screening i komplexní fingerprinting malých molekul. Akcentováno bude využití sofistikovaných chemometrických postupů multivariační analýzy umožňujících zpracování vícerozměrných dat, konstrukci matematicko-statistických modelů a identifikaci významných markerů. Normalizovaná data se využijí k založení databází, které budou průběžně aktualizovány tak, aby vyvinuté postupy mohly být využívány pro analýzy v rutinní praxi.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analýzy potravin a výživy, FPBT, VŠCHT Praha

Hodnocení potravinářských surovin a produktů pomocí instrumentálních metod a jejich porovnání se senzorickou analýzou

Garantující pracoviště: Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Ing. Jan Poustka

Anotace


Hlavním tématem disertační práce je aplikace vybraných instrumentálních metod jako je infračervená spektrometrie anebo hmotnostní spektrometrie s cílem optimalizovat rychlou charakterizaci různých potravinářských surovin a produktů a to i prostřednictvím pokročilých matematicko-statistických metod včetně multivariační analýzy dat. Následně pak tyto metody porovnat se senzorickým hodnocením a vytvořit tak komplexní pohled na celkové hodnocení kvality v souvislosti nejen s legislativními požadavky ale také s požadavky na cílovou senzorickou kvalitu. Cílem práce je pro různé materiály vypracovat analytické postupy vhodné pro jejich charakterizaci tak, aby mohly být použity k smysluplnému porovnání se senzorickou analýzou pro hodnocení např. podle původu nebo stupně technologického zpracování.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analýzy potravin a výživy, FPBT, VŠCHT Praha

Chemická bezpečnost a autenticita moderních potravin zpracovaných inovativními technologiemi

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

Anotace


Práce by se svým obsahem měla zaměřit na využití moderních analytických technik (kapalinová chromatografie, plynová chromatografie, hmotnostní spektrometrie) pro vývoj, optimalizaci a validaci nových metod pro analýzu různých látek kontaminující potraviny a představující tak možné bezpečnostní riziko pro konzumenta. Dále do tématu této práce lze zahrnout i studie zabývající se falšováním potravin, kde falšovaná potravina může představovat, kromě klamání konzumenta, i bezpečnostní riziko spojené s konzumací falšovaných potravin. Z hlediska analyzovaných materiálů by se mělo jednat o moderní, trendy, nově se objevující potraviny a potravinové suroviny. Případně o potraviny a potravinové suroviny o které se enormně zvýšil zájem konzumentů. Patří sem i nově využívané technologie pro zpracování potravin, způsoby úpravy potravin, či surovin. Celkově by se mělo jednat o komplexnější zhodnocení kvality a bezpečnosti vybraných potravin či surovin.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analýzy potravin a výživy, FPBT, VŠCHT Praha

Kritické zhodnocení vlivu diety s vysokým zastoupením alternativních proteinů na vybrané fyziologické parametry konzumentů

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

Anotace


Interdisciplinární projekt představuje příspěvek ke kritickému zhodnocení vlivu diety s vysokým zastoupením rostlinných a dalších alternativních proteinů na významné fyziologické parametry konzumentů. V úvodní fázi bude komplexně hodnocena kvalita a bezpečnost vybraných potravin na bázi živočišných alternativních proteinů, u druhé skupiny vedle nutričně významných složek bude pozornost věnována i senzoricky významným sekundárním metabolitům či jejich prekurzorům. V rámci případové studie v navazující fázi budou pomocí metabolomických analýz realizovaných technikou UHPLC-HRMS/MS vyšetřeny vzorky biologických tekutin získaných od kohorty aktivních sportovců sledovaných odborníky z 1. Lékařské fakulty Univerzity Karlovy. Metabolomická data spolu s údaji o dietě sportovců a klinickými daty budou zpracovány pokročilými vícerozměrnými statistickými postupy s cílem kriticky zhodnotit vztah sledovaných výživových a zdravotních aspektů; identifikovány budou relevantní markery.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analýzy potravin a výživy, FPBT, VŠCHT Praha

Medicinální rostliny: charakterizace, autentikace a bioprospekce zajímavých sekundárních metabolitů

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

Anotace


Interdisciplinární doktorská práce bude zaměřena na charakterizaci a autentikaci medicinálních rostlin a bioprospekci biologicky aktivních sekundárních metabolitů. Soubor definovaných kultivarů ´léčivých´ rostlin dodá Botanický Ústav AV ČR. K vytipování přírodního materiálu se zajímavou bioaktivitou (antioxidační, antimikrobiální, protizánětlivou a další) budou použity různé druhy screeningových testů, včetně celulárních, realizovaných pomocí robotické platformy. V navazujících krocích budou kriticky hodnoceny různé způsoby izolace a frakcionace bioaktivních sloučenin; pro sledování jejich profilů a identifikaci budou využity moderní chromatografické techniky (plynová či kapalinová chromatografie) ve spojení s tandemovou vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií. U získaných produktů (koncentrátů bioaktivních sloučenin) bude ověřena též chemická bezpečnost – nepřítomnost přírodních toxických látek jako jsou mykotoxiny či alkaloidy, zkontrolována bude i případná kontaminace rezidui pesticidů. Výsledný produkt před předáním pro další využití bude též zhodnocen z pohledu stability a biologické dostupnosti.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analýzy potravin a výživy, FPBT, VŠCHT Praha

Minerální látky a stopové prvky v potravinách nového typu

Garantující pracoviště: Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Ing. Richard Koplík

Anotace


Práce se bude zabývat výskytem a biologickou dostupností esenciálních minerálních prvků v jedlém hmyzu a případně v jiných méně běžných potravinách nebo surovinách pro výrobu potravin. Student by se měl naučit prakticky provádět příslušné analýzy prvkového složení potravin. Vzhledem k tomu, že nejsou zatím k dispozici žádné certifikované referenční materiály s matricí jedlého hmyzu, které by bylo možné využít pro ověření jakosti analytických výsledků, prvním úkolem studenta bude prověření analytické metodiky při prvkové analýze vzorků jedlého hmyzu. Na tyto základní experimenty by mělo navázat podrobnější studium prvkového složení jedlého hmyzu, resp. výrobků z jedlého hmyzu včetně odhadu biologické dostupnosti prvků, kterou lze očekávat při konzumaci potravin na této bázi. Studie bude doplněna o patřičné porovnání s prvkovým složením tradičních potravina a odpovídající nutriční zhodnocení.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analýzy potravin a výživy, FPBT, VŠCHT Praha

Moderní instrumentální metody pro monitoring hladin vitaminů v potravinách a biologických vzorcích

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

Anotace


Disertační práce bude zaměřena na vývoj a optimalizaci metod pro analýzu vitaminů a jejich metabolitů, s využitím ultra-účinné kapalinové chromatografie a hmotnostní spektrometrie s vysokým rozlišením. Cílem je vytvoření nových postupů pro hodnocení obsahu a stability těchto vitaminů v potravinách a biologických vzorcích. Výsledky práce přinesou cenné informace pro posouzení dietárního příjmu vitaminů různými skupinami populace a pomohou při formulaci upravených výživových doporučení v dalších letech.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analýzy potravin a výživy, FPBT, VŠCHT Praha

Nutriční a senzorické hodnocení alternativních potravin k výrobkům živočišného původu

Garantující pracoviště: Ústav analýzy potravin a výživy
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Dr. Ing. Marek Doležal

Anotace


Vegetariánská výživa se řadí mezi nejvýznamnější alternativní směry stravování. Rychlý růst poptávky po potravinách rostlinného původu vedl v posledních letech ke vzniku výrobků nového typu, výrobků, které jsou alternativami tradičních živočišných produktů. Předpokládá se další růst jejich významu v lidské výživě i vzhledem k dohodám o zvyšování udržitelnosti životního prostředí. Cílem této dizertační práce bude podat nutriční a senzorické hodnocení a porovnání výše zmíněných alternativ, zejména alternativ mléka, masa a výrobků z nich s výrobky tradičními. Výstupem práce bude komplexní posouzení benefitů a rizik spojených s nutriční insuficiencí, vyplývající z toho, že v rostlinné surovině buď zcela chybí některé esenciální látky, případně se v přítomných formách vstřebávají jen minimálně, či rizik spojených se zvýšeným příjmem antinutričních a přírodních toxických látek.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analýzy potravin a výživy, FPBT, VŠCHT Praha

Vývoj rychlých metod k detekci toxických látek v prostředí člověka

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

Anotace


Tato disertační práce bude zaměřena na vývoj nových metod pro detekci toxických látek v prostředí člověka, s využitím vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie (HRMS) ve spojení jak s kapalinovou, tak plynovou chromatografii Práce bude zaměřena na vývoj pro pro cílenou i necílenou analýzu různých skupin kontaminantů potravin, životních prostředí a biologických vzorků. Cílem je nejen identifikovat a kvantifikovat toxické látky, ale i porozumět jejich zdrojům, distribuci a potenciálním dopadům na zdraví, což je nezbytné pro hodnocení rizik spojených s jejich expozicí a pro návrh opatření vedoucích k minimalizaci.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav analýzy potravin a výživy, FPBT, VŠCHT Praha

Ústav anorganické chemie

Multikomponentní silikátové a borátové struktury použitelné pro detekci termálních neutronů

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Vít Jakeš, Ph.D.

Anotace


Předmětem této práce budou multikomponentní silikátové a borátové struktury se substitucí ionty aktivátorů s cílem zvýšit fázovou a chemickou odolnost materiálu a zlepšit scintilační odezvu při detekci záření neutronů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Nanostruktury na bázi vrstevnatých karbidů - MXeny

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

Anotace


Práce je zaměřena na metodu přípravy vrstevnatých MAX fází obecného složení M1+yAXy, kde M je přechodný kov, A je kov či polokov ze skupiny p-prvků (Al,Si, Ge) a X je uhlík, případně dusík. MAX fáze mají unikátní vrstevnatou strukturu a chemickou exfoliací je možné získat tzv. MXeny - monovrstvy karbidů či nitridů obecného složení M1+yXy s povrchem stabilizovaným pomocí různých funkčních skupin. Student se bude zabývat vývojem nových metod syntézy těchto látek (SPS metody, vysokoteplotní keramické syntézy) a procesy chemické exfoliace a povrchové funkcionalizace. Připravené fáze budou studovány z hlediska energetických aplikací (vývoj vodíku, Li a Na baterie, membrány pro separaci vodíku, superkapacitátory). Bude studován vliv složení a struktury na jejich vlastnosti.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Příprava a charakterizace monokrystalů nových materiálů na bázi alkalicko-olovnatých halogenidů pro scintilační a laserové aplikace

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Vít Jakeš, Ph.D.

Anotace


Téma práce bude zaměřeno na přípravu a růst krystalů materiálů na bázi alkalicko-olovnatých halogenidů, např. CsPbCl3, CsPbBr3, RbPb2Cl5, RbPb2Br5, KPb2Cl5, ad., nedopovaných a dopovaných prvky vzácných zemin (např. Nd3+, Pr3+, Sm2+, Eu2+, ad.) metodou micro-pulling-down a vertikální Bridgmanovou metodou. Uvedené materiály jsou studovány pro jejich vhodné optické vlastnosti s širokým aplikačním potenciálem zahrnující např. scintilátory, lasery, světelné konvertory, ad. V případě matric vhodných pro laserové aplikace operujících v blízké infračervené (IČ) oblasti (např. RbPb2Cl5, KPb2Cl5, ad.) bude cílem zvýšit koncentraci prvků vzácných zemin (např. Nd3+, Pr3+, ad.) v matrici a stabilizovat ji, aby bylo možné dosáhnout jejich stimulované emise. To by zahrnovalo dopování uvedených matric a optimalizovat stechiometrické složení matric, např. přípravou tuhých roztoků (kationtových nebo aniontových). U sloučenin CsPbBr3, CsPbCl3, ad. bude studován vliv nových dopantů (např. Sm2+, Eu2+, ad.) na jejich optické vlastnosti (scintilační, konvertorové) s cílem dosáhnout emise v blízké IČ oblasti a optimalizovat koncentraci dopantu případně kodopantu. Na výše uvedených materiálech a jejich krystalech budou studovány vlastnosti týkající se jejich složení (prvkového a strukturního), tepelných, optických, luminiscenčních, scintilačních a laserových vlastností. Cílem práce je zvýšit optickou kvalitu připravovaných krystalů a optimalizovat složení krystalů tak, aby byly zlepšeny parametry jako např. vysoký světelný výtěžek a rychlá scintilační odezva, stimulovaná emise, apod.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Příprava a studium scintilačních materiálů na bázi multikomponentních aluminátů

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

Anotace


Práce bude zaměřena na přípravu krystalů multikomponentních oxidů dopovaných prvky vzácných zemin metodou micro-pulling-down a studium jejich luminiscenčních a scintilačních vlastností. Bude studována optimální stechiometrie a dopace krystalů z hlediska dosažení vynikajících scintilačních charakteristik překonávajících parametry doposud známých materiálů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Příprava nanomateriálů vhodných pro elektrochemickou redukci dusíku

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Vlastimil Mazánek, Ph.D.

Anotace


Amoniak zaujímá významné místo v moderním průmyslu díky jeho různým aplikacím, jako je výroba kyseliny dusičné, dusíkatých hnojiv a pro redukci NOx ze spalování fosilních paliv. V poslední době se také zkoumá využití čpavku jako zdroje vodíku pro kyselé palivové články. Průmyslová výroba čpavku se však v současnosti opírá o Haber-Boschův syntézu, což je energeticky náročný proces a také vyžadující vodík převážně vyráběný ze zemního plynu. Na druhé straně elektrochemická redukce dusíku (ERD) může přímo připravit amoniak z dusíku a vody. Kromě toho, zvyšující se podíl obnovitelné zdrojů energií (vítr a slunce) způsobují výkyvy v elektrické síti. Pomocí ERD by šlo přebytečnou elektřinu uložit ve formě čpavku k pozdějšímu využití, např. jako palivo ve zmíněných článcích. Dosud jsou katalyzátory hlavní překážkou pro využití ENR, protože současné elektrokatalyzátory dosahují pouze limitované produkce amoniaku a většinou katalyzují spíše vývoje vodíku. Využití amoniaku pro palivové články a skladování energie tedy vyžaduje přípravu nových katalyzátorů. Na základě předchozích teoretických a experimentálních studií bude tato práce zaměřena na testování materiálů s nízkou aktivitou pro redukci vodíku - některé kovy, MChx nebo MPChx (M - kov, P - fosfor, Ch - chalkogen). Tato práce bude založena na následujících krocích: 1) syntéza objemových vrstvených materiálů nebo přímá depozice na substrát (přímá syntéza z prvků, CVD, ALD, elektrochemická depozice); 2) exfoliace vrstvených materiálů (interkalace, mechanická – ultrazvuk/mleté střižnými silami); 3) strukturní a chemická charakterizace (SEM, TEM, AFM, XRD, XPS, Raman); 4) testování elektrochemické aktivity; 5) optimalizace materiálu.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Recyklace materiálů na bázi reaktivního oxidu hořečnatého ve stavebnictví

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

Anotace


V této práci budou připraveny kompozitní materiály na bázi reaktivního oxidu hořečnatého se zaměřením na znovuvyužití odpadních surovin. Mezi tyto odpadní suroviny bude patřit zejména recyklát z MOC (z angl. magnesium oxychloride cement) a dalších druhotné suroviny ze stavebního průmyslu. Recykláty budou detailně charakterizovány z pohledu chemického i fázového složení, bude též analyzována mikrostruktura i fyzikální vlastnosti jako je velikost částic, či specifický měrný povrch. Z vybraných materiálů s vyhovujícími materiálovými vlastnostmi bude připravena druhá generace stavebních kompozitů obsahující maximální podíl recyklovaných surovin za současného zachování požadovaných materiálových vlastností. Připravené kompozity budou opět detailně charakterizovány nejen z pohledu fyzikálního a chemického, ale budou u nich studovány i mechanické vlastnosti jako jsou pevnosti v tahu a ohybu. Důraz bude kladen i na studium voděodolnosti těchto materiálů, která je klíčová pro využití navržených kompozitních materiálů v praxi.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Studium využití bezkelímkových technologií při nanostrukturování částic vzácných kovů ve skle a sklo-keramice

Garantující pracoviště: Université d'Orléans
Ústav anorganické chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce , Double Degree )
Školitel: doc. Ing. Pavla Nekvindová, Ph.D.

Anotace


Práce je zaměřena na experimentální výzkum přípravy a vlastností transparentních anorganických materiálů obsahujících kovové nanočástice. Budeme studovat vznik, tvar a distribuci nanočástic Cu, Ag a Au ve vícesložkových anorganických sklech různého složení. Během práce budou nanokompozity připraveny konvenčním tavením následovaným řízenou teplotní rekrystalizací, ve spolupráci s AVČR iontovou implantací nebo metodou aerodynamické levitace ve spolupráci s Universitou v Orléans a laboratořemi CEMHTI (Conditions Extrêmes et Matériaux: Haute Température et Irradiation), které jsou součástí CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique). Vyhodnotíme vliv struktury a složení nanokompozitů na optické (především absorpční) vlastnosti a barevnost skel. Získané výsledky povedou k obecnému poznání vzniku barevných kovových center v anorganických nanokompozitech a obecnému řešení vlivu struktury a složení nanokompozitů na optické vlastnosti. Cíl: Připravit transparentní různě barevné nanokompozity obsahující kovové částice. Určit oblasti chemické a teplotní stability nanočástic v připravených nanokompozitech. Vyhodnotit vliv struktury a složení nanokompozitů na absorpční vlastnosti.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Syntéza a charakterizace nových kovových komplexů s neobvyklým koordinačním prostředím směrem k aplikacím snímání plynů

Garantující pracoviště: Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
Ústav anorganické chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v anglickém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Ing. David Sedmidubský

Anotace


Projekt bude zahrnovat syntézu nových komplexních sloučenin na bázi přechodných kovů a lanthanoidů s neobsazenými místy v jejich ligandová sféře. Připravené komplexní sloučeniny budou charakterizovány s důrazem na jejich magnetické vlastnosti. Tenké vrstvy syntetizovaných komplexů budou nanášeny na různé podložky různými technikami – nanášení z roztoků i vakuově a dále budou měřeny spektroskopické, elektrické a magnetické vlastnosti připravených tenkých vrstev. Vybrané vrstvy se budou testovat jako detektory nebezpečné plynů v ovzduší.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Syntéza vrstevnatých dichalkogenidů přechodných kovů využívající metodu transportního růstu z par a metody CVD.

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie
Studijní program/specializace: ( 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. Více detailů se dozvíte na https://itn-2exciting.chm.tu-dresden.de/positions/vscht/.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

2D materiály pro foto-elektrochemický rozklad vody

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

Anotace


Práce je zaměřena na studium využití 2D nanomateriálů na bázi vrstevnatých chalkogenidů a jejich kompozitů pro foto-elektrochemický rozklad vody. Student bude řešit možnosti optimalizace vlastností těchto materiálů pomocí dopování, funkcionalizace povrchů a optimalizace složení za účelem snížení přepětí při fotokatalytickém vývoji vodíku a optimalizací odezvy materiálů na různé vlnové délky světla ve viditelné a ultrafialové oblasti.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

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

Borany: Cesta k inerciální proton-borové fúzi

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie
Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Dr. Michael G. S. Londesborough

Anotace


Aneutronická fúze protonu a jádra 11B za vzniku tří jader 4He je nejúčinnějším a ekologicky nejbezpečnějším zdrojem energie, který je milionkrát vydatnější než například spalování uhlí, a bez jakýchkoli problémů spojených s radioaktivitou, které zase přináší jaderné štěpení. K dosažení p-B fúze je zapotřebí enormní stlačení 10^5 násobku hustoty pevných látek. Pokroky v laserové technologii vedou k vytváření takových podmínek, ve kterých světlo generuje silné tlakové vlny v plazmatu obsahujícím B a H. Zde je potřeba lépe porozumět ideálnímu složení paliva a jeho charakteristikám. Tento projekt, podpořeno grantem EU Pathfinder, navrhuje jako palivo pro aneutronickou fúzi borany, které se skládají výhradně z atomů B a H v poměrech cca. 1:1 a jsou také velmi blízko sebe, a tak se eliminuje potřeba jakéhokoli primárního terče generujícího protony, a proto jsou dobrým začátkem pro inerciální udržení. Máme v úmyslu využít všestrannost chemie boranů k vytvoření širokého portfolia kandidátů na palivo, ke studiu jejich chování v podmínkách inerciálního udržení a k prokázání jejich užitečnosti při fúzi p-B.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Hybridní kovové a (kar)boranové klastry

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

Anotace


Atomárně přesně definované kovové klastry představují rozvíjející se oblast materiálů jejichž vlastnosti jsou ovlivněné jejich rozměry a mohou být považovány za přechodové od atomární úrovně k makroskopické „bulk“ formě. V nedávné době jsme popsali několik prvních příkladů hybridních kovových a (kar)boranových klastrů a demonstrovali jejich vyjimečnou teplotní stabilitu. Toto PhD téma se zaměří na nové stabilní hybridní klastry s různou nuklearitou a zároveň na syntézu (kar)boranových klastrů s různými funkčními skupinami vhodnými k dalším chemickým experimentům hybridních klastrů. Navržené téma zahrnuje řadu syntetických, analytických a výpočetních výzev, které souvisí s velikostí nových hybridních molekul skládajících se ze stovek až tisíců atomů. Projekt je součásti mezioborové mezinárodní spolupráce.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Luminiscenční kovové klastry pro biologické aplikace

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie
Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Kaplan Kirakci, Ph.Dr.

Anotace


Molybdenové klastry nanometrových rozměrů jsou agregáty šesti atomů molybdenu s ligandy. Práce zahrnuje jejich syntézu, studium stability, luminiscence a biologických účinků. Klastry po aktivaci viditelným světlem produkují singletový kyslík, který je vysoce reaktivní a má cytotoxické účinky. Nedávno jsme zjistili, že klastry lze také excitovat rentgenovým zářením (RTG). Již jsme získali slibné výsledky v oblasti RTG-indukované fotodynamické terapie. Klastry představují účinné sloučeniny pro vývoj léčiv určených ke zvýšení účinnosti radioterapie rakoviny, pro fotodynamickou terapii nebo fotoinaktivaci bakterií.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Nanooxidy ceru pro environmentální a bio-aplikace

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

Anotace


Práce se zaměřuje na přípravu nanostrukturních oxidů ceru různými především "wet chemical" metodami a jejich využití v environmenálních a bio-aplikacích. Výjimečné povrchové redoxní vlastnosti CeO2 nanostruktur umožňují reaktivní adsorpci/katalytický rozklad nebezpečných polutantů (jako jsou pesticidy nebo léčiva ve vodách), ale i např. bojových chemických látek. Kromě toho nanočástice CeO2 vykazují neobyčejné pseudo-enzymatické vlastnosti a mohou tak napodobovat enzymy v živých organizmech což by mohlo vést k rozvojí umělých enzymů tzv. nanozymů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Nové typy substitucí na atomech boru a uhlíku na karboranech a metallakarboranech s ohledem na přípravu netradičních léčiv

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie
Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: RNDr. Bohumír Grüner, CSc.

Anotace


Téma se týká vývoje syntetických metod pro připravu nových klastrových strukturních bloků, které budou využitelné v návrhu netradičních léčiv a také stereochemie substitucí na klastrových molekulách.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Oxidy titanu a titanáty pro pokročilé aplikace

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie
Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Jan Šubrt, CSc.

Anotace


Li-ion baterie jsou jedním z nejslibnějších elektrochemických zdrojů energie. Materiály na bázi Ti, jako Li4Ti5O12, Li2Ti3O7, TiO2-B a H2Ti3O7, jsou považovány za důležité anody pro lithium-iontové baterie kvůli jejich vysoké bezpečnosti a vynikající cyklické stabilitě. Li-iontová baterie (LIB) (obvykle využívající uhlíkové materiály jako anodu) čelí výzvám, pokud jde o převzetí hybridních elektrických vozidel a stacionárních zdrojů energie. Sloučeniny na bázi Ti, zejména Li4Ti5O12, byly prokázány jako nejslibnější anodové materiály, protože vykazují vynikající cyklickou reverzibilitu a vysoké provozní napětí pro zajištění zvýšené bezpečnosti. Rychlost těchto materiálů na bázi Ti je však relativně nízká kvůli velké polarizaci při vysokých rychlostech nabíjení a vybíjení. Ke zvýšení elektrické vodivosti byly použity dopování, povrchové modifikace a iontová difuzivita vytvořením různých nanomateriálů. Bude použit nový způsob přípravy založený na extrakci síranových iontů z krystalů titanylsulfátu a jejich nahrazení hydroxylovými skupinami ve vodném alkalickém roztoku. Metoda vede k nanostrukturované kyselině metatitaničité nebo alkalickým titanátům.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Protonově vodivé metaloorganické sítě obsahující funkcionalizované porfyrinové stavební bloky

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie
Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Příprava a studium nových metalo-organických sítí založených na fosfinátových ligandech

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

Anotace


Metal-organické sítě (Metal-Organic Frameworks, MOFs) jsou porézní krystalické materiály založené na kombinaci kovových center nebo klastrů s dvou a vícevaznými organickými ligandy. Široká škála dostupných kovů a spojovacích molekul dává možnost ladit chemické a fyzikální vlastnosti MOFů a přizpůsobit je na míru konkrétní aplikaci. Fosfinátová koordinační skupina (POOH) tvoří stabilní vazby ke kovovým centrům a zároveň vytváří predikovatelné koordinační motivy, poskytuje tedy výhody oproti tradičně využívaným karboxylovým a fosfonátovým skupinám. Cílem disertační práce bude syntéza a charakterizace nových MOFů za použití fosfinátových spojovacích molekul s důrazem na přípravu krystalů vhodných pro stanovení struktury rentgenovou difrakcí. V rámci práce bude také testována stabilita vzniklých MOFů a jejich použití pro praktické aplikace jako je například sorpce polutantů nebo elektronová a protonová vodivost. V rámci disertační práce se student naučí syntetické postupy při přípravě nových spojujících molekul, organokovových sítí a dále jejich charakterizace (NMR, práškový a monokrystalový XRD, sorpce N2, termická analýza apod.) až po studium jejich aplikací. Práce bude probíhat na pracovišti Ústavu anorganické chemie AV ČR v Řeži.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Příprava a studium vlastností boranyliových solí jako molekulárních senzorů a katalyzátorů

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie
Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: RNDr. Karel Škoch, Ph.D.

Anotace


Katalýza komplexy přechodných kovů představuje osvědčený a způsob k efektivnějšímu provádění chemických reakcí. Přestože bylo v tomto ohledu dosaženo skvělých výsledků, využití přechodných kovů představuje i určité nevýhody (vysoká cena, toxicita, strategická či environmentální rizika), které vedou ke snaze hledat nové a alternativní přístupy ke katalýze. Jednou z možností je využít reaktivity prvků hlavní skupiny. Jako boranyliové sole se označují sloučeniny trojmocného boru, které díky kladnému náboji lokalizovanému na atomu boru představují výjimečně silné Lewisovské kyseliny. Výhodou je však jejich relativní dostupnost a často odlišná (a tedy atraktivní) reaktivita, což činí tyto sloučeniny zajímavými pro přípravu nových činidel, katalyzátorů či objevování nových syntetických cest. Cílem práce bude příprava karbeny (či jinými donory) stabilizovaných boranyliových solí a studium jejich struktury a reaktivity s přihlédnutím pro jejich eventuální využití pro fotofyzikání měření (molekulární senzory) či katalyzátorů pro aktivace C-H vazeb či fixace CO2. Aplikant si během práce osvojí pokročilé techniky syntézy na pomezí organické a anorganické chemie včetně manipulace, izolace a charakterizace citlivých látek za použití Schlenkových technik či gloveboxu.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Syntéza a aplikace aktivního boránu jako perspektivního porézního polymeru

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

Anotace


Aktivní borán je novým typem porézního polymeru, který byl vyvinut na Ústavu anorganické chemie v Řeži. Aktivní borán vzniká termální syntézou boránových klastrů s organickými molekulami při vysoké teplotě. Analýza ukazuje, že je pravděpodobně složen z boránových klastrů pospojovaných pomocí organických můstků. Prvotní studie ukazují, že tento typ materiálu má nejen vysokou sorpční kapacitu pro testované emergentní polutanty, ale take je to účinný katalyzátor reakcí katalyzovaných Lewisovskými kyselinami. Cílem disertační práce bude příprava nových porézních struktur, jejich detailní charakterizace a použití především jako katalyzátory pro kysele katalyzované reakce. V rámci disertace se student naučí systematické práci v laboratoři, vyhodnocování dat z celé řady charakterizačních metod (práškový XRD, sorpce N2, infračervená spektroskopie, NMR, atd.) a studium použití připravených porézních struktur pro konkrétní aplikace. Práce bude probíhat na ÚACH AV ČR v Řeži.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Syntéza chirálních karboranů a metallakarboranů, studium jejich separace a interakcí s organickými systémy

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie
Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: RNDr. Bohumír Grüner, CSc.

Anotace


Chemie chirálních klastrových sloučeniny boru patří dosud k velmi málo prostudovaným oblastem, ačkoliv jejich axiální či helikální chiralita je podobná jako u některých typů organických látek (BINOL) či ansa-substituted metallocenů. Téma se týká připravy opticky aktivních klastrových sloučenin, separace ennantiomerů a využití látek v medicíně.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Tenké vrstvy multiferoických hexagonálních feritů vykazujících magnetoelektrické vlastnosti

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie
Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Josef Buršík, CSc.

Anotace


Tématem disertační práce je studium tenkých vrstev multiferoických hexagonálních feritů s magnetoelektrickým (ME) jevem připravovaných metodami “měkké” chemie ve formě tenkých vrstev metodami depozice z kapalné fáze (CSD). Vybrané hexaferity strukturního typu U, Y a Z, vykazující magnetoelektrické vlastnosti, patří do skupiny intenzivně studovaných multiferoik (https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-conmatphys-020911-125101). Výzkum bude zaměřen na vývoj a optimalizaci CSD syntetických postupů a studium reálné (mikro)struktury (x-ray a neutronová difrakce, elektronová mikroskopie) a jejího vztahu k funkčním (ME) vlastnostem materiálu. Fyzikální část práce zahrnuje stadium elektrických, dielektrických, magnetických a magnetoelektrických vlastností (ve spolupráci jak s domácími, tak i zahraničními fyzikálními laboratořemi).
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

2D a vrstevnaté materiály a modifikace iontovými kapalinami

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie
Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Petra Ecorchard, Ph.D.

Anotace


2D a vrstevnaté materiály (např. podvojné vrstevnaté hydroxidy nebo alkoxidy) budou připravovány jako samonosné katalyzátory. Tento typ materiálu bude modifikován iontovými kapalinami (např. imidazoliového typu), obsahující kov. Tyto iontové kapaliny budou mobilizovány na povrchu 2D nebo vrstevnatých materiálů a celé systémy budou studovány pro heterogenní katalýzu, především pro polymerizaci s otevřením kruhu.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Ústav anorganické technologie

Elektrochemická syntéza hypervalentních sloučenin jódu jako vysoce selektivních organických oxidačních činidel

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

Anotace


Vysoce selektivní oxidace organických látek patří, zejména v případě látek s vysokou přidanou hodnotou, mezi velmi atraktivní procesy. V současné době jsou tyto reakce nejčastěji uskutečňovány pomocí oxidačních činidel obsahujících toxické ionty přechodných kovů jako je Cr(VI), Mn(VII), Ru(VI) či Os(VIII). Vhodnou ekologicky nezávadnou alternativu k těmto oxidantům představují organické látky obsahující ve své struktuře hypervalentní atom jódu. Tématem práce bude studium elektrochemického chování těchto látek a jejich prekurzorů s cílem využít elektrochemickou oxidaci při jejich produkci a umožnit tak rozšíření aplikace hypervalentních sloučenin jódu jako oxidačních činidel také do průmyslového měřítka.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Elektrochemické metody úpravy procesních vod

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Elektrolýza vody jako zdroj vodíku pro energetické účely

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Ing. Karel Bouzek

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. Významný problém představuje rovněž celkové uspořádání procesu.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Fotoelektrody pro odstraňování polutantů a získávání vodíku z vody slunečním světlem

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Fotoelektrody p-typu určené pro solárním světlem asistovanou elektrolýzu vody

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Šárka Paušová, Ph.D.

Anotace


Obnovitelné zdroje energie, jako jsou biomasa, vodní, geotermální, větrná, jaderná a solární energie, jsou považovány za alternativy k fosilním palivům. Solární energie má potenciál pro rozsáhlé aplikace. Solární přísun energie však není stálý, proto se nyní pozornost více soustředí na akumulaci energie. Vodík vyrobený solární elektrolýzou vody lze využít jako akumulační médium pro obnovitelné zdroje. Tématem této dizertační práce je příprava polovodičových fotokatod na bázi binárních a ternárních oxidů kovů (např. Cu2O, CuFeO2, CuBi2O4, …). Na přípravu vrstev budou použity různé metody (jako jsou sprejová pyrolýza, elektrochemická depozice…). Vrstvy budou poté charakterizovány řadou různých technik (RTG, UV-VIS, SEM, profilometrie…) a dále budou stanoveny jejich fotoelektrochemické vlastnosti (potenciál otevřeného obvodu, fotoproud, IPCE). Pozornost bude věnována vlivu složení, krystalické struktury a tloušťky vrstvy na jejich fotoelektrochemické vlastnosti a jejich stabilitu pod vloženým potenciálem. U fotoanod vykazujících dlouhodobou stabilitu a vysokou účinnost bude stanovena účinnost rozkladu vody slunečním světlem.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Fotoelektrochemické systémy pro konverzi sluneční energie

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Katalytická transformace methanu na produkty vyšší užitné hodnoty

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Katalyzátory pro alkalická zařízení konverze energie

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Kinetika katalytického rozkladu N<sub>2</sub>O na zeolitických katalyzátorech

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

Anotace


Předmětem práce je studium kinetiky rozkladu N2O na zeolitických katalyzátorech strukturních typů MFI, FER a titanosilikátech obsahujících Fe a další přechodové kovy. Práce bude zaměřena na kinetická měření s cílem vyvinout spolehlivý kinetický model vhodný pro návrh průmyslových zařízení.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Kyslíkové plynově difuzní elektrody

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Matematické modelování elektrochemických systémů

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Matematické modelování chemických a membránových procesů v prostředí universálních simulačních programů

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Membránové separace vysoce koncentrovaných roztoků

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Nanostrukturované/ kompositní materiály na bázi TiO<sub>2</sub> pro fotokatalytické procesy v plynné fázi

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Polymerní elektrolyty v zařízeních pro konverzi energie

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Příprava a charakterizace hybridních membrán pro separace plynů

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Samočistící a desinfikující povlaky na bázi TiO<sub>2</sub> a ZnO

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Studie elektrolýzy vody s protonově vodivou membránou

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace: ( 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. Významný problém představuje rovněž celkové uspořádání procesu.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Studie mezoporézní oblasti porézních materiálů skenováním hysterezní smyčky v adsorpčních-desorpčních izotermách

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Miloslav Lhotka, Ph.D.

Anotace


Skenovací izotermy poskytují důležité informace o geometrii sítě pórů, včetně její konektivity a distribuce velikosti pórů, které nelze odhalit z hlavních adsorpčních a desorpčních izoterem. Pro analýzu konektivity porézní sítě v uspořádaných mezoporézních materiálech budou studovány adsorpčně-desorpční izotermy N2 a jejich odpovídající skenování hysterezních smyček při teplotě 77 K.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Studium selektivních elektrosorpčních procesů

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

Anotace


Homogenní katalyzátory na bázi platinových kovů jsou široce využívány v řadě významných reakcí (Suzukiho, Sonogaširova, Heckova reakce, Wackerova oxidace atd.). Problémem je jejich následná separace z reakčních směsí. Cílem práce bude studium možností selektivní separace pomocí elektrosorpce na vhodných redoxních (ko)polymerech, která by byla využitelná při separaci a opětovném využití těchto katalyzátorů. Při studiu bude využita kombinace řady experimentálních elektrochemických technik včetně skenovací elektrochemické mikroskopie a matematického modelování.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Vysokoteplotní palivové články

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Vysokoteplotní palivové články s protonově vodivou membránou

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Ústav biochemie a mikrobiologie

Bioaktivita nových syntetických drog a jejich enantiomerů

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Silvie Rimpelová, Ph.D.

Anotace


Chemické modifikace nelegálních drog vedou ke vzniku nových sloučenin, tedy nových syntetických drog, které obcházejí legislativu. Při zachování farmakoforu takto modifikovaných látek tak napodobují biologické účinky původní drogy, ale s neprozkoumanými farmakologickými účinky a toxicitou, která je často významně vyšší než u původní látky. Tématem práce bude studium nových syntetických drog, a to jak syntetizovaných de novo, tak zachycených na černém trhu. Bude studována toxicita těchto látek na modelových buněčných liniích, metabolismus těchto látek a aktivita vybraných metabolitů. Dále bude určen mód jejich účinku (agonista/antagonista) na vybraných receptorech spřažených s G-proteiny a podrobně se zaměříme na aktivitu a mechanismus účinku jednotlivých enantiomerů vybraných nových syntetických drog.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Buněčný model kosti in vitro pro testování degradovatelných biomateriálů pro ortopedické aplikace

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

Anotace


V případě komplikovaných zlomenin se běžně k fixaci používají kovové šrouby a dlahy, které je nutno po zhojení kosti odstranit. Vývoj nových materiálů se proto ubírá i směrem k degradovatelným materiálům s korozní rychlostí odpovídající tempu hojení kosti. Tyto materiály jsou ve většině případů na bázi hořčíku a zinku. Musí splňovat požadavky na mechanické a korozní vlastnosti a také být cytokompatibilní. Výsledky získané s použitím buněčných kultur však ve většině případů nekorelují s následnými testy na zvířatech. Pro zlepšení prediktability i opakovatelnosti je potřeba zavést testy in vitro, které by lépe simulovaly situaci v těle. Byly publikovány studie zabývající se modely kosti; ty se však zaměřují na trvalé implantáty a soustředí se zejména na chování buněk na rozhraní s implantátem. Cílem práce bude zavést systém matrice osazený buněčnou ko-kulturu zahrnující osteoblasty i osteoklasty ve vhodném médiu, který bude co nejlépe mimikovat situaci v těle. Všechny zmíněné parametry (materiál matrice, buněčné typy, médium) budou vybírány a optimalizovány nejen s ohledem na fyziologickou relevanci, ale i s ohledem na dostupnost pro ostatní laboratoře testující nové degradovatelné materiály. V další fázi bude tento buněčný systém propojen s průtočným systémem simulujícím proudění tělních tekutin.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Fágy fytopatogenních bakterií jako opomíjený faktor interakcí mezi rostlinami a mikrobiomem

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

Anotace


Bakteriální choroby rostlin způsobují každoročně ztráty až 10 % celosvětové produkce potravin. Na rozdíl od humánních bakterióz nelze k ochraně rostlin využívat antibiotika a současně legislativa EU stále neumožňuje upravovat genom rostlin a zvyšovat jejich rezistenci genovými manipulacemi. Hledání alternativních přístupů při ochraně rostlin je proto vysoce žádoucí. Navrhovaný projekt se zaměřuje na inovativní metodu využití potenciálu bakteriofágů, které jsou dosud téměř výlučně využívané v humánní medicíně, při ochraně rostlin. Student se bude podílet na výzkumu role fágů ve fylosféře rostlin (mikrobiomu asociovaném s nadzemní částí rostliny) a jejich využití k ochraně a prevenci bakterióz u rostlin z čeledí Solanaceae a Brassicaceae. Práce kombinuje přístupy molekulární biologie, mikrobiologie, metagenomiky, bioinformatiky, pokročilé mikroskopie a fyziologie rostlin.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Faktory virulence <i>Cronobacter sakazakii</i>

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

Anotace


Bakterie rodu Cronobacter jsou původci poměrně vzácných, nicméně velice vážných nákaz novorozenců spojených s kontaminovanou sušenou kojeneckou výživou. Bylo zjištěno, že ze sedmi stávajících druhů Cronobacter pouze některé kmeny Cronobacter sakazakii jsou schopny persistovat v kojenecké výživě a následně napadnout hostitelský organismus. Cílem této disertační práce je přispět k lepšímu poznání patogenity Cronobacter sakazakii. Bude testována schopnost adheze, invaze a proliferace vybraných kmenů Cronobacter sakazakii v tkáňových kulturách. Tato část práce společně s dostupnými charakteristikami kmenů by měla vyústit ve výběr kmenů, které by mohly být použity ke sledování virulentních faktorů, přispívajích k patogenitě. Virulentní faktory budou hledány za pomoci postupů kvantitativní hmotnostní spektrometrie.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Fylogeneze a ekologie mikrobiálních populací starých podpovrchových termálních vod

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

Anotace


Geotermálně ohřívaná podzemní voda přitahuje pozornost mikrobiologů již několik desetiletí díky svým jedinečným chemickým a tepelným profilům. Analýzy těchto jedinečných ekosystémů identifikovaly ve fylogenetickém stromu života mnoho nových skupin bakteriálního i 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 navrhované práce je prohloubit naše znalosti o fylogenezi a ekologii mikrobiálních populací obývajících staré podpovrchové termální vody Oherského riftu, včetně návrhu nových prokaryotických kmenů a/nebo dalších taxonomických stupňů a poskytnutí jejich charakterizace na základě metagenomických analýz na úrovni jednotlivých genomů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Genotypová a fenotypová analýza genetických zdrojů vybraných obilnin - bioinformatický přístup

Garantující pracoviště: Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i.
Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Ing. Vojtěch Spiwok, Ph.D.

Anotace


Genetické zdroje rostlin jsou důležitým klíčem k adaptaci plodin na měnícím se klima. Základní překážkou je v současné době nedostatek informací o kolekcích uložených ex situ v genových bankách. Proto bylo vytvořeno konsorcium genových bank v rámci Evropy, které získalo projekt H2020 pro masivní fenotypování a genotypování kolekcí pšenice (Triticum aestivum L.) a ječmene (Hordeum vulgare L.). Doktorská práce bude financována z tohoto projektu a bude zaměřena na zpracování jak genotypových dat postupy bioinformatiky, tak i statistické zpracování fenotypových dat. Cílem práce je návrh tzv. core kolekce českých odrůd pšenice a ječmene s maximální diverzitou vybraných znaků a identifikací příslušných lokusů DNA metodou asociačního mapování (GWAS). Na základě výsledků GWAS bude rovněž vytipována tzv. trénovací populace pro šlechtění pšenice na rezistenci ke rzi travní (Puccinia triticina) pomocí genomic selection (GS).
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Intracelulární transport a sekrece nikotinamidfosforibosyltransferasy

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Vojtěch Škop, Ph.D.

Anotace


Nikotinamidfosforibosyltransferasa (NAMPT) má vliv na hladinu buněčného NAD tím, že určuje rychlost jeho biosyntézy. Vzhledem k důležitosti NAD a jeho potřebě na mnoha místech buňky, lze očekávat, že NAMPT bude také distribuována ve více buněčných kompartmentech. Intracelulární transport NAMPT však není dostatečně prozkoumán. Nedávno jsme ukázali, že lokalizace NAMPT se mění mezi cytosolickou a jadernou v závislosti na fázi buněčného cyklu a identifikovali jsme jaderný lokalizační signál NAMPT. Kromě toho byla NAMPT nalezena také v extracelulárním prostoru, kde má neznámou funkci a není znám mechanismus její sekrece. Cílem projektu je určit mechanismus jaderného transport NAMPT a identifikovat proteiny, které se ho účastní. Dále je cílem charakterizovat mechanismus sekrece NAMPT. K identifikaci vazebných proteinů NAMPT bude použita ko-precipitace s následnou identifikací proteinů pomocí hmotnostní spektrometrie. Výsledky budou ověřeny dvou‑hybridním expresním systémem a cílenou mutagenezí. Sekreční dráha bude studována za využití fluorescenční mikroskopie v kombinaci s farmakologickými inhibitory a analýzou složení kultivačního média a exozomů. Tento projekt výrazně posune vědomosti o buněčném transportu NAMPT, což v dlouhodobém horizontu přispěje k využití NAMPT v medicíně.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Multirezistentní kmeny bakterie Acinetobacter: analýza mechanismů antibiotické rezistence

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

Anotace


Acinetobacter baumannii představuje gramnegativní mikroorganismus z kategorie ESKAPE, který vážným způsobem ohrožuje veřejné zdraví. Tento patogen vyvolává závažné nozokomiální infekce spojené s vysokou úmrtností. Mechanismy antibiotické rezistence bakterie lze klasifikovat do tří hlavních skupin. Prvním přístupem k rezistenci je omezení permeability membrány nebo zvýšení efluxu antibiotika, což brání jeho dostupnosti k cílovým strukturám. Druhým mechanismem je ochrana cíle antibiotika skrze genetické mutace nebo posttranslační modifikace. Třetí typ obrany tvoří enzymy, známé jako destruktasy, které přímo inaktivují antibiotika prostřednictvím modifikace nebo hydrolýzy, čímž znehodnocují jejich účinnost. Cílem této práce je především nalézt vhodné inhibitory těchto destruktas a objasnit mechanismus působení. Multirezistentní bakterie velmi často nepoužívají pouze jeden typ obrany proti antibiotiku, proto pro objasnění účinku různých syntetických i přírodních látek, které budou navracet účinnost antibiotika, je nutné připravit jednotlivé destruktasy rekombinantně a přímo na takto připravených enzymech ověřit přesný mechanismus působení účinných látek.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Multirezistentní kmeny bakterie <i>Acinetobacter</i>: analýza mechanismů antibiotické rezistence

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

Anotace


Acinetobacter baumannii představuje gramnegativní mikroorganismus z kategorie ESKAPE, který vážným způsobem ohrožuje veřejné zdraví. Tento patogen vyvolává závažné nozokomiální infekce spojené s vysokou úmrtností. Mechanismy antibiotické rezistence bakterie lze klasifikovat do tří hlavních skupin. Prvním přístupem k rezistenci je omezení permeability membrány nebo zvýšení efluxu antibiotika, což brání jeho dostupnosti k cílovým strukturám. Druhým mechanismem je ochrana cíle antibiotika skrze genetické mutace nebo posttranslační modifikace. Třetí typ obrany tvoří enzymy, známé jako destruktasy, které přímo inaktivují antibiotika prostřednictvím modifikace nebo hydrolýzy, čímž znehodnocují jejich účinnost. Cílem této práce je především nalézt vhodné inhibitory těchto destruktas a objasnit mechanismus působení. Multirezistentní bakterie velmi často nepoužívají pouze jeden typ obrany proti antibiotiku, proto pro objasnění účinku různých syntetických i přírodních látek, které budou navracet účinnost antibiotika je nutné připravit jednotlivé destruktasy rekombinantně a přímo na takto připravených enzymech ověřit přesný mechanismus působení účinných látek.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Odhalení molekulární podstaty nehostitelské rezistence k <i>Leptoshaeria maculans</i> u rostlin z čeledi Brassicaceae

Garantující pracoviště: Ústav experimentální botaniky AV ČR, v. v. i.
Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Relativní kvantifikace proteinových složek v potravinách

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

Anotace


Falšování potravin je v současné době velkým celospolečenským problémem. Velmi často se nahrazuje dražší komodita levnější a nebo se nedodržují deklarovaná množství použitých surovin. A přitom není mnoho spolehlivých a přesných metod, které by se pro ověřování zastoupení proteinových složek v potravinách používaly. Předmětem dizertační práce bude testování různých metod relativní kvantifikace (typu label-free jako jsou např. TOP3 nebo spectral count) proteinových složek obsažených v potravinách pomocí hmotnostní spektrometrie (LC-ESI-Q-TOF nebo TIMS TOF).
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Skladba a koalescence mikrobiálních společenstev v rámci rostlinného mikrobiomu

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

Anotace


Rostliny jsou primárními dodavateli uhlíku do půdy, a to především prostřednictvím procesu rhizodepozice. Rhizodepozity obsahují jedinečné chemické signály úzce spojené se sestavováním společenstev v rámci rostlinného mikrobiomu. Rhizodepozity přímo ovlivňují mikrobiální populace jako atraktanty, repelenty nebo antimikrobiální látky a mění vlastnosti půdy ve prospěch rostlin. Po zániku rostliny přetrvávající "zděděný mikrobiom" významně ovlivňuje růst následujících generací rostlin. Pochopení jak toho, jakou roli hrají specifické rhizodepozity při utváření struktury půdních mikrobiálních společenstev vázaných na rostliny a modulaci jejich metabolické aktivity, tak i dědictví v tvorbě mikrobiomu vázaného na rostliny, je pro udržitelné zemědělství zásadní. Cílem této práce je prohloubit naše znalosti tvorby a koalescence mikrobiálních společenstev v rámci rostlinného mikrobiomu.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Strojové učení pro studium struktury a dynamiky proteinů

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

Anotace


Metody strojového učení, obzvláště pak program AlphaFold, umožnily v posledních letech efektivně předpovídat struktury proteinů. Následníkem programu AlphaFold s řadou vylepšení a s plně otevřeným kódem (včetně parametrů modelu) je program OpenFold. Jeho výhodou je možnost provádět učení tohoto programu vlastními daty. Cílem projektu bude rozšířit možnosti aplikace OpenFoldu pro účely studia struktury a dynamiky proteinů, například obohacením vstupu o experimentální data nebo výstupy z molekulárních simulací.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Strukturní změny vyvolané interakcí proteinů RNA virů s RNA a membránami

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

Anotace


Virové proteiny podstupují řadu klíčových interakcí od okamžiku své produkce až po vytvoření infekční virové částice. Tyto interakce vedou k replikaci a inkorporaci specifické genomové RNA, umožnují transport na místo sestavení částice a zajišťují získání virového obalu ve formě membrány obohacené virovými obalovými proteiny. Všechny tyto interakce jsou specifické a vyvolávají konformační změny, z nichž některé slouží jako signály pro následující fáze virového životního cyklu. Cílem této studie je provést detailní charakterizaci interakcí virových proteinů s RNA a membránovými lipidy pomocí biochemických a molekulárně biologických metod a popsat strukturální změny, které jsou těmito interakcemi vyvolány.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Studium dynamiky nestrukturovaných proteinů pomocí strojového učení

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

Anotace


Přestože si funkci proteinů obvykle spojujeme s prostorovou strukturou, existuje podstatná část proteinů bez stabilní prostorové struktury, ale přesto s jasnou biologickou funkcí. Je proto důležité efektivně studovat jejich struktut a dynamiku. Program AlphaFold dokáže kromě predikce prostorových struktur proteinů predikovat i která část proteinu je nestrukturovaná. Proto se zdá být vhodným zdrojem informací pro studium dynamiky nestrukturovaných proteinů. Cílem projektu bude zkombinovat AlphaFold a molekulové simulace pro studium dynamiky nestrukturovaných proteinu a vyvinout a otestovat příslušné nástroje.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Studium protinádorové aktivity vybraných antimitotik a jejich kombinací s biologicky aktivními látkami ve 2D a 3D modelech nádorových buněk

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Silvie Rimpelová, Ph.D.

Anotace


Tématem disertační práce je studium protinádorového účinku mitotických jedů, jako je kolchicin a paklitaxel, v kombinaci dalšími biologicky aktivními látkami hrajícími roli v modulaci autofagie a inhibici P-glykoproteinů. Budou studovány kombinační účinky těchto látek s antimitotiky ve 2D a 3D buněčných modelech nádorových a nenádorových linií. Zaměříme se na mechanismus účinku těchto látek, cílené zvýšení selektivity pro nádorové buňky a vyvolání imunitní odpovědi. Kromě toho bude vyvinut nanosystém pro cílené doručení nejpotentnějších kombinací studovaných látek.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Terapeutický potenciál podpory metabolismu NAD

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Vojtěch Škop, Ph.D.

Anotace


NAD je klíčový koenzym zapojený do mnoha buněčných procesů, včetně energetického metabolismu a opravy DNA. S postupujícím stářím organismu a při výskytu závažných onemocnění však dochází k poklesu hladin buněčného NAD. Cílem práce je studovat terapeutické možností zvýšení hladin buněčného NAD v léčbě srdečního selhání a diabetické neuropatie. Pomocí in vitro experimentů budou zkoumány specifické mechanismy, skrze které NAD ovlivňuje buněčné procesy, zejména oxidační kapacitu kardiomyocytů a glykační poškození neuronů Schwanových buněk. Výzkum se následně rozšíří na in vivo studie s využitím zvířecích modelů, což přinese komplexnější porozumění fyziologických dopadů modulace NAD. Celý projekt výrazně přispěje k porozumění úlohy NAD v srdečním selháním a diabetické neuropatii, a možnostem léčby těchto onemocnění pomocí zvýšení hladiny NAD. Očekáváme, že výsledky této studie poskytnout podnět k vývoji nových léčebných postupů, což by mohlo zvýšit kvalitu života pacientů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Testování látek s potenciálem využití v dermokosmetickém průmyslu

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

Anotace


Z pohledu dostupnosti a realizovatelnosti výstupů nabízí dermokosmetický průmysl jednodušší a rychlejší cestu k prosazení biologicky aktivních látek na trh v porovnání s farmeceutickým průmyslem. Cílem této práce je zavedení běžných i pokročilých metod pro testování slibných sloučenin a následně i jejich syntetických derivátů ve snaze sledování vztahu struktury a aktivity. Pozornost bude věnována protizánětlivým, antimikrobiálním, protinádorovým i hojivým látkám. V rámci testování budou využity mikrobiální kultury i buněčné kultury odvozené od lidských tkání. Testování bude probíhat jak v jednobuněčných, tak vícebuněčných kulturách; jak v 2D, tak 3D uspořádání buněčných kultur.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Vliv a mechanismus působení nanodiamantových materiálů na vybrané mikroorganismy

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Vybrané biologicky aktivní látky a jejich deriváty s potenciálem pro terapii nádorových onemocnění

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Silvie Rimpelová, Ph.D.

Anotace


Tématem práce je studium látek izolovaných z přírodních zdrojů a syntetizovaných de novo s potenciálem inhibovat proliferaci nádorových buněk a aktivovat imunitní odpověď. Práce je zaměřena zejména na kardioglykosidy, jako je digitoxin nebo digoxin, a antimitotika, jako je kolchicin nebo paklitaxel. Budou studovány biologické účinky nově připravených derivátů těchto látek na 2D a 3D buněčných modelech nádorových a nenádorových linií. Zaměříme se na mechanismus účinku těchto látek, cílené zvýšení selektivity pro nádorové buňky a vyvolání imunitní odpovědi. Kromě toho bude vyvinut nanosystém pro cílené doručené nejpotentnějších derivátů studovaných látek.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Vztah endofytní mikrobioty a metabolomu rostlin

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

Anotace


V poslední době je předmětem intenzivního vědeckého zájmu výzkum zaměřený na studium neobvyklých přírodních zdrojů a neprozkoumaných míst výskytu mikroorganismů. Bylo prokázáno, že vztahy endofytních bakterií a mikroskopických vláknitých hub s rostlinami mají velký potenciál vytvářet nové vzácné sekundární metabolity s jedinečnými zdraví prospěšnými, technologickými a nutričními vlastnosti. Podstatou práce bude studium vzájemných vztahů mezi mikrobiálními endofyty a rostlinami. K tomu budou využity pokročilé nástroje moderní analytické chemie – metabolomický fingerprinting / profilování pomocí vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie. Bude posuzován i potenciál endofytů bránit růstu patogenních vláknitých hub a tvorbě mykotoxinů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Zvýšení účinnosti aminoglykosidových a makrolidových antibiotik u stafylokokových infekcí

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

Anotace


Hledání nových adjuvans je jednou z nejslibnějších cest boje proti multirezistentním bakteriím. Jedním z klinicky nejvýznamnějších problemů jsou rezistence stafylokoků k aminoglykosidovým a makrolidovým antibiotikům, které jsou způsobeny zejména přítomností modifikačních enzymů. Cílem práce je zavedení, rozšíření a validace platformy umožňující identifikaci nových potenciálních inhibitorů těchto enzymů pomocí testování knihovny látek. Platforma umožní přesné určení cílového enzymu a kvantifikaci účinnosti v porovnání se známými inhibitory.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biochemie a mikrobiologie, FPBT, VŠCHT Praha

Ústav biotechnologie

Aktivace biosyntetických drah aktinomycet k objevu nových bioaktivních látek

Garantující pracoviště: Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.
Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Ing. Jan Masák, CSc.

Anotace


Bakterie aktinomycety, známé svou produkcí bioaktivních metabolitů, jako jsou antibiotika, protinádorové látky a imunosupresiva, byly vzhledem k častému znovuobjevování již známých sloučenin považovány za vyčerpaný zdroj. Že tomu tak není jsme zjistili díky pokročilým technikám sekvenování, které na úrovni genomu odhalily stále široký potenciál aktinomycet pro objev nových látek. Problémem je, že biosyntetické dráhy vedoucí k těmto novým látkám nejsou za běžných laboratorních podmínek aktivní. V tomto projektu se zaměříme na naši unikátní sbírku aktinomycet z různých míst světa. Prostřednictvím sekvenování genomů těchto kmenů jsme identifikovali genové klastry kódující biosyntézu metabolitů s neobvyklými strukturními motivy. Naším cílem bude využít moderní metody k ovlivnění regulace drah a tím k jejich aktivaci, a produkované sloučeniny strukturně a funkčně charakterizovat. Případně se zaměříme také na způsob, jakým jsou látky tvořeny, a to studiem klíčových enzymů zapojených do jejich biosyntézy. K dosažení těchto cílů využijeme multidisciplinární přístup, který zahrnuje kultivaci mikroorganismů, extrakci a editaci DNA, heterologní expresi, bioinformatiku, LC-MS s nejmodernějším přístrojovým vybavením, a testování bioaktivity proti panelu klinicky relevantních patogenů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biotechnologie, FPBT, VŠCHT Praha

Biologická aktivita nanočástic připravených „zelenými technologiemi“

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Ing. Alena Čejková, CSc.

Anotace


Prokázané antimikrobiální účinky nanočástic kovů způsobené jejich unikátními vlastnostmi zajistily rychlý nárůst komerčních aplikací. Přirozené formy nanočástic vznikají mnoha různými biotickými i abiotickými mechanismy. V současné době jsou mimo jiné předmětem zájmu biotechnologické postupy využívající mikrobiální buňky/lyzáty nebo rostlinné tkáně a extrakty, a to zejména vzhledem ke skutečnosti, že tento přístup umožňuje modifikace velikostí a tvaru produkovaných nanočástic a poskytuje možnosti jejich cílené povrchové úpravy (funkcionalizace). Nedílnou součástí práce bude charakteristika chemických a biochemických vlastností s důrazem na biologickou aktivitu připravených nanočástic.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biotechnologie, FPBT, VŠCHT Praha

Biostimulanty a biopesticidy na bázi mikroorganismů a/nebo jejich produktů pro udržitelné zemědělství

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Martin Halecký, Ph.D.

Anotace


Pro maximalizaci výnosu plodin je často používána celá řada drahých agrochemikálií syntetického původu, které představují zátěž pro životní prostředí. Jako alternativu lze využít biostimulanty a/nebo biopesticidy, které představují velmi rozmanitou skupinu látek odvozených z různých přírodních zdrojů. Ovlivňují vitalitu a obranyschopnost rostlin vůči abiotickým (UV, sucho, nedostatek živin, salinita, osmotický a oxidační stres) a biotickým stresorům (fytopatogenní mikroorganismy a škodlivý hmyz). Výzkum je založen na testování mikroorganismů a/nebo jejich produktů (VOCs, enzymy a proteiny) s potenciálem využití jako základu biopesticidu/biostimulantu. Pro sledování účinků připravených biopesticidů/biostimulantů na rostliny budou používány především moderní, nedestruktivní, metody, které umožňují dlouhodobé sledování zdravotního stravu rostlin (spektrální analýza) a hmoty rostlinné biomasy a rostlinnou fyziologii (fotogrammetrie a laserové 3D skenování). Pro detailnější analýzu účinku mohou být použity (destruktivní) analytické metody jako GC-MS a HPLC-MS/MS (stanovení fytoalexinů a fytohormonů, VOCs). Vybrané mikroorganismy budou podrobně charakterizovány pomocí analýzy genomu, biostatistiky a finálního potvrzení produkce predikovaných biologicky aktivních molekul (GC-MS, HPLC-MS/MS, analýza enzymové aktivity, gelová elektroforéza & MALDI-TOF MS). Komplexní přístup bude završen formulací biopřípravku.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biotechnologie, FPBT, VŠCHT Praha

Biotechnologická upcyklace vedlejších produktů ze zemědělsko-potravinářského sektoru

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Barbora Branská, Ph.D.

Anotace


Upcyklace je proces přeměny vedlejších surovin na materiály s vyšší přidanou hodnotou. Zemědělsko-potravinářský sektor generuje celou řadu vedlejších produktů, které představují cenný materiál pro následné biotechnologické využití, zejména díky vysokému obsahu organicky vázaného uhlíku a dusíku, které mohou sloužit jako zdroj živin a energie pro růst mikroorganismů a syntézu cenných látek. Využitelné složky jsou ale často součástí rigidních polymerů a je nutné je nejprve zpřístupnit. K tomu slouží řada fyzikálních, chemických i biologických metod, přičemž výběr vhodné metodiky zásadně ovlivňuje účinnost konverze původního materiálu, výtěžnost utilizovatelných složek a tvorbu nežádoucích inhibitorů. Pro následný biotechnologický proces musí být optimalizováno zastoupení různě zpracovaných odpadů s ohledem na požadavky producenta, ale také metodika vedení a řízení bioprocesu. Nedílnou součástí je také výběr vhodných produkčních kmenů a jejich adaptace, pochopení mechanismů negativního působení inhibitorů a mapování důsledků pro produkční a výtěžnostní parametry procesů. Předmětem této práce bude vývoj postupů zpracování vedlejších proudů ze zemědělství a potravinářství pro biotechnologické procesy s důrazem na maximální konverzi využitelných složek při minimální tvorbě inhibitorů a minimalizaci energetických a materiálových vstupů. Současně bude řešena vhodnost zpracovaných surovin pro vybrané skupiny mikroorganismů s ohledem na jejich nutriční požadavky, a bude studován mechanismus inhibičního účinku. Pro vhodné kombinace zpracovaných odpadů a produkční organismy budou optimalizovány biotechnologické postupy pro produkci specializovaných bakteriálních preparátů a primárních metabolitů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biotechnologie, FPBT, VŠCHT Praha

Degradace bakteriálních signálních molekul prostřednictvím Ntn-serinových hydroláz navržených racionálním inženýrstvím jako nový antibakteriální přístup

Garantující pracoviště: Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.
Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Irena Jarošová, Ph.D.

Anotace


Předpokládá se, že rostoucí antibiotická rezistence vyústí globálně v roce 2050 k 10 milionům úmrtí ročně. Cílený návrh quorum-quenching (QQ) enzymů, negativně ovlivňujících komunikační proces u gram-negativních bakterií vedoucí k tvorbě biofilmu, tzv. quorum sensing (QS) proces, představuje chytrou strategii, jak s touto hrozbou bojovat. Proteinovým selektivním inženýrstvím navržené, a na míru šité, mutantní varianty biotechnologicky dobře zavedené penicilin-G-acylázy z E. coli (ecPGA) budou v tomto projektu použity pro vývoj metodiky jejich účinné imobilizace na biodegradovatelný nanonosič v kombinaci s biologicky produkovanými nanočásticemi zlata (BAuNP). Účinnost takto navržené strategie bude testována na vývoji a maturaci biofilmu u významných gram-negativních patogenů Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae and Burkholderia cenocepaceae. 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 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biotechnologie, FPBT, VŠCHT Praha

Hodnocení účinku sekundárních metabolitů houby Monascus na gram pozitivní sporotvorné bakterie

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

Anotace


Podstatou práce bude shromáždění různých typů sekundárních metabolitů, zejména pigmentů, tvořených různými hub 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biotechnologie, FPBT, VŠCHT Praha

Interakce biologicky aktivních látek a zástupců mikroorganismů gastrointestinálního traktu

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Olga Maťátková, Ph.D.

Anotace


Práce bude zaměřena na identifikaci a charakterizaci biologicky aktivních přírodních látek získaných např. ze zpracování vinařských odpadů (matoliny, třapiny, letorosty Vitis vinifera) a zjištění jejich vlivu na růst zástupců mikroorganismů trávicího traktu. Budou sledováni zástupci jak probiotických mikroorganismů (Lactobacillus, Bifidobacterium) tak zástupci oportunních patogenů a to jak ve formě suspenzního růstu tak jejich schopnost adheze a tvorby biofilmů. Interakce biologicky aktivních látek a mikroorganismů budou sledovány jak na úrovni potenciálu podpory či inhibice růstu tak na úrovni interakcí v biofilmu včetně produkce faktorů virulence u oportunních patogenů včetně sledování potenciálu synergického působení s antibiotiky.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biotechnologie, FPBT, VŠCHT Praha

Možnosti eliminace vláknitých hub netermálním plazmatem

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Irena Jarošová, Ph.D.

Anotace


Plísňová kontaminace představuje problém v průmyslových odvětvích, zejména v potravinářském, zdravotnickém a klinickém sektoru, a to kvůli pozoruhodné odolnosti plísní vůči konvenčním metodám kontroly. Mezi zvláště problematické kontaminanty patří zástupci rodů Alternaria, Aspergillus a Fusarium. Novou a účinnou možností v kontrole a odstraňování plísňových kontaminací je využití netermálního plasmatu. Existují různé typy generátorů netermálního plasmatu, např. korónový výboj nebo přechodová jiskra, které se liší např. množstvím energie dodané do výboje. Netermální plasma inhibuje mikroorganismy tvorbou reaktivních forem kyslíku a dusíku. Mikroskopické houby jsou obtížně odstranitelné díky různým formám životního cyklu a spory jsou z těchto forem nejodolnější. Cílem práce je porovnání různých forem netermálního plazmatu v účinnosti eliminace vláknitých mikroorganismů, jejich vliv na metabolickou aktivitu vláknitých hub a morfologické změny ve struktuře spor a biofilmu. Dále vliv délky expozice a množství živin na regenerační schopnost spor a biofilmů a tvorbu mykotoxinů. Budou využity zobrazovací metody SEM, TEM a holotomografický mikroskop, dále možnost využití cytometru pro sledování změn a účinnosti netermálního plazmatu na spory. Bude testováno využití netermálního plazmatu pro různé typy povrchů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biotechnologie, FPBT, VŠCHT Praha

Nanokompozity s vysokou aktivitou vůči pathogenním mikroorganismům

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Ing. Jan Masák, CSc.

Anotace


Nanočástice a další nanostruktury často disponují vysokou biologickou aktivitou. Biologická aktivita je v tomto případě výsledkem souboru charakteristických vlastností těchto struktur, jako je jejich tvar a velikost a dále chemické složení. Původně převažující studium biologických aktivit nanočástic kovů a jejich oxidů se přesouvá ke kompozitním nanočásticím tvořeným například různými polymery a kovy. Prostorové uspořádání těchto kompozitů bývá často klíčové. Tématem disertační práce je nalezení vhodných postupů, s důrazem na "zelenou synthesu", pro přípravu nanokompozizů na bázi přírodních polymerů, jako například chitosanu a ligninu v kombinaci s různými kovy. Cílem bude získání nanostruktur s vysokou antimikrobní aktivitou využitelnou zejména v medicíně a příbuzných oborech.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biotechnologie, FPBT, VŠCHT Praha

Použití enzymů pro syntézu a recyklaci udržitelných polyuretanů

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Martin Halecký, Ph.D.

Anotace


Výzkum je realizován ve spolupráci s Ústavem makromolekulární chemie AV ČR, v.v.i, Praha a Gdaňsk University of Technology, Polsko a podpořen LA GAČR projektem. Práce je zaměřena na využití enzymů pro syntézu a recyklaci polyuretanových materiálů, tedy využití konceptů jako „Green chemistry“, „Cradle-to-grave“ a „Cradle-to-cradle”. Enzymové syntézy a recyklace jsou hodnoceny a porovnávány s chemickými a fyzikálními přístupy našich výzkumných partnerů. Polyuretanové materiály jsou navrhovány tak aby se docílilo specifické struktury a hustoty polymeru, vhodných vlastností povrchu (hydrofobita, náboj) a hydrolytické degradovatelnosti s maximem využití přírodních a/nebo obnovitelných monomerů. Výzkum zahrnuje práci s mikroorganismy a enzymy, jejich charakterizaci a použití v různých částech životního cyklu polyuretanových materiálů. Spolu s biologickými metodami je pro hodnocení polyuretanů používána široká škála analytických metod: FTIR a Ramanova spektroskopie, SEM (narušení struktury materiálu), MALDI-TOF, NMR, HPLC-UV/RI, HPLC-MS/MS a GC-MS (fragmentace), OxiTop (asimilace) a zeta potenciál, kontaktní úhel a obrazová analýza (vlastnosti povrchu a interakce s mikroorganismy a enzymy). V případě zájmu je možné i zapojení do výzkumu chemické syntézy a degradace polymerů na Ústavu makromolekulární chemie, tedy multioborový přístup k řešení dizertační práce.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biotechnologie, FPBT, VŠCHT Praha

Symbiotické působení bakteriofágů a rostlinných extraktů pro zdravý mikrobiom

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Irena Jarošová, Ph.D.

Anotace


Střevní mikrobiom hraje zásadní roli pro lidské zdraví a jeho dysbióza je příčinou mnoha chorob. V důsledku narušení přirozené střevní mikroflóry vzniká prostor pro kolonizaci (potencionálně) patogenními kmeny např.: Streptococcus, E. coli, Staphylococcus, Klebsiella pneumoniae, Salmonella, Bacteroides atd., které byly v roce 2017 označeny Světovou zdravotnickou organizací jako prioritní patogeny představující největší hrozbu pro lidské zdraví. K léčbě střevní dysbiózy jsou často využívána širokospektrá antibiotika, s čímž je spojena řada negativních aspektů. Mezi vhodné alternativy patří např. využití bakteriofágů nebo rostlinných extraktů s antimikrobiálními účinky. Jako optimální cesta se jeví kombinace specificky působících fágů s rostlinnými extrakty, u nichž byl popsán antibakteriální účinek proti kvasinkám a některým druhům bakterií. V rámci projektu bude testována účinnost fágů na nežádoucí bakterie (např. rody Klebsiella, Pseudomonas, Staphylococcus, E. coli) a účinnost antimikrobiálních extraktů získaných z rostlinných odpadů, které budou cíleně působit na bakterie a kvasinky způsobující dysbiózy střev. Výsledkem bude kombinovaný preparát, který bude podporovat růst přirozené střevní mikroflóry (rostlinný extrakt) a zároveň inhibovat růst nežádoucích kvasinek a bakterií.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biotechnologie, FPBT, VŠCHT Praha

Využití nových extrémofilních bakteriálních izolátů z radonových pramenů v biotechnologiích

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Irena Jarošová, Ph.D.

Anotace


Ekosystém přírodních pramenů je nevyčerpatelný biosystém s vysokým počtem extremofilních bakterií. Tyto mikroorganismy jsou schopny existovat a růst i v extrémních podmínkách, jako je nízká dostupnost organických substrátů nebo přítomnost toxických látek, jako jsou těžké kovy nebo radionuklidy. Mikroorganismy nalezené v těchto lokalitách jsou účinně adaptovány na to, aby se vypořádaly s mnoha extrémními environmentálními zátěžemi a překonaly nehostinné životní prostředí. Tyto adaptace zahrnují výrazné změny v metabolických procesch, biologických funkcích, ale i změny v genomu a transkriptomu. Mezi extremofilními mikroorganismy byla dosud největší pozornost věnována termofilům. Podrobně jsou studovány jejich mechanismy adaptace, zejména jejich enzymy, které se používají v průmyslových a biotechnologických aplikacích. Extremofilové z prostředí radonových pramenů nepochybně produkují enzymy s unikátními vlastnostmi, které mohou být vhodné pro biotechnologické procesy probíhající v širokém rozsahu podmínek a teplot i další průmyslově využitelné sloučeniny. V disertační práci budou hledány kultivační podmínky pro maximalizaci tvorby vybraných mastných kyselin využitelných v biotechnologiích, budou hledány enzymatické dráhy pro tvorbu biotechnologicky využitelných enzymů. Vybrané mastné kyseliny budou izolovány, purifikovány a testovány pro využití v kosmetice a potravinářství.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biotechnologie, FPBT, VŠCHT Praha

Využití obilných extrudovaných výrobků jako náhrady sladu

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Ing. Pavel Dostálek, CSc.

Anotace


V České republice je v současné době velký tlak na ekonomiku výroby. Jedním z největších nákladů je cena sladu. Protože je maximální snaha zachovat kvalitu finálního výrobku při snížení výrobních nákladů, je nutné v pivovarech vybrat takové technologie, které by toto splňovaly. V této práci budou odzkoušeny různé způsoby extruze z různých obilovin a vzniklý produkt bude použit pro srovnávací várky s celosladovými a bude provedeno hodnocení, jestli je možné tuto technologii využít a v jakém rozsahu.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biotechnologie, FPBT, VŠCHT Praha

Vývoj biopesticidů na bázi mikrobiálních i rostlinných biologických aktivních látek

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Olga Maťátková, Ph.D.

Anotace


Tato práce se bude zabývat vývojem biopesticidů, které využívají biologické aktivní látky jak z mikrobiálního, tak z rostlinného původu. Cílem je zhodnotit potenciál těchto látek pro ochranu rostlin, zvláště zemědělských plodin a kontrolu výskytu nežádoucích organismů. Práce se zaměří na identifikaci vhodných mikroorganismů a rostlinných extraktů, zkoumání jejich bioaktivit a následným studiem aplikačních formulací s maximální účinností. Pozornost bude věnována zvláště vývoji biopesticidů s minimálními vedlejšími účinky na ekosystémy a životní prostředí.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav biotechnologie, FPBT, VŠCHT Praha

Ústav energetiky

Chování konstrukčních materiálů v prostředí CO2.

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

Anotace


Cílem disertační práce bude zjistit vliv vysokoteplotního oxidu uhličitého na korozní odolnost konstrukčních materiálů. Zkoumanými materiály budou vzhledem k vysokým expozičním teplotám především niklové slitiny. V druhé fázi výzkumu bude kromě vlivu čistého CO2 zkoumán také vliv nečistot a vlhkosti. Struktura a složení povrchových vrstev bude studována převážně pomocí skenovací elektronové a rentgenové fotoelektronové spektroskopie. Získané poznatky mohou být aplikovatelné při budoucím výzkumu a vývoji pokročilých jaderných reaktorů a CCS technologiích.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav energetiky, FTOP, VŠCHT Praha

Korozní praskání nízkolegovaných ocelí

Garantující pracoviště: Ústav energetiky
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. RNDr. Petr Sajdl, CSc.

Anotace


Korozní praskání produktovodů se ukazuje v poslední době jako závažný problém průmyslové infrastruktury. Řada těchto produktovodů je provozována desítky let a kromě korozního napadení z vnější strany, které je co do počtu případů dominantní, dochází i ke koroznímu poškození z vnitřní strany, typickým případem je korozní praskání vyskytující se pod úsadami. Cílem práce je detailní poznání podmínek, za kterých dochází k rozvoji korozního praskání na vnitřních stěnách produktovodů, zejména půjde o podmínky expozice ve směsi organických látek, případně bude věnována pozornost přítomnosti vodíku obsaženého ve vnitřním prostředí produktovodu. Výstupem testů by mělo být nejen doporučení opatření k prevenci korozního praskání ale i doporučení metodiky testování těchto korozních jevů, které se vyznačují dlouhodobými efekty.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav energetiky, FTOP, VŠCHT Praha

Korozní praskání produktovodů, možnosti predikce a prevence havárií

Garantující pracoviště: Ústav energetiky
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. RNDr. Petr Sajdl, CSc.

Anotace


Cílem práce je vypracování metodiky stanovení pravděpodobnosti výskytu kritické vady na potrubí produktovodu, tj. vady, která může vést v krátkém čase k destrukci stěny, případně k otevření průchozího defektu. Toto téma obsahuje značný díl teoretického výzkumu a případně programátorské práce, protože bude kombinovat znalosti o statistickém rozdělení trhlin, znalosti o rychlosti jejich šíření, znalosti o nedestruktivních defektoskopických metodách a metodiky hodnocení stability trhlin do jednoho modelu, kterého konečným výsledkem bude stanovení pravděpodobnosti výskytu kritické vady v posuzovaném úseku produktovodu v daném časovém období. Experimentální část bude sloužit k podpoře vytváření tohoto modelu. Dále bude předmětem práce posouzení možností rozšíření aplikace tohoto modelu i na jiné potrubní systémy než produktovody.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav energetiky, FTOP, VŠCHT Praha

Možnosti kontinuálních měření korozní rychlosti in-situ a korozního monitoringu v prostředí energetických okruhů

Garantující pracoviště: Ústav energetiky
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Jan Macák, CSc.

Anotace


Snaha o zvýšení tepelné účinnosti současných energetických cyklů vede ke zvyšování parametrů vody jako pracovního media. Prostředky ke stanovení korozní agresivity vysokoteplotního vodného prostředí spočívají dosud převážně na expozičních testech, využívajících metodu stanovení změn hmotnosti. Tato data jsou většinou zatížena řadou chyb (rozpouštění oxidu, depozice z prostředí atd.). V rámci práce bude vyvíjen a testován systém, umožňující stanovení okamžité korozní rychlosti. Měřící systém bude využívat měření elektrochemické impedanční spektroskopie a elektrochemického šumu.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav energetiky, FTOP, VŠCHT Praha

Selektivní odstraňování aniontů z kontaminovaných vod

Garantující pracoviště: Ústav energetiky
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Dr. Ing. Helena Parschová

Anotace


Práce se bude zabývat selektivní sorpcí aniontů (např. F-, NO3-, Br-, PO43-, CrO42-) z vodných roztoků pomocí standardních anexů, selektivních sorbentů a anorganických sorbentů. Za účelem nalezení vhodných podmínek pro odstranění těchto aniontů budou provedeny rovnovážné vsádkové pokusy a kolonové dynamické pokusy. V rámci výzkumu bude zkoumán vliv doprovodných aniontů, vstupní hodnoty pH a specifického zatížení na sorpční účinnost sledovaných sorbentů. Cílem doktorské práce bude nalézt vhodné sorbenty pro selektivní odstraňování daných aniontů a určit optimální pracovní podmínky těchto sorbentů jak pro sorpci daných aniontů, tak i pro jejich desorpci ze sorbentů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav energetiky, FTOP, VŠCHT Praha

Studium koroze materiálů pro vysokoteplotní energetické aplikace

Garantující pracoviště: Ústav energetiky
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. RNDr. Petr Sajdl, CSc.

Anotace


V rámci snah o zvyšování účinnosti energetických zařízení se zvyšují parametry parovodních systémů, počítá se se širším využíváním superkritických podmínek jak v v budoucích jaderných blocích tak i v klasických. V této souvislosti jsou důležité poznatky o charakteru povrchů konstrukčních materiálů. Výzkum se bude zabývat charakterem vrstev vznikajících na površích ocelí a niklových slitin při expozici ve vodě za superkritických podmínek. Průběh dosažení těchto podmínek se může značně lišit a podle toho se budou lišit i charakteristiky vzniklých vrstev. Stejným způsobem může mít vliv i způsob ukončení expozice v superkritických podmínkách. Předmětem studia budou i vlivy dalších parametrů expozic, tj. zejména vliv teploty a množství rozpuštěných plynů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav energetiky, FTOP, VŠCHT Praha

Vlastnosti 3D tištěných kovových komponent pro jaderné elektrárny

Garantující pracoviště: Ústav energetiky
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. RNDr. Petr Sajdl, CSc.

Anotace


3D tištěné kovové komponenty technických zařízení nacházejí stále širší uplatnění i v náročných provozních podmínkách. Z tohoto důvodu je třeba znát jejich vlastnosti v oblastech rozhodujících o jejich životnosti, tj. korozní odolnosti, odolnosti vůči koroznímu praskání a korozní únavě a to vše za podmínek provozu, případně jim blízkých. Náplní studia bude poznání těchto vlastností ve vazbě na specifickou strukturu 3D tištěných dílů. K tomu účelu budou používány příslušné experimentální metody tj. zejména elektrochemické testy, testy šíření korozních trhlin a korozně únavových trhlin, zkoušky mechanických vlastností. Souvislost těchto vlastností se strukturou a chemickým složením bude ověřována pomocí standartních analytických metod. Přínosem této práce bude soubor informací pro konstruktéry o využitelnosti 3D tištěných kovových komponent v oblasti jaderné energetiky na současných jednotkách generace III+, případně i na některých typech reaktorů vyvíjených v rámci prací na IV. generaci reaktorů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav energetiky, FTOP, VŠCHT Praha

Využití kontinuální iontové chromatografie pro získávání strategických kovů

Garantující pracoviště: Ústav energetiky
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav energetiky, FTOP, VŠCHT Praha

Využití technologií akumulace energie pro optimalizaci provozů CZT a jejich dekarbonizaci

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

Anotace


Disertační práce se zaměřuje na problematiku využití technologií akumulace energie s cílem optimalizovat provoz centrálních zdrojů tepla (CZT) a přispět k jejich dekarbonizaci. CZT hrají klíčovou roli v českém energetickém sektoru, jelikož poskytují teplou vodu pro vytápění, připravují teplou užitkovou vodu pro obyvatele měst a technologickou páru pro průmyslové podniky. Subjekty provozující CZT čelí závažným výzvám týkající se udržitelnosti, související se zákonnými povinnostmi na snižování emisí zákonně monitorovaných polutantů, stupňujícími se finančními výdaji za produkci skleníkových plynů a ekonomickým tlakům na zvyšování energetické efektivity s ohledem na růst ceny paliv. Cílem disertační práce je provést komplexní analýzu současného stavu CZT v České republice, identifikovat vhodné technologie akumulace energie, zahrnující jak krátkodobé, tak i možnost dlouhodobého (sezonního) řešení, a navrhnout integrovaný přístup pro jejich využití v provozu CZT s důrazem na optimalizaci provozu a snižování emisí zákonem sledovaných polutantů a skleníkových plynů. Metodologie disertační práce bude spočívat v kombinaci literární rešerše a analýzy dostupných dat, což umožní zhodnocení dopadu technologií akumulace energie na provoz CZT. Očekávanými výstupy z tohoto výzkumu budou konkrétní návrhy a doporučení pro implementaci technologií akumulace energie do stávajících CZT, analýza ekonomických a environmentálních aspektů těchto opatření a vyhodnocení jejich přínosů pro dekarbonizaci CZT a snižování emisí zákonem sledovaných polutantů a skleníkových plynů. Výsledky disertační práce budou mít praktické využití, a to pro průmyslové partnery, kteří jsou aktivní v oblasti CZT v České republice. Cílem je poskytnout konkrétní podněty, které budou sloužit k optimalizaci a transformaci CZT, a tím přispět k řešení aktuální energetické krize a potřebě dekarbonizace v energetickém sektoru.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav energetiky, FTOP, VŠCHT Praha

Ústav experimentální medicíny AV ČR, v. v. i.

Molekulární mechanismy odpovědi na environmentální stres v modelových buněčných systémech

Garantující pracoviště: Ústav informatiky a chemie
Ústav experimentální medicíny AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: RNDr. Pavel Rössner, Ph.D.

Anotace


Znečištění životního prostředí představuje celosvětový problém ovlivňující zdraví většiny obyvatelstva. Pro účinnou ochranu před negativními zdravotními dopady environmentálního znečištění je třeba detailně pochopit molekulární mechanismy vlivy polutantů na organismus. Cílem disertační práce bude vyhodnotit dopad znečištění ovzduší na celogenomovou expresi mRNA a epigenetické mechanismy (exprese miRNA, metylace DNA) v modelových lidských buněčných systémech v podmínkách in vitro. Modely plicní tkáně a nosní sliznice budou vystaveny vnějšímu ovzduší v lokalitách s různou mírou environmentálního znečištění a následně bude provedena detailní analýza mRNA expresních profilů a epigenetických změn. Práce by měla přispět k vytvoření detailního modelu popisujícího na molekulární úrovni reakce organismu na přítomnost polutantů v ovzduší.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav experimentální medicíny AV ČR, v. v. i.

Ústav fyzikální chemie

Ab initio modelování ultrarychlých dějů iniciovaných RTG zářením

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: RNDr. Eva Muchová, Ph.D.

Anotace


Rentgenová spektroskopie je mocným a bezprecedentním nástrojem pro zkoumání nejrůznějších jevů. Díky vysoké citlivosti kombinované se selektivitou vůči jednotlivým atomům poskytují rentgenové spektroskopie ideální možnost, jak studovat chemické prostředí v molekulách a v komplexních prostředích, i jak přímo studovat související jevy, jako je konjugace nebo aromaticita, nebo jak iniciovat různé ultrarychlé procesy. Nedávné experimenty v plynné fázi prováděné v rezonanci (rezonanční Augerova spektroskopie) otevřely novou cestu pro komplexní popis molekulární elektronické struktury a ultrarychlé dynamiky ve vysoce excitovaných stavech, kterou je jinak obtížné interpretovat jinými metodami. Experimenty v kapalné fázi poskytují jedinečnou možnost přístupu k různým vazebným vzorcům nebo identifikaci relaxačních procesů v kondenzovaných systémech. Experimenty nicméně potřebují teoretickou podporu pro detailní pochopení charakteru ultrarychlých procesů a související dynamiky. Teoretická práce bude vyžadovat využití nestandardních metod kvantové chemie a vývoj nových přístupů a protokolů pro studované systémy.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Automatizované studium mechanismů fotochemických reakcí

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. RNDr. Bc. Petr Slavíček, Ph.D.

Anotace


Dizertační práce bude zaměřena na studium mechanismů reakcí v základním i v excitovaných stavech, s využitím ab initio technik a technik ab initio molekulové dynamiky. Očekává se vývoj nových výpočetních technik zaměřených na automatické vyhledávání klíčových aspektů reakčních mechanismů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Dynamika v excitovaných stavech s využítím statistických přístupů

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. RNDr. Bc. Petr Slavíček, Ph.D.

Anotace


Práce se bude zaměřovat na využití moderních přístupů datové analýzy pro urychlení dynamických výpočtů v excitovaných stavech. Techniky budou využity pro modelování statických i časově-rozlišených spekter.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Fotochemické děje v astrochemii

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. RNDr. Bc. Petr Slavíček, Ph.D.

Anotace


Práce bude zaměřena na děje vyvolané v astrochemicky významných molekulách a systémech zářením o různé vlnové délce. Pozornost bude věnována zajména ledovým částicím a roli vysoko-energetického záření. Více informaci viz http://photox.vscht.cz.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Glycerorové dendrimery pro zapouzdření účinných složek: fyzikálně-chemický pohled

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace: ( 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 enkapsulovaných 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Molekulární simulace atmosférických aerosolů

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. RNDr. Bc. Petr Slavíček, Ph.D.

Anotace


Atmosféra země představuje unikátní chemický reaktor, ve kterém mimořádnou roli hrají jak fotochemické reakce, tak reakce heterogenní. Obsahem navrhované dizertační práce je teoretické modelování chemických a zejména fotochemických procesů ve stratosféře a v troposféře s použitím celého arzenálu teoretických metod. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Molekulové simulace rozhraní elektrody a elektrolytu

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. RNDr. Bc. Petr Slavíček, Ph.D.

Anotace


Práce se zaměří na teoretické studium rozhranní mezi elektrodovým materiálem a elektrolyty. Součástí bude také studium extrémně koncentrovaných elektrolytů, zejména v kontextu nových zdrojů elektrické energie. Budou využity techniky kvantové chemie a statistické mechaniky. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Racionální návrh systémů pro dodávání léčiv: Od <i>in silico</i> predikce kompatibility komponent po přípravu a charakterizaci

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

Anotace


Náplní disertační práce bude prozkoumat současné možnosti in silico přístupů jako nástrojů pro návrh systémů pro dodávání léčiv a vyvinout vlastní výpočetní metodologii, která umožní racionální selekci optimálních polymerních nosičů pro daná léčiva a optimalizaci vlastností navrhovaných lékových formulací.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Separace enantiomerů pomocí membránových procesů

Garantující pracoviště: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Doc. Ing. Pavel Izák, Ph.D., DSc.

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 membrán a separačních technik pro selektivní separaci enantiomerů z racemických směsí s praktickými aplikacemi, především ve farmaceutickém, potravinářském nebo agrochemického průmyslu. U doktoranta 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Separace směsí plynů pomocí membránových procesů

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Doc. Ing. Pavel Izák, Ph.D., DSc.

Anotace


Cílem disertační práce je čištění kouřovodů a dalších technických plynů efektivním využitím membrán k odstranění kyselých polutantů, jako jsou CO2, SO2 a vodní páry. Odstranění všech těchto sloučenin ze vzduchu v jednom kroku membránovou technologií je jedinečný a prospěšný úkol. Doktorská práce se zaměří na vývoj nových membrán a separačních technik pro selektivní separaci polutantů ze vzduchu s praktickými aplikacemi, zejména v ochraně životního prostředí. U doktoranda 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Sorpce binárních plynných a parních směsí - rozvoj experimentálních metod a modelů

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

Anotace


Předmětem doktorské práce je experimentální studium sorpce průmyslově relevantních plynných a parních směsí v polymerech a anorganických sorbentech. Příkladem relevantních směsí jsou směsi látek obtížně destilativně dělitelných, například látek blízkovroucích (např. propan a propen) nebo tvořících azeotropy (např. alkohol-ester, alkohol-uhlovodík). Téma skýtá možnost rozvoje experimentálních technik pro studium sorpce v termodynamicky nerovnovážných (sklovitých) systémech, kterými disponuje nemnoho laboratoří na světě, a tím získání cenných dat pro rozvoj prediktivních a korelativních modelů. Ambicí tématu je přispět k fundamentální a stále aktuální otázce, jestli základním mechanismem sorpce v polymerech je absorpce nebo adsorpce, zobecňování modelů na multikomponentí systémy a současný popis měřených vlatností (sorpce, mechanické charakteristiky, atd.). Mimo standardní přístupy založené na empirických rovnicích lze sorpční data plynných směsí v sorbentech interpretovat prostřednictvím statisticko-termodynamických modelů odvozených z interakcí na mikroskopické úrovni. V tomto kontextu jsou perspektivními zejména modely založené na Kirkoodově-Buffově teorii a konceptu preferenční vazby.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Stanovení tlaku nasycených par vysokovroucích látek významných z hlediska životního protředí

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Termodynamická studie biopaliv s nízkými dopady na životní prostředí

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Tvorba oblačných kapek v nenasycené a přesycené vodní páře

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Vladimír Ždímal, Dr.

Anotace


Hygroskopicita aerosolových částic má rozhodující vliv na dynamiku oblaků a srážek a tím nepřímo ovlivňuje intenzitu radiačních toků. Zároveň má klíčový vliv na depozici inhalovaných aerosolových částic v dýchacím ústrojí člověka a tedy na zdravotní účinky aerosolu. Proto je studium hygroskopicity důležitým směrem aerosolového výzkumu. Některé částice rostou i v oblasti nenasycené vodní páry a mohou výrazně přispívat k rovnoměrnému vzniku oblaků. V přesycené vodní páře je vznik oblačných kapek na částicích mnohem pravděpodobnější, a to i v případě, že částice nejsou ve vodě snadno rozpustné. Na oba tyto mechanizmy se zaměříme při studiu hygroskopicity atmosférického aerosolu pomocí kombinace zvlhčovacího tandemového diferenciálního analyzátoru pohyblivosti částic HTDMA a čítače zárodků oblačných kapek CCNC. 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Ústav fyziky a měřicí techniky

Detekce uvolňovaných plynů jako včasný markant poruchy Li-iontové baterie

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

Anotace


Provoz lithiových baterií (Lithium-ion batteries – LIB) je v obecné rovině vždy spojený s rizikem vzniku řetězce událostí, které se označují jako tzv. "thermal runaway of batteries". Ve zjednodušené podobě může dojít k tomu, že zkrat uvnitř baterie způsobí lokální přehřátí, čímž dojde k porušení elektrické izolace, dalšímu nárůstu teploty a vývoji výbušných nebo toxických plynů, jejich úniku do okolí spojeného s nebezpečím požáru nebo exploze. Ukazuje se všek, že pokud se zaměříme na detekci nízkých koncentrací uvolňovaných plynů, získáme spolehlivý a používaný indikátor poškození baterie, který lze využít pro systémy včasného varování. Plyny, které se uvolňují při havarijních stavech z LIB, byly identifikovány jako CO2, CO, H2 a CH4. V rámci řešení disertační práce bude student navozovat podmínky, které nastávají při poškození LIB, a zaměří se na vývoj senzorů (především chemirezistorů), umožňujících detekovat výše zmíněné plynné markanty.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha

Měření fyzikálních a chemických charakteristik koronových výbojů s ohledem na vybrané biologické aplikace

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

Anotace


Cílem práce je intenzifikace vybraných vlastností stávajících netermálních zejména koronových výbojů s ohledem na možnost jejich použití pro účely dekontaminace povrchů a jiných biologických aplikací. Intenzifikací se rozumí dosažení vyšších výkonů výbojů, popřípadě dosažení kvalitativní změny v jejich režimu bez nežádoucích jevů, jakými jsou přechod do jiskry nebo do oblouku, nadměrný ohřev v oblasti výboje atd. Modifikace (intenzifikace) může být obecně provedena například zařazením vhodného prvku do elektrického obvodu výboje, změnou geometrie elektrod, změnou charakteru napájecího napětí výboje nebo ovlivňováním již vytvořeného plazmatu mezi elektrodami výboje. Poslední možnost zahrnuje například dodatečné přivádění proudícího plynu do prostoru mezi elektrodami, působení elektromagnetického pole či ultrazvuku na plazma, atd. Intenzifikovaný výboj bude poté testován z hlediska různých biologických aplikací.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha

Multivariabilní chemické senzory plynů

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Bc. Michal Novotný, Ph.D.

Anotace


Tématem práce je výzkum a vývoj nových typů chemických senzorů plynů – multivariabilních samostatných senzorů využívajících fotoluminiscenci kombinovanou současně s přístupy měření elektrické vodivosti nebo pomocí křemenných krystalových mikrovah (QCM). Snímání s více proměnnými umožní zlepšit selektivitu senzorů, detekční limit a snížit drift vedoucí ke zvýšení jejich celkové přesnosti. Jako luminiscenční citlivé vrstvy mohou být využity anorganické materiály na bázi nanostrukturovaných oxidů kovů dopovaných lanthanoidy (např. SnO2, TiO2, ZnO a WO3) a také organické materiály, např. deriváty porfyrinu. Dopanty vzácných zemin mají vysokou luminiscenční výtěžnost a dlouhou dobu života, což usnadňuje optickou detekci, zejména detekci založenou na době doznívání luminiscence. V přístupu snímání pomocí QCM je výhodné využít vrstvy černých kovů (BM), např. Au, Al, Ag, Pd, Ti, …, které vykazují díky vysoké pórovitosti BM extrémně velkou plochu povrchu, která je mnohem větší než je jeho geometrická plocha. Vrstvy BM zajišťují nižší detekční limit a zvýšení selektivity QCM senzoru při zachování vysoké hodnoty faktoru kvality. QCM těží ze své robustní povahy, dostupnosti a cenově dostupné elektroniky rozhraní. BM je možné využít i v chemirezistorech, kde se nabízí možnost dekorace jejich povrchu pomocí uvedených luminiscenčních vrstev a dalších materiálů (např. 2D nanomateriály). Tenkovrstvé struktury budou připravovány PVD technikami (napařování, magnetronové naprašování, pulzní laserová depozice). Pro modifikaci vlastností struktur bude též zkoumána interakce s intenzivním laserovým zářením. Pro vyhodnocování senzorové odezvy je přínosné využití AI technologií. Funkční vlastnosti senzorů budou optimalizovány na základě charakterizace tenkých vrstev zahrnující optické, strukturní, elektronové strukturní a senzorové vlastnosti. Výsledky budou důležité pro vývoj účinnějších zařízení pro senzory chemických plynů. Zařízení založená na vyvinutých senzorech by mohla poskytnout rychlou a spolehlivou detekci stopových množství chemikálií a výbušnin, což je vysokou prioritou pro bezpečnost, obranu, ochranu kritické infrastruktury, monitorování průmyslových procesů a životního prostředí. Práce bude realizována ve spolupráci s Fyzikálním ústavem AVČR, v.v.i., s možností zapojení do projektu excelentního výzkumu programu OPJAK „Senzory a detektory pro informační společnost budoucnosti“, projektů podporovaných GAČR a TAČR a mezinárodní spolupráce.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha

Studie míry vnitřního uspořádání v kvantově omezených křemíkových nanostrukturách

Garantující pracoviště: Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
Ústav fyziky a měřicí techniky
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: RNDr. Pavel Galář, Ph.D.

Anotace


Nanomateriály se staly neoddiskutovatelnou součástí technologického rozvoje 21. století. Modifikace mechanických, chemických nebo fyzikálních vlastností materiálů vyplývající ze zmenšování jejich velikosti je natolik výrazná, že může hrát zásadní roli ve využitelnosti daných materiálů. Nanomateriálem s vysokým aplikačním potenciálem jsou křemíkové nanostruktury. Ty se vyznačují vysokou schopností vázat atomy lithia, odolností na mechanickému pnutí a vysokou efektivitou generování a přeměny světelné energie. Extrémně malá velikost těchto nanomateriáů (v řádu několika nanometrů) je na jednu stranu užitečná jako mechanismus ladění vlastností. Na druhou stranu to však ztěžuje jejich strukturní charakterizaci. Teoreticky může nanočástice existovat ve velkém počtu strukturních variací s různými povrchovými fazetami, nebo může být dokonce částečně nebo zcela amorfní bez přítomnosti dalekodosahového uspořádání. Struktura nanočástic budou nevyhnutelně ovlivňovat nejen fyzikální, ale možná i jejich chemické vlastnosti. V praxi lze ke studiu struktury materiálů použít hned několik metod, například rentgenovou difrakci (XRD), Ramanovu spektroskopii nebo elektronovou mikroskopii (TEM). Aplikovatelnost těchto metod je na takto malé objekty však značně omezená z důvodů velkého povrchu a absence dalekodosahového uspořádání. Zejména u křemíkových nanočástic se ukázalo, že i tak dobře zavedené metody, jako je XRD a TEM, vedou k protichůdným výsledkům, což vyvolává zásadní otázky o skutečném strukturním uspořádání v tak malých objektech. Cílem této práce tedy bude syntéza a následná charakterizace křemíkových nanostruktur o různé velikosti a vnitřní struktuře. Syntéza nanočástic bude probíhat převážně pomocí technnologie využívající netermálního plasmatu. Po syntéze budou nanostruktury strukturně charakterizovány a charakterizační metody budou posouzeny s ohledem na snadnost jejich aplikace, přesnost a možná omezení. Tímto způsobem budou vyráběny nanočástice o požadované vnitřní struktuře a jejich charakterizací budou zodpovězeny otázky nejen o jejich reálné struktuře, ale i rozsah strukturních variant, kterých lze danou syntetizační metodou dosáhnout.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha

Transport nosičů náboje v nanostrukturovaných a nanokompozitních materiálech

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha

Využití aerogelů pro senzory plynů

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha

Zpracování signálů chemických senzorů pomocí algoritmů umělé inteligence

Garantující pracoviště: Ústav fyziky a měřicí techniky
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyziky a měřicí techniky, FCHI, VŠCHT Praha

Ústav chemického inženýrství

Absorpce CO2. Optimalizace průmyslového provozu.

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Diagnostika dvoufázového toku v mikrokanálech

Garantující pracoviště: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( 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).
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Dynamické chování polydisperzních granulárních materiálů během procesu míchání

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

Anotace


Tento doktorandský projekt se zaměřuje na zkoumání komplexní dynamiky polydisperzních granulárních systémů při procesu míchání. Důraz je kladen na odhalení mechanismů, které řídí jak sjednocující homogenizační tendence, tak segregační sklony částic v těchto systémech, a na předpověď jejich společného dopadu na chování systému. Výzkum bude tvořen zejména numerickými simulacemi metodou diskrétních prvků, které jsou užitečné pro objasnění dynamiky granulárních materiálů za různých podmínek míchání. K ověření simulací budou použita experimentální měření, čímž dojde k propojení teoretických modelů s chováním v reálném světě. Očekává se, že výsledky tohoto výzkumu budou mít významné využití v chemickém a farmaceutickém průmyslu. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, matematickém modelovaní, počítačových vědách; • ochota učit se nové věci; • schopnost týmové práce.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Dynamika bublin ve vodných roztocích organických sloučenin s vodíkovými vazbami

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Dr. Ing. Pavlína Basařová

Anotace


Vodné roztoky jednoduchých alkoholů (C1-C3) vykazují anomální chování, které je dáno vnitřním uspořádáním na molekulární úrovni a které významně ovlivňuje řadu fyzikálních veličin a procesů. Velice zajímavé je i chování bublin, kdy koncentrace alkoholu v roztoku ovlivňuje mobilitu fázového rozhraní. To dále určuje rychlost bublin i transport hmoty. V reálných systémech jsou přítomny další povrchově aktivní látky nebo soli. Cílem této práce je studium těchto systémů na modelovém případě izolované bubliny i shluku bublin v aerované koloně. Výsledkem práce by mělo být zobecnění mechanismu, jak mikrostruktura roztoků ovlivňuje dynamiku bublin. Předpokládá se podíl doktoranda/ky na řešení grantových projektů a aktivní účast na mezinárodních vědeckých konferencích. Práce zahrnuje měření dynamiky bublin pomocí rychloběžné kamery, zpracování obrazu, stavbu menších zařízení pro provádění experimentů a interpretaci získaných výsledků. Požadované vzdělání a schopnosti: VŠ studium chemického inženýrství nebo fyzikální chemie; systematický a tvůrčí přístup k práci a schopnost týmové spolupráce.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Dynamika vícefázových soustav: kapalina-plyn-tuhá fáze

Garantující pracoviště: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Marek Růžička, CSc. DSc.

Anotace


Vícefázové disperzní soustavy se vyskytují všude kolem nás, jak v přírodě, tak v technologiích a průmyslových aplikacích (sedimentace, fluidace, plynokapalinové soustavy - probublávané kolony, flotační systémy, atd.). Díky své složitosti a aplikačnímu potenciálu představují seriózní výzvu pro základní výzkum v oboru vícefázové hydrodynamiky. V této disertační práci budou experimentálně i teoreticky studovány klíčové procesy probíhající v disperzích na malém měřítku (koalescence bublin, kolize bublina-částice v kapalině) a jejich důsledky pro režimy proudění disperzí ve velkém měřítku (probublávané kolony, flotační nádrže, apod.). Získané poznatky budou uplatnitelné v průmyslových aplikacích různého typu (chemický průmysl, ropný, potravinářský, metalurgický, farmaceutický, environmentální, atd.). Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání v oboru chemického inženýrství, nebo strojního inženýrství, nebo matematiky a fyziky, • schopnost a ochota se vzdělávat • kreativní přístup a týmová práce
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Iontový transport v membránových systémech.

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Zdeněk Slouka, Ph.D.

Anotace


Daná práce se zaměří na výzkum v oblasti separace iontových složek z vodných roztoků pomocí selektivních membrán.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Matematické modelování kontinuálně pracujících bioreaktorů a bioseparátorů

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Membránová separace primárních produktů fermentace

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( 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
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Mikrostrukturované katalytické vrstvy pro elektrochemické palivové články

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Ing. Petr Kočí, Ph.D.

Anotace


Práce se věnuje mikrostruktorovaným katalytickým vrstvám s využitím v konvertorech plynných směsí a elektrochemických palivových článcích typu SOFC (palivový článek s elektrolytem tvořeným pevným oxidem). To zahrnuje vývoj vhodných katalytických materiálů pro použití amoniaku jako alternativního paliva k vodíku, a to buď přímo v palivovém článku, nebo po reformingu v katalytickém konvertoru. Téma je řešeno ve spolupráci s National Taipei University of Technology, Taiwan.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Návrhové parametry bioreaktorů - Experimentální studie transportních charakteristik různých typů zařízení

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Numerické simulace interakce fluidní částice s vírovou strukturou

Garantující pracoviště: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v anglickém jazyce )
Školitel: Ing. Mária Zedníková, Ph.D.

Anotace


Fluidní částice (bubliny/kapky) dispergované v kapalině jsou součástí vícefázových systémů, které se vyskytují v řadě průmyslových procesů (aerace, emulzifikace, extrakce, atd.). Pochopení mechanizmu interakce těchto částic s vírovými strukturami vyskytujícími se v kapalině je nezbytné pro modelování a numerické simulace vícefázových systémů. Doktorská práce je zaměřena na numerické simulace interakce fluidní částice (bubliny nebo kapky) s definovaným vírem. Cílem práce bude vytvoření modelů, které budou schopny predikovat výsledek interakce, tzn. deformaci původní částice, případně její rozpad na více menších částic, deformace původního víru, změnu jeho energie, případně jeho rozpad. Pracoviště na ÚCHP disponuje licencemi ANSYS Fluent a COMSOL, které lze využít při numerických simulacích hydrodynamického chování vícefázových systémů. Pracoviště se tématem zabývá i experimentálně, a proto je schopno dodat potřebná experimentální data pro ověření výsledků numerických simulací. Požadavky na uchazeče: VŠ vzdělání (magisterský studijní program) v oboru chemického inženýrství nebo strojního inženýrství; schopnost týmové, systematické a tvořivé práce; zájem o experimentální práci.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Polymerace - obnova výroby

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

Anotace


Polyvinylchlorid, PVC, je produktem s širokou škálou uplatnění v průmyslu i domácnosti. Jedná se o produkt nabízený na trhu již po několik desetiletí. Z toho vyplývá i skutečnost, že existuje řada popsaných postupů jeho výroby a tyto jsou neustále intenzifikovány a optimalizovány. Cílem této práce je navrhnout výrobní režimy při obnově provozu polymerace PVC ve firmě Spolana Neratovice. Práce bude prováděna ve spolupráci s firmou. Student tedy bude mít možnost se kromě práce v kolektivu studentů a učitelů na VŠCHT seznámit také s průmyslovým prostředím a způsobem práce v něm.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Populační bilance probublávaných kolon s organickými kapalinami

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

Anotace


Probublávané kolony se běžně používají v průmyslu pro bioprocesy, pro hydrogenaci toluenu nebo oligomeraci ethylenu. Predikce distribuce velikosti bublin v probublávané koloně za specifických provozních podmínek však zůstává velkou výzvou pro vědeckou komunitu, zejména v případě přítomnosti organické kapalné fáze. Tento projekt navrhuje vybudovat průlomovou metodologii založenou na experimentech v malém i velkém měřítku pro stanovení kritérií pro rozpad a koalescenci bublin v organických kapalinách. Hlavním cílem doktorského projektu je vytvořit vazbu mezi experimenty v malém měřítku za kontrolovaných podmínek (stanovení frekvence rozpadu a účinnosti koalescence bublin) s reálnou distribucí velikosti bublin v probublávaných kolonách. Dále je cílem využít experimentálně shromážděná data k testování a zlepšení populačních bilancí pro probublávané kolony s organickými kapalinami. Požadované vzdělání a schopnosti • VŠ studium chemického, strojního inženýrství nebo fyzikální chemie; • Systematický a tvůrčí přístup k práci, schopnost týmové spolupráce.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Provozní měření koncentrace vodíku - vývoj prototypu přístroje Hmetr

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( 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. Zamýšlený vývoj zahrnuje řadu rozličných činností jako například vývoj SW řízení režimů měřící cely, snímání a vyhodnocování signálu vodíkového čidla, tlaku a teploty či návrhy geometrie odběrových tras vzorku z procesních proudů a podílení se na jejich realizaci. Vývoj navazuje na zkušenosti Laboratoře sdílení hmoty získané při vývoji zařízení pro měření koncentrace kyslíku a je podporován projektem TA ČR, do něhož bude student zapojen. Student se podrobně seznámí s chemicko-inženýrským pojetím principů difúze a s praktickými aspekty průmyslových měření, včetně poznání moderních prostředků snímání provozních dat.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Přestup hmoty plyn - kapalina. Experimentální studie porovnání efektivity různých zařízení - Cotutelle with UNIPA

Garantující pracoviště: Università degli Studi di Palermo
Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Sttřižné síly v míchaných disperzích - experimentální a numerická studie pro spolehlivější návrhy fermentorů .

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

Anotace


Ve fermentačních technologiích jsou často používány mechanicky míchané aerované nádoby. V případě aerobních procesů je za hlavní návrhový parametr považována měrná spotřeba kyslíku (Oxygen Uptake Rate - OUR). To znamená, že je uvažován proces řízený mezifázovým transportem kyslíku (mezi plynem a kapalinou) a klíčovým návrhovým parametrem je objemový koeficient přestupu hmoty - kLa. Praxe však ukazuje, že s míchadly nižšího příkonového čísla (což při daném příkonu míchadel znamená nižší intenzitu turbulence a nižší kLa) je často dosahováno vyšší účinnosti fermentace, než s míchadly vyššího příkonového čísla (což při daném příkonu míchadel znamená vyšší intenzitu turbulence a vyšší kLa). Vysvětlení přináší fakt, že mikroorganismy mohou být poničeny vyšší mírou turbulence, jak je vysvětleno dále. Intenzita turbulence je úměrná střižným silám působícím v mechanicky míchané fermentační vsádce. Vysoké střižné síly mohou "přetrhnout" mikroorganismy, které tím přestanou vyrábět svůj primární produkt. Cílem dizertační práce je proměřit veličiny úměrné střižným silám za různých experimentálních podmínek, jako například lokální zádrže plynu či distribuce velikosti bublin a tyto výsledky spárovat s hodnotami kLa v databázi, která je již k dispozici v Laboratoři sdílení hmoty na VŠCHT Praha. Vzniklý soubor experimentálních dat bude díky spolupráci s týmy technických matematiků z VŠCHT a ČVUT doplněn přímo o vypočtené hodnoty střižných rychlostí. V rámci spolupráce s matematiky je nyní připravován výzkumný projekt s účastí zahraničního výrobce a dodavatele míchadel a nádob, do kterého bude PhD student zapojen. Výsledné propojení experimentálních dat s výsledky výpočtů umožní vyvinout originální metodiku vysoce racionálního návrhu průmyslových fermentorů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Studium dynamiky chování shluků bublin v aerovaných kolonách

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Dr. Ing. Pavlína Basařová

Anotace


Rychlost a velikost bublin má v aerovaných kolonách nebo bioreaktorech klíčový vliv na transport kyslíku a celkový obsah plynu. Ve větších kolonách však není možné detailněji sledovat tvary a rychlosti bublin. Obecně je známo, že chování izolované bubliny, chování shluku bublin a bublin v koloně se liší. Cílem práce je stanovit vliv fyzikálních vlastností roztoku (viskozita, hustota, povrchové napětí, vliv rozpuštěných látek) na chování izolovaných bublin v reálné aerované koloně a porovnat je s chováním shluku bublin. Výsledkem práce bude parametrická studie zkoumající tvar, velikost a rychlost bublin v závislosti na průtoku plynu, mechanismu vzniku bublin a fyzikálních vlastností roztoku. Předpokládá se podíl doktoranda/ky na řešení grantových projektů a aktivní účast na mezinárodních vědeckých konferencích. Požadované vzdělání a schopnosti: VŠ absolvent oboru chemické inženýrství nebo fyzikální chemie; systematický a tvůrčí přístup k práci a schopnost týmové spolupráce.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Studium hydraulických a transportních charakteristik sypaných a strukturovaných výplní za absorpčních podmínek

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Lukáš Valenz, Ph.D.

Anotace


Při současném prosazování rate-based přístupu k modelování dějů v plněných kolonách dochází k potížím se souhlasem dat získaných na různých pracovištích s různými systémy. Tato práce má popsat rozdíly v datech získaných na jednom pracovišti, na stejném experimentálním zařízení ale se dvěma běžně používanými systémy a kvantifikovat rozdíly.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Studium interakcí kapek s vírovou strukturou

Garantující pracoviště: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v anglickém jazyce )
Školitel: Ing. Mária Zedníková, Ph.D.

Anotace


Disperze kapalina-kapalina je součástí řady technologických i biotechnologických procesů. Kapky nemísitelné kapaliny se v turbulentním proudění kapaliny rozpadají a vytvářejí komplexní vícefázový systém. Pochopení mechanizmu rozpadu kapek v turbulentním proudění je důležité, protože teoretické modely popisující tento mechanizmus jsou nezbytné pro numerické modelování složitých vícefázových systémů. Doktorská práce bude zaměřena na experimentální studium dynamického chování jedné kapky při interakci s toroidním vírem s cílem určit rychlost rozpadu původní částice a distribuci velikostí nově vzniklých částic. Mechanizmus rozpadu bude studován v závislosti na různě zvolených hydrodynamických a fyzikálně-chemických podmínkách systému. Pracoviště je dostatečně vybavené pro studium rozpadu kapky v turbulentním proudění. Má k dispozici aparáty pro řízenou tvorbu kapky, toroidního víru i pro tvorbu intenzivní turbulence. Dále disponuje potřebnými řídícími a vyhodnocovacími programy. Požadavky na uchazeče: VŠ vzdělání (magisterský studijní program) v oboru chemického inženýrství nebo strojního inženýrství; schopnost týmové, systematické a tvořivé práce; zájem o experimentální práci.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Vliv obsahu kapaliny na mechaniku zrnitých materiálů

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

Anotace


Cílem tohoto doktorského projektu je prozkoumat složitou mechaniku granulovaných materiálů ovlivněných variabilním obsahem kapaliny, což je klíčový faktor v mnoha průmyslových a přírodních procesech. Ústředním nástrojem výzkumu budou simulace metodou diskrétních prvků (DEM), které poskytují detailní pohled na to, jak saturace kapalinou ovlivňuje interakce mezi částicemi, rozložení sil a emergentní mechanické vlastnosti. Výzkum se bude zaměřovat na porozumění fenoménům, jako jsou kapilární jevy, formování kapalných můstků a transformace granulárního systému ze suchého do vlhkého stavu. Numerické simulace budou doplněny o cílená experimentální měření, aby bylo možné ověřit výsledky a propojit teoretické modely s reálným chováním materiálů. Očekává se, že synergie mezi simulacemi a experimentálními metodami povede k hlubokému pochopení dynamiky ovlivněné kapalinou v granulárních systémech a otevře nové možnosti pro zdokonalení technik manipulace s materiálem, zpracovatelských technologií a prediktivních schopností v komplexních aplikacích. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, matematickém modelovaní, počítačových vědách; • ochota učit se nové věci; • schopnost týmové práce.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Vliv vlastností mezifázového rozhraní na dynamiku bublin

Garantující pracoviště: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Výroba kaprolaktamu - průmyslová optimalizace

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

Anotace


Práce významně rozšíří spolupráci, zahájenou v minulých dvou letech na žádost průmyslového partnera. Ve formě výsledků se dosud jedná o prvotní studii provedenou v předchozím akademickém roce formou bakalářské práce. Jelikož je kaprolaktam jako meziprodukt při výrobě Nylonu nabízen na trhu již řadu let/desetiletí, není překvapivé, že existuje řada popsaných postupů jeho výroby. Jednotlivé výrobní postupy jsou stále intenzifikovány a optimalizovány. Cílem této práce je systematický popis procesů v technologii výroby kaprolaktamu ve firmě Spolana Neratovice a zmapování procesních parametrů, jejichž změn by bylo možno využít k optimalizaci výroby. Účelovými funkcemi optimalizace bude například čistota produktu nebo rafinátu z extrakční části technologie a dále parametry ovlivňující dopad technologie na životní prostředí. Díky vedení práce ve spolupráci s firmou bude mít student možnost se kromě práce v kolektivu studentů a učitelů na VŠCHT seznámit také s průmyslovým prostředím a způsobem práce v něm.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Využití mikrofluidních zařízení pro studium interdisciplinárních procesů na pomezí chemického inženýrství a medicínské diagnostiky

Garantující pracoviště: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Využití mikroreaktorů pro studium katalytických tepelně zabarvených reakcí v plynné fázi

Garantující pracoviště: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( 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. Výhodou mikroreaktorů je, že při vhodné geometrické konstrukci vzhledem ke studovanému procesu, geometrie jejich reakčního prostoru dovoluje studovat reakce nebo testovat katalyzátory za podmínek bez limitace transportem hmoty a tepla. Náplní předkládaného tématu je proto studium tepelně zabarvených převážně katalytických reakcí v plynné fázi s využitím mikroreaktoru s cílem optimalizace konstrukce. 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Vývoj hybridního systému umělé inteligence pro řízení průmyslových procesů

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Jan Haidl, Ph.D.

Anotace


With the development of artificial intelligence, new opportunities for genuinely autonomous control of industrial processes emerge. One of the key features that artificial intelligence systems pose is seeking patterns in extensive data collection. Contrary to the classical operation paradigm of control systems monitoring pre-defined process variables, AI systems monitor the whole process, enabling the prediction of future system development and identifying potential risks before they arise. On the other hand, contemporary AI systems are also known for their low generalization and extrapolation capabilities, resulting in the need for enormous training datasets and unexpected behavior outside the scope of training data, for example, if one or multiple data inputs fail. To address these weaknesses, the concept of a hybrid -- physics-informed -- artificial intelligence was tested by various researchers, showing significant improvement in both mentioned issues. The hybrid system comprises an artificial neural network and a physical or semi-empirical model of the process, combining the AI computational performance and capability to seek patterns with the process's fundamental models limiting the AI outputs. Several case studies proved that physics-informed neural networks require significantly less training data and offer better extrapolation capabilities than conventional systems. The dissertation topic aims to develop a framework for a hybrid autonomous system capable of controlling the whole industrial process of drinking water treatment. The work consists of experimental work as well as mathematical modeling. In cooperation with programmers, water treatment specialists, and industrial partners, you will develop a hybrid AI system combining artificial neural networks with the engineering models of individual processes in a drinking water treatment facility - coagulation, filtration, adsorption, disinfection, etc. The models will be calibrated and validated using the data from a pilot-plant water treatment facility; the same facility will be used for hybrid system evaluation. The facility enables us to calibrate and test the system operation under acceptable conditions (producing drinking water) as well as under extreme situations resulting in production failure, promising system robustness and reliability. If the pilot tests succeed, the system will be further tested with industrial partners on full-scale water treatment plants.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Zlepšení konstrukce a účinnosti rotačních tepelně zpracovatelských zařízení: modelování a experimenty

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

Anotace


Rotační zařízení pro tepelné zpracování hrají v průmyslu klíčovou roli, poskytují totiž kontrolované a rovnoměrné ohřívání, které je nezbytné pro zpracování sypkých materiálů. Optimalizace těchto zařízení je závislá na porozumění dynamice granulárních materiálů, což má přímý dopad na spotřebu energie, dobu zpracování a mechanickou integritu zpracovávaných materiálů. Tento doktorský projekt se zaměří na optimalizaci chování sypkých hmot v rotačních zařízeních pro tepelné zpracování, s využitím simulací založených na metodě diskrétních prvků (DEM), které budou doplněny o experimentální validaci. Simulace DEM budou sloužit k modelování interakcí mezi diskrétními částicemi za účelem optimalizace jejich dynamického chování. Experimentální práce potvrdí a upřesní tyto modely, aby byla zajištěna jejich přesnost a aplikovatelnost v průmyslovém měřítku. Synergie mezi simulačními a experimentálními výsledky má za cíl vylepšit konstrukci zařízení a efektivitu procesů, což má široké důsledky pro zpracovatelský průmysl. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, matematickém modelovaní, počítačových vědách, • ochota učit se nové věci, schopnost týmové práce.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Ústav chemické technologie restaurování památek

Kinematografické filmy na triacetátové podložce

Garantující pracoviště: Ústav chemické technologie restaurování památek
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemické technologie restaurování památek, FCHT, VŠCHT Praha

Příčiny degradace transparentních papírů a metody jejich konzervování

Garantující pracoviště: Ústav chemické technologie restaurování památek
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Dr. Ing. Michal Ďurovič

Anotace


V depozitářích archivů, muzeí a galerií je uchováváno značné množství tzv. transparentních papírů, které jsou schopny propouštět viditelné světlo bez jeho podstatného rozptylu. Tuto vlastnost využívali při své práci inženýři a architekti při tvorbě výkresů a plánů, ale také umělci pro zhotovování kopií nebo přenos kreseb na originální podložku. Lze v zásadě rozlišit tři základní skupiny transparentních papírů: impregnované, pergamenové a papíry z přemleté papíroviny. Tyto materiály vykazují sníženou odolnost proti stárnutí a jsou proto považovány nestabilní. Cílem dizertační práce bude studium odolnosti proti stárnutí různých typů transparentních papírů a studium vlivu kvality obalového materiálu na tento proces. Součástí této práce bude také studium metod konzervování-restaurování (např. dezinfekce, odkyselování, opravy či podlepování) a restaurování vybraných historických objektů z transparentního papíru.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemické technologie restaurování památek, FCHT, VŠCHT Praha

Studium a optimalizace barvicích procesů hedvábných textilií

Garantující pracoviště: Ústav chemické technologie restaurování památek
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Klára Drábková, Ph.D.

Anotace


Při restaurování textilních předmětů je nejčastěji využíváno hedvábné plátno, organza nebo krepelína. Dobarvení těchto pomocných materiálů je základní součástí restaurátorských prací. Pro barvení je možné využít různé typy barviv (zejména 1:2 kovokomplexní, přímá a reaktivní), ale také různé textilní pomocné prostředky (TPP) a postupy barvení. Dlouhodobá stabilita vybarveného hedvábí může být ovlivněna nejen typem barviva, ale také složením a koncentrací TPP, hodnotou pH barvicí lázně a v neposlední řadě teplotním průběhem celého barvicího procesu. Cílem práce bude optimalizovat barvicí proces hedvábí pro vybraný typ barviva na základě měření egality, sytosti barevného odstínu a jeho dlouhodobé stability a zapouštěcí zkoušky. Součástí práce bude i studium kinetiky vytahování barviva pomocí UV/Vis spektroskopie.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemické technologie restaurování památek, FCHT, VŠCHT Praha

Studium chromoforových systémů celulózových a lignocelulózových materiálů

Garantující pracoviště: Ústav chemické technologie restaurování památek
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Dr. Ing. Michal Ďurovič

Anotace


V průběhu stárnutí celulózových a lignocelulózových materiálů vznikají oxidací a fotooxidací nové chromofory, které způsobují jejich barevné změny (žloutnutí). Jedná se o ketonové a karboxylové funkční skupiny vzniklé na uhlíkových atomech C2 a C3 β-D-glukopyranózové jednotky, uronové kyseliny v monomerní formě, 4-O-metyl-D-glukuronoxylan, chromofory ligninu a chromofory chinoidního charakteru. Pro studium vzniku chromoforů, případně jejich odstranění (například bělení) je kromě infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací využívána reflexní spektroskopie v ultrafialové a viditelné oblasti spektra. Interpretace těchto spekter a přiřazení jednotlivých absorpčních pásů konkrétním chromoforovým systémům je však obtížné. V této práci budou připraveny různě selektivně oxidované, případně uměle stárnuté celulózové a lignocelulózové vzorky. Cílem bude UV/VIS reflexní (R), K/S a dekolorační křivky korelovat se spektry FTIR a NMR a vzniklé chromofory identifikovat a popsat.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemické technologie restaurování památek, FCHT, VŠCHT Praha

Vliv složení mikrobiomu na biodeterioraci archiválií

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

Anotace


Kulturní dědictví představuje vše co lidstvo vytvořilo v minulosti a co je základem dalšího kulturního rozvoje každého národa. Biodeteriorace archiválií je velkým problémem, kterému se v současné době věnuje náležitá pozornost. Abychom mohli kulturní objekty ochránit před zničením musíme identifikovat původce. Z toho vyplývá potřeba stanovit u sledovaných objektů tzv. mikrobiom, což je společenství mikroorganismů, nacházejících se na povrchu archiválií, které svou metabolickou činností přispívají k biodeterioraci kulturních objektů. Cílem disertační práce je identifikovat a isolovat přítomné mikroorganismy na vybraných archiváliích a navrhnout šetrné způsoby jejich odstranění.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemické technologie restaurování památek, FCHT, VŠCHT Praha

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

Aromatické sloučeniny obsahující fosfininový kruh

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( 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. Uvedený projekt se zabývá vývojem jednoduchého a efektivního syntetického přístupu, který zavádí do aromatické molekuly fosfininové jádro. Snahou je tento přístup zobecnit a aplikovat při syntéze polyaromatických látek jako jsou fosfa-fenaceny, fosfa-heliceny nebo fosfa-nanografeny. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v organické chemii, • experimentální zručnost a praktická znalost organické syntézy, • schopnost týmové práce, • pracovní poměr na ÚCHP.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.

Bezelektrodové výbojky při přípravě polyaromatů

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

Anotace


Návrh je založen na propojení dvou vědeckých oborů: tradiční fotochemie a nedávno vzniklé mikrovlnné chemie, kdy je studován vliv UV/Vis a mikrovlnného záření na chemické a fyzikální vlastnosti molekul. Požadované záření je generováno zcela netypicky, a to přímo mikrovlnným polem, pomocí tzv. bezelektrodových výbojek (EDLs). Cílem projektu je základní výzkum při přípravě EDLs (rtuť, síra, další kov) a optimalizace vlivu mikrovlnného a UV/vis záření na fotocyklizace derivátů stilbenu, které mohou vést k polyaromátům. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v organické technologii či organické chemii, • experimentální zručnost a praktická znalost optimalizace reakcí, • schopnost týmové práce, • pracovní poměr na ÚCHP.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.

Chemicko-inženýrské aspekty fotoautotrofních kultivací

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Irena Brányiková, Ph.D.

Anotace


Kultivace fotoautotrofních mikroorganismů zahrnují některé specifické procesy, které jsou z hlediska důležitosti pro rychlost růstu mikroorganismu a energetickou náročnost kultivace stále podceňovány. Jedná se především o mezifázový transport hmoty, tj. účinné odstraňování kyslíku z kultivačního média a dodávku oxidu uhličitého. Dalším parametrem je dodávka světla do fotobioreaktoru – spektrum a intenzita záření i geometrie reaktoru mají zásadní vliv na energetické náklady kultivace i rychlost růstu fotosyntetizujících mikroorganismů a složení jejich biomasy. Cílem práce je popsat tyto procesy z hlediska fyzikálně-chemického i fyziologického, identifikovat stávající technologická řešení a jejich limitace a na základě hlubšího porozumění a modelování navrhnout zlepšení stávajících řešení a experimentálně je ověřit.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.

Katalyzátory eliminace heteroatomů při rafinaci uhlovodíkových surovin

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Mgr. Luděk Kaluža, Ph.D.

Anotace


Heteroatomy N, O, S, či Cl vázané v uhlovodících představují významnou bariéru při chemickém zpracování fosilních i trvale obnovitelných surovin, protože jsou zdroji koroze chemických zařízeních, katalytickými jedy, poškozují životní prostředí či snižují energetickou hodnotu uhlovodíků. Tyto heteroatomy se proto odstraňují rozkladnými reakcemi za vzniku hydrogenovaných heteroatomů a čistých uhlovodíků. Některé rozklady jsou doprovázeny kondenzačními reakcemi C-C (Guerbetův coupling, aldolová kondenzace). Studie zahrne syntézu nových heterogenních katalyzátorů včetně vyhodnocení jejich aktivity a selektivity v modelových reakcích prováděných v průtočných trubkových laboratorních mikro-reaktorech. Chemicko-analytické zázemí pro kinetickou analýzu průběhu reakce (RPKA) tvoří plynové a kapalinové chromatografy (GC/FID/MSD/SCD, LC/qTOF). Mikrostrukturní charakterizace připravených katalyzátorů obsáhne fyzisorpci N2/Ar, inverzní chromatografii, XRD, XPS, Raman/IČ spektroskopii či SEM/HR-TEM mikroskopii. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v chemii, chemické technologii, chemickém inženýrství; • zkušenosti s různorodou experimentální práci v chemické laboratoři; • schopnost týmové práce.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.

Katalyzátory pro oxidaci těkavých organických látek

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.

Mikrovlnná fotochemie a příprava polyaromatických látek

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

Anotace


Projekt spočívá v propojení dvou vědeckých oborů: tradiční fotochemie a nedávno vzniklé mikrovlnné chemie, kdy je studován vliv UV/Vis a mikrovlnného záření na chemické a fyzikální vlastnosti molekul. UV záření je generováno zcela netypicky, a to přímo mikrovlnným polem, pomocí tzv. bezelektrodových lampiček. Cílem projektu je základní výzkum vlivu mikrovlnného záření na průběh cis-trans fotoizomerace a fotocyklizace derivátů stilbenů a o-terfenylů, vedoucí k analogům fenanthrenu, trifenylenu, fenacenu, helicenu či k jejich N- a S-hetero derivátům, které mohou nalézt uplatnění v molekulární elektronice či při interkalaci DNA. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v organické chemii, • experimentální zručnost a praktická znalost organické syntézy, • schopnost týmové práce.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.

Modulární syntéza dendritických nosičů léčiv pro využití v regenerativní medicíně

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.

Produkce fykocyaninu při autotrofním, heterotrofním a mixotrofním způsobu kultivace mikroskopických řas a sinic

Garantující pracoviště: Ústav biotechnologie
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Irena Brányiková, Ph.D.

Anotace


Fykocyanin (PC) je modrý pigment, který je součástí doplňkového světlosběrného komplexu sinic a některých řas. Je to ve vodě rozpustná multimerní sloučenina s fluorescenčními tetrapyrrolovými chromofory. Nedávno byla publikována data o různých terapeutických vlastnostech PC, jako jsou antioxidační, antidiabetické, proti stárnutí, hepatoprotektivní, antimikrobiální, protirakovinné, imunoregulační a protizánětlivé. Přestože se PC již používá v potravinářském průmyslu a kosmetice, jeho potenciál není dosud plně využit, zejména kvůli rychlé degradaci při kyselém pH a relativně vysoké ceně. Cílem této práce bude kultivovat sinice Limnospira sp., Aphanizomenon flos-aquae a červenou řasu Galdieria sulphuraria (i), určit produktivitu biomasy a PC za různých podmínek v autotrofním, heterotrofním a mixotrofním režimu (ii), optimalizovat podmínky produkce v laboratorním měřítku (např. teplota, pH, zdroj dusíku, uhlík a energie) (iii), stanovit chemickou a tepelnou stabilitu PC (iv) a posoudit způsoby extrakce PC z biomasy včetně odhadu výrobních nákladů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.

Příprava fosforových nanografenů

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Jan Storch, Ph.D.

Anotace


π-Konjugované organofosforové systémy se v posledních letech staly předmětem intenzivního výzkumu, především díky jejich využití v materiálové chemii. Přítomnost atomu fosforu v molekule usnadňuje jejich další derivatizaci, čímž lze efektivně měnit některé jejich klíčové charakteristiky a potažmo aplikaci. Speciální místo v této skupině látek zaujímají šestičlenné fosforové cykly. Přestože byl v poslední době učiněn značný pokrok v syntéze těchto látek, polyaromatické sloučeniny s inkorporovaným fosfininovým kruhem jsou stále vzácné. V rámci této studie budou hledány syntetické cesty, které umožní zavést fosfininové jádro do nanografenových struktur, jejichž vlastnosti pak budou dále studovány. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru organické/anorganické chemie; organická technologie a příbuzné obory.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.

Příprava nanovlákenných katalyzátorů technikou elektrostatického zvlákňování

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.

Syntéza glykomimetických organometalických inhibitorů galektinů

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( 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 sacharidů (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. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru chemie. • Ochota osvojit si a aplikovat pokročilé postupy organické syntézy.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.

Syntéza mono- a multivalentních inhibitorů tandemových galektinů

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.

Ústav chemie ochrany prostředí

Aplikace membránové destilace pro čištění skládkových výluhů

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Ing. Martin Kubal

Anotace


Produkce skládkového výluhu je jednou z hlavních nevýhod skládkování tuhého komunálního odpadu, přičemž jeho čištění stále představuje technologickou výzvu. Membránová destilace s přímým kontaktem (DCMD) je považována za vhodnou inovativní technologii pro čištění tohoto typu kontaminovaných vod. Využití vhodného zdroje tepla (nejlépe odpadního tepla) a optimalizace provozu membránového modulu mají rozhodující vliv na celkovou účinnost procesu. Cílem práce je výzkum možností využití nízkopotenciálního tepla z kogeneračních jednotek pro provoz jednotky DCMD a výzkum procesů zanášení a smáčení membrán při jejich interakci se složkami skládkového výluhu.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie ochrany prostředí, FTOP, VŠCHT Praha

Aplikace nanostrukturovaných směsných oxidů kovů pro katalytický rozklad perzistentních látek

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Ing. Martin Kubal

Anotace


Skupina látek tzv. perzistentních organických polutantů (POPs) jsou považované za věčné chemikálie a svými vlastnostmi jsou stále narůstající hrozbou pro životní prostředí. Jejich seznam se neustále rozšiřuje o nové látky, nejnověji se skloňují především perfluorované látky (PFCs) vedle dlouhodobě diskutovaných polychlorovaných či polybromovaných kontaminantů. Jejich efektivní rozklad může zajistit katalytická dehalogenační reakce, kdy především směsné oxidy kovů v pokročilých krystalických modifikacích mohou tyto látky účinně rozkládat za relativně mírných podmínek. Vývoj této technologie zahrnuje výběr či vývoj účinného katalyzátoru, testování aktivity, sledování vedlejších produktů reakcí a posléze možnosti scale-up technologie. V současnosti je v průmyslu velká poptávka po dekontaminaci např. náplní hasicích přístrojů s obsahem PFCs, technologie tak má velký potenciál pro rychlé uplatnění v průmyslu.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie ochrany prostředí, FTOP, VŠCHT Praha

Inovativní postupy získávání cenných kovů z tuhých odpadů

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Ing. Martin Kubal

Anotace


V EU je, jak známo, nedostatek řady surovin potřebných pro moderní technologie, neboť zdroje jsou vytěžené a spotřeba rychle roste. S tímto kritickým nedostatkem mnoha kovů postupně narůstá poptávka po jejich efektivní recyklaci, jež se brzy stane ekonomicky výhodnou alternativou i v případě dosud přehlížených odpadů, včetně starých deponií minerálních odpadů, které navíc mohou v budoucnu přinášet environmentální rizika. Navíc se v poslední době rozvíjí mnoho pokročilých a udržitelných inovativních postupů s velkým potenciálem pro budoucí využití. Nicméně tato komplexní problematika zahrnuje nejen posouzení technologických aspektů a výtěžnosti metody, ale také souvisejících environmentálních rizik, legislativních a ekonomických limitů. Tato práce se zaměří na výzkum vybraných udržitelných technologických postupů zahrnujících moderní přístupy (např. membránové technologie aj.) nebo pokročilé materiály (iontové kapaliny, sorbenty apod.) s komplexním hodnocením efektivity a dalších klíčových aspektů včetně technických a jiných praktických limitací těchto postupů. Cílem bude hledat podmínky pro efektivní získávání kovů z vybraných druhů odpadů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie ochrany prostředí, FTOP, VŠCHT Praha

Intenzifikace environmentálních technologií účinkem mikrovln

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Ing. Martin Kubal

Anotace


Principy interakce tuhých materiálů s mikrovlnným zářením poskytují v chemických procesech celou řadu unikátních efektů. Jejich účinné využití v environmentálních a odpadových technologiích přináší zajímavou perspektivu pro zvýšení jejich účinnosti, získání zcela nové výhody či pro ryze praktické snížení jejich energetických nároků. Mikrovlnný ohřev jakožto čistá energie tak v poslední době nalézá uplatnění v termickém zpracování odpadů, heterogenní katalýze, při rozkladu nebezpečných polutantů i v boji s klimatickými změnami. Výzkum v této oblasti zahrnuje nejprve laboratorní testování mikrovlnných účinků a optimalizaci potřebných podmínek a posléze jejich implementaci v rámci designu technologie ve větším měřítku a jejího testování v podmínkách průmyslové praxe.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie ochrany prostředí, FTOP, VŠCHT Praha

Pokročilé oxidační procesy s heterogenní katalýzou

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Ing. Martin Kubal

Anotace


Pokročilé oxidace v čištění vody založené na radikálových reakcích za mírných podmínek lze zefektivnit aplikací inovativních nanomateriálů. Těch využívají moderní postupy jako např. heterogenní Fentonova oxidace, fotokatalýza či katalytická ozonizace. Pozitivní přínos těchto postupů je však podmíněn striktní kompatibilitou struktury daného materiálu s typem kontaminace a složením či vlastnostmi čištěné odpadní vody. Výzkum dílčích aspektů komplexních mechanismů těchto postupů je stěžejní pro navazující vývoj technologie, který pak zahrnuje optimalizaci podmínek reakcí, příp. účinné kombinace postupů, a specifické faktory dalšího upscale.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie ochrany prostředí, FTOP, VŠCHT Praha

Studium imobilizačních procesů kontaminantů v rámci vsakování srážkových vod a zpracování antropogenních smyvů ze zpevněných ploch

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Ing. Martin Kubal

Anotace


Decentralizované hospodaření se srážkovými vodami je často diskutovaným tématem. Proces urbanizace a nárůst zastavěné plochy má vliv na přirozenou cirkulaci vody a proces infiltrace vod ze srážkové činnosti do horninového prostředí. Činnost člověka může dále vést ke vnášení kontaminantů do horninového prostředí a podzemních vod prostřednictvím srážkových smyvů odtékajících ze zpevněných ploch zatížených antropogenními vlivy. Práce se bude zabývat studiem možností imobilizace vybraných kontaminantů na specifických materiálech s přijatelnými náklady na jejich pořízení/přípravu, dobrou účinností záchytu cílových složek, dostupností a životností s ohledem na další nakládání s upotřebenými materiály.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie ochrany prostředí, FTOP, VŠCHT Praha

Studium pokročilých oxidačních procesů pro odstranění farmak z vodného prostředí

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Ing. Martin Kubal

Anotace


Práce bude zaměřena na problematiku pokročilých oxidačních procesů využitelných pro degradaci zbytků farmak z vodného prostředí. Výzkum bude konkrétně zaměřen na možnosti použití různých katalyzátorů v rámci pokročilých oxidačních procesech. Jednotlivé katalyzátory budou posuzovány s ohledem na faktory, jako je účinnost přeměny léčiv, kinetika procesu, spotřeba činidel/energie, vliv složení vodné matrice a tvorba vedlejších transformačních produktů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie ochrany prostředí, FTOP, VŠCHT Praha

Studium recyklačního potenciálu odpadů uložených na skládkách

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Ing. Martin Kubal

Anotace


Jedním z mnoha progresivních trendů, který se v nejbližší budoucnosti objeví v oblasti nakládání s odpady v České republice, bude odtěžování odpadu uloženého v minulosti na skládkách. Minimálně část zde uložených odpadů bude mít recyklační potenciál – například kovy uložené před zavedeném separovaného sběru. V rámci práce tedy budou identifikovány možnosti recyklace dříve uložených odpadů. pro experimentální část práce budou využity skládky nacházející se na území Středočeského kraje.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie ochrany prostředí, FTOP, VŠCHT Praha

Ústav chemie pevných látek

Anorganické nosiče aktivních farmaceutických substancí

Garantující pracoviště: Ústav chemie pevných látek
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Ing. František Kovanda, CSc.

Anotace


Práce je zaměřena do oblasti vývoje nových pevných lékových forem. Zabudováním léčiva do nosiče lze významně ovlivnit rychlost jeho uvolnění po aplikaci i stabilitu vůči degradaci. Jako hostitelské struktury budou využity anorganické sloučeniny s vrstevnatou strukturou, zejména podvojné vrstevnaté hydroxidy, které jsou vhodné pro interkalaci složek se záporným nábojem. V práci budou studovány metody přípravy interkalátů, interakce mezi hostitelskou strukturou a léčivy interkalovanými v mezivrství, stabilita interkalovaných léčiv a jejich zpětné uvolnění v simulovaných tělních tekutinách.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Automatizace verifikace krystalové struktury účinných organických látek srovnáním s výsledky DFT výpočtů.

Garantující pracoviště: Ústav chemie pevných látek
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Dr. Ing. Michal Hušák

Anotace


Tématem práce je testování metod pro ověření správného řešení krystalové struktury srovnáním experimentálních výsledků a výsledků DFT výpočtu. Náplní práce bude optimalizace parametrů DFT výpočtu pro tento úkol a vývoj softwaru pro automatizaci metody.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Biodostupnost arsenu a antimonu v oblastech zatížených dopravou

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

Anotace


Antimon (Sb) - dnes poměrně neznámý a málo citovaný toxický prvek, se stává nebezpečným pro životní prostředí. Jeho sloučeniny se používají jako nehořlavé příměsi v řadě průmyslových výrob (automobilový průmysl, výroba PET lahví atd.); stále se zvyšující koncentrace tohoto prvku je výzvou pro geochemický a materiálový výzkum. Cílem disertační práce bude studovat stabilitu sloučenin Sb vstupujícího do prostředí (otěr z brzdových destiček) a jeho následné chování v systému půda - podzemní a povrchová voda. Budou porovnány geochemické vlastnosti antimonu a arsenu z hlediska stability v prostředí a dostupnosti pro lidský organismus (dýchací trakt). Další část bude věnována monitoringu vybrané zatížené lokality.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Identifikace chirality farmaceutických molekul z práškových difrakčních dat

Garantující pracoviště: Ústav chemie pevných látek
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Dr. Ing. Michal Hušák

Anotace


Farmaceuticky významné látky často nejsou k dispozici ve formě monokrystalů, nutných pro vyřešení struktury a identifikaci chirality molekuly. Alternativou je zde řešení struktury z prášku – to ale ve standardní formě neumožňuje chiralitu určit. Námětem práce bude příprava solí a kokrystalů využívajících přidání látky se známou chiralitou. Chiralitu výsledné struktury je pak možné kalibrovat na základě známé chirality její části.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Pěstování monokrystalů a strukturní analýza vícekomponentních krystalů

Garantující pracoviště: Ústav chemie pevných látek
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Podvojné vrstevnaté hydroxidy využitelné pro ukládání energie

Garantující pracoviště: Ústav chemie pevných látek
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Ing. František Kovanda, CSc.

Anotace


Podvojné vrstevnaté hydroxidy jsou skupinou anorganických materiálů s vrstevnatou strukturou, v níž je kladný náboj hydroxidových vrstev obsahujících různé dvojmocné a trojmocné kationty kompenzován nábojem aniontů v mezivrství. Tyto sloučeniny lze využít v řadě aplikací včetně materiálů vhodných pro ukládání elektrické energie. V práci bude studována struktura a vlastnosti podvojných vrstevnatých hydroxidů s různými kombinacemi elektrochemicky aktivních (např. Ni a Co) a dalších kationtů v hydroxidových vrstvách. Pozornost bude věnována vztahu mezi kationtovým složením hydroxidových vrstev, tvorbou fází s uspořádanou vrstevnatou krystalovou strukturou a elektrochemickým chováním připravených produktů. Sledován bude vliv opakovaných nabíjecích a vybíjecích cyklů na změny nábojové kapacity a strukturní stabilitu připravených podvojných vrstevnatých hydroxidů spojenou s možnými změnami ve složení a struktuře hydroxidových vrstev a mezivrství (interkalační a deinterkalační procesy, obsah krystalové vody apod.).
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Příprava krystalů organických materiálů na bázi léčiv a charakterizace jejich vlastností

Garantující pracoviště: Ústav chemie pevných látek
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Stabilita půdních ternárních komplexů s toxickým oxoaniontem (As, Sb, Se) - vliv obsahu a forem železa a organického uhlíku

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

Anotace


V půdních profilech se některé toxické prvky (arsen, antimon, selen) vyskytují jako oxoanionty primárně vázáné na hydratované oxidy a oxidy hydroxidy železa (HFO) za vzniku povrchových komplexů. Tento proces probíhá rovnovážnou adsorpcí oxoaniontů z půdního roztoku na aktivní povrchová místa půdních částic za přítomnosti dalších aniontů a rozpustných organických látek. Vznikají tak binární a ternární půdní komplexy, kde se váží anorganický oxid železa, organická látka a oxoanion. Adsorpce a komplexace probíhají v koloidním prostředí, které reaguje na iontovou sílu půdních roztoků (stabilizace nebo agregace částic). Podle nejnovějších výsledků je stabilita vznikajících ternárních komplexů kritická pro dlouhodobou stabilitu vázaných aniontových fází. Cílem práce bude kvalifikovat mechanismus vzniku ternárních komplexů organická fáze – oxid železa – aniontová částice, popsat jejich strukturu, vazebné vlastnosti a vliv prostředí na stabilitu jednotlivých složek komplexů, především oxoaniontů toxických prvků.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Železo vázané v aluminosilikátech a jeho vliv na vlastnosti využitelné v dekontaminačních technologiích

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

Anotace


Cílem této práce je sledovat vliv strukturně i povrchově vázaného Fe na adsorpční vlastnosti aluminosilikátů, s ohledem na typ materiálu, charakter vazeb Fe a fyzikálně chemické podmínky systému. Významným bodem bude sledování souvislosti mezi chemismem Fe a adsorpční (desorpční) afinitou aluminosilikátů k toxickým kontaminantům (těžkým kovům - Pb, Zn, Cd, toxickým oxoaniontům - As, Se, Sb, radioaktivnímu odpadu - U, Cs nebo zbytkovým barvivům). Studium vzájemné provázanosti chemismu Fe a povrchových vlastností přírodních i modifikovaných aluminosilikátů je aplikovatelné na geochemické procesy, ale také v materiálových a dekontaminačních technologiích.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Ústav chemie přírodních látek

Izolace přírodních látek a studium jejich farmakologických vlastností

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

Anotace


Práce je zaměřena na izolace přírodních látek z vybraných rostlin. Budou využity pokročilé izolační techniky založené na vysokotlaké kapalinové extrakci a následné separace s využitím preparativní HPLC. Izolované a charakterizované látky budou podrobeny studiu biologického účinku pomocí buněk, které budou transfekovány cílovými molekulami (např. receptory pro neuropřenašeče) a geneticky kódovanými sensory. Tato technologie buněčných kultur bude kombinována se stanovením luminiscence v rámci Försterovu rezonančnímu přenosu energie (BRET, FRET), tedy pomocí neradioaktivním měření intracelulárních odpovědí vyvolaných jednotlivými ligandy. Vybrané geneticky kódované sondy umožní kvantifikaci biologických účinků léčiv působících na daný receptor. Bude studováno několik signálních drah pro daný pár ligand – receptor. Tak bude možné vyhodnotit farmakologický bias, nově rozpoznaný jev specificity aktivace jednotlivých signálních drah aktivované receptorem pomocí daného ligandu. Tato analýza je předpokladem pro posouzení možné účinnosti látky při léčbě onemocnění, ale i případných vedlejších účinků, jako je rozvoj tolerance, nadměrná psychická aktivita, včetně hrozby vyvolání závislosti a dalších nežádoucích důsledků.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie přírodních látek, FPBT, VŠCHT Praha

Nová glykomimetika jako inhibitory galektinů

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

Anotace


Galektiny jsou to lectiny, což jsou proteiny schopné rozpoznat a vázat se na specifické sacharidové struktury. Funkce galektinů jsou různorodé a mohou zahrnovat regulaci buněčné adheze, buněčné migrace, buněčného růstu a programované buněčné smrti (apoptózy). Tyto proteiny hrají roli v různých fyziologických a patologických procesech, včetně imunitní odpovědi, zánětu a karcinogeneze. Výzkum na poli galektinů se neustále rozvíjí, a zjištění o jejich rolích v různých biologických procesech přispívají k lepšímu porozumění buněčné signalizace a možnostem terapeutického využití v léčbě různých onemocnění, včetně nádorových onemocnění a zánětlivých onemocnění. Cílem tohoto doktorského projektu bude příprava různých biologicky perspektivních glykomimetik (analogů přírodních sacharidů) s afinitou ke specifickým galektinům. Ve spolupráci s dalšími pracovišti bude u připravených glykomimetik stanoven jejich biologický potenciál. Dále bude studována toxicita těchto látek na modelových buněčných liniích a metabolismus těchto látek. Téma práce je vhodné primárně pro absolventy chemických, případně farmaceutických oborů. Student si osvojí různé syntetické přístupy i metody charakterizace. Bude-li to možné, inkorporace 19F, 29Si or 15N do molekul bude vítaná, neboť umožní studentovi screening inhibitorů pomocí NMR.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie přírodních látek, FPBT, VŠCHT Praha

Syntéza analogů manosa-6-fosfátu

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

Anotace


V současnosti je naléhavá potřeba identifikace nových látek, které by vedly k efektivnímu boji s neurodegenerativními chorobami. Bylo prokázáno, že insulinu podobný růstový faktor 2 (IGF2) má důležitou roli ve zlepšování paměti. IGF2 je růstový faktor, jež má také významnou roli v dospělém mozku savců. Efekt IGF2 ve zlepšování kognitivních funkcí je rychlý a trvalý a je zprostředkován receptorem pro mannosu-6-fosfát/IGF2 (M6P/IGF2R). M6P/IGF2R je velký transmembránový glykoprotein, který mimo IGF2 váže také M6P-obsahující ligandy a navíc vazba jednoho ligandu může ovlivňovat vazbu druhého. Zvýšená exprese IGF2 navíc hraje důležitou roli ve vzniku určitých tumorů a M6P/IGF2R může hrát roli jako nádorový supresor. Cílem tohoto doktorského projektu bude příprava různých přípravu analogů M6P a přípravu IGF2-M6P kovalentně spojených konjugátů. Tato práce by mohla vést k zajímavým klinickým aplikacím nových M6P analogů. Téma práce je vhodné primárně pro absolventy chemických, případně farmaceutických oborů. Student si osvojí různé syntetické přístupy i metody charakterizace.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie přírodních látek, FPBT, VŠCHT Praha

Syntéza nových psychoplastogenních sloučenin jako potenciálních neurochemických nástrojů pro zkoumání lidského vnímání

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie přírodních látek, FPBT, VŠCHT Praha

Ústav informatiky a chemie

Buněčná heterogenita nádorového mikroprostředí

Garantující pracoviště: Ústav molekulární genetiky AV ČR, v. v. i.
Ústav informatiky a chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Mgr. Michal Kolář, Ph.D.

Anotace


Nádorové mikroprostředí výrazně ovlivňuje chování nádorů od jejich vzniku, přes proliferaci, až po vznik metastáz. Dizertační práce se bude zabývat heterogenitou buněčných typů přítomných v nádorovém mikroprostředí a heterogenitou buněk jednotlivých zastoupených typů, například nádorově asociovaných fibroblastů, a to pomocí funkčně genomických postupů na celogenomové úrovni a na úrovni jednotlivých buněk. Výsledky analýz budou statisticky zpracovány a interpretovány v kontextu buněčných signálních drah s cílem nalézt nové nádorové markery či terapeutické cíle.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav informatiky a chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Epigenetické změny při nádorových onemocněních

Garantující pracoviště: Ústav molekulární genetiky AV ČR, v. v. i.
Ústav informatiky a chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Mgr. Michal Kolář, Ph.D.

Anotace


Nádorové mikroprostředí výrazně ovlivňuje chování nádorů od jejich vzniku, přes proliferaci až po vznik metastáz. Epigenetické změny, které jsou velmi často pozorovány u nádorových buněk, velmi pravděpodobně ovlivňují i chování ostatních komponent nádorového mikroprostředí, například nádorově asociovaných fibroblastů. Dizertační práce se bude zabývat epigenetickými změnami v buňkách nádorového mikroprostředí, popisem změn v přístupnosti chromatinu na celogenomové úrovni, jejich statistickým zpracováním a interpretací změn v kontextu buněčných signálních drah s cílem nalézt nové nádorové markery či terapeutické cíle.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav informatiky a chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Integrace molekulového dokování s de novo návrhem molekul

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

Anotace


Tento projekt se zaměřuje na prozkoumání integrace molekulového dokování do de novo návrhu molekul. Projekt si klade za cíl překonat omezení současných metod počítačového návrhu léčiv, které často zápasí s obrovským chemickým prostorem a potřebou efektivní optimalizace navrhovaných sloučenin. Projekt adresuje výzvu po rozšíření chemického prostoru kombinací molekulového dokování s generativními modely založenými na hlubokém učení. Cílem takové integrace je zvýšení kvality generovaných molekul, které mají optimální 3D vazebnou afinitu vzhledem k svému biologickému cíli. Výzkum bude stavět na existujících technikách, jako je posilované učení (reinforcement learning), variační autoenkodéry, rekurentní neuronové sítě nebo transformery. Tímto způsobem si projekt klade za cíl výrazně zkrátit čas a snížit náklady spojené s vývojem léčiv. Konečným cílem tohoto projektu je vyvinout robustní generativní model založený na hlubokém učení, který může zefektivnit proces návrhu léčiv jak z hlediska nákladů, tak z hlediska časové náročnosti.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav informatiky a chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Interpretovatelná umělá inteligence v návrhu léčiv

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

Anotace


Projekt se zaměřuje na aplikaci interpretovatelné umělé inteligence (explainable artificial intelligence, XAI) v oblasti počítačového návrhu léčiv. Cílem projektu je vyvinout nové metodologie, které učiní rozhodovací procesy AI modelů používaných pro návrh léčiv transparentnějšími a srozumitelnějšími. V rámci projektu bude zkoumáno, jak může XAI zlepšit spolehlivost prediktivních AI modelů. Významným aspektem výzkumu bude integrace přístupů XAI s existujícími algoritmy návrhu léčiv za účelem zvýšení jejich interpretovatelnosti. Projekt usiluje o překlenutí propasti mezi pokročilými technikami AI a praktickými farmaceutickými aplikacemi, podporujíc tak efektivnější a informovanější návrh léčiv.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav informatiky a chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Metody umělé inteligence v počítačovém návrhu léčiv

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

Anotace


Cílem práce je prozkoumat využití metod umělé inteligence pro optimalizaci chemických a biologických vlastností nově navržených molekul. Navrhovaný výzkum se zaměří na vývoj výpočetního rámce, který kombinuje různé metody umělé inteligence pro generování struktur nových potenciálně biologicky aktivních sloučenin s požadovanými vlastnostmi. Projekt bude zahrnovat generování velkých datových sad molekul a implementaci různých postupů umělé inteligence pro prediktivní modelování a optimalizaci. Cílem této práce je poskytnout systematický a efektivní přístup k návrhu nových látek s optimalizovanými vlastnostmi, což by mohlo potenciálně urychlit proces objevování a vývoje léčiv.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav informatiky a chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Zlepšení návrhu léčiv pomocí umělé inteligence a nukleární magnetické rezonance

Garantující pracoviště: Ústav informatiky a chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Mgr. Daniel Svozil, Ph.D.

Anotace


V tomto průmyslovém doktorském projektu se kandidát připojí k dynamickému týmu na pomezí cheminformatiky, umělé inteligence (AI) a nukleární magnetické rezonance (NMR) se zaměřením na návrh léčiv. Úloha zahrnuje vylepšení komponent NMR-AI platformy AI|ffinity pro virtuální screening, objevování hitů a optimalizaci leadů. Tento úkol zahrnuje vývoj inovativních softwarových řešení pro jednu nebo více z následujících aplikací: 1. Vylepšení 2D molekulárních reprezentací pro posílení přesnosti virtuálního screeningu založeného na ligandech s využitím 1D NMR screeningových spekter. 2. Zlepšení algoritmů pro optimalizaci leadů založených na umělé inteligenci, které využívají 1D NMR omezení. 3. Inovace v algoritmech pro de novo návrh léčiv s využitím informací o ligandových epitopech z 1D NMR screeningových experimentů. Projekt nabízí praktické využití těchto nástrojů při objevování léčiv v reálném světě ve spolupráci s AI|ffinity a jejími partnery a zahrnuje mezinárodní průmyslovou stáž pro globální expozici a poznatky, které přímo přispívají k vývoji léčiv.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav informatiky a chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Ústav inženýrství pevných látek

Degradace a povrchová chemie polymerů aditivní výroby

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

Anotace


Aditivní výroba umožňuje nízkonákladovou výrobu polymerních prototypů. Jejich samovolná degradace je klíčová v procesu jejich rozkladu. Naproti tomu je limitující v dosažení účinnosti v náročných aplikacích, kde polymery nahrazují jiné materiály. Práce bude zaměřena na polymerní degradaci řízenou i samovolnou, povrchové modifikace chemie a morfologie a varianty kompozitních přístupů při inovaci využití polymerů aditivní výroby.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Chytré antimikrobiální materiály

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

Anotace


kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Interakce buněk s periodickými nano- a mikrostrukturovanými povrchy

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

Anotace


kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Konverze CO2 s použitím obnovitelných zdrojů energie

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

Anotace


V současnosti využití a konverze CO2 lze považovat za extremně důležitou otázku. Dostupné metody zachycování a konverze CO2 (tj. příprava 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Laserově indukovaný dewetting ušlechtilých kovů pro přípravu bimetalických nanočástic

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

Anotace


kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Pokročilé baktericidní povlaky s dlouhodobým účinkem

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

Anotace


Vědecký úkol zaměřený na optimalizaci ukotvenín 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Pokročilé materiály pro přípravu zeleného vodíku

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

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 – pžříprava/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, vyrobený z vody elektrolýzou. „Běžnou elektrolýzu“ však také nelze považovat za perfektní metodu z hlediska energetické náročnosti. Navrhovaná práce bude zaměřena na využití světlem řízeného štěpení vody. Bude vyvinuta a použita nová generace materiálů, které jsou schopny iniciovat fotolýzu vody při osvícení (ideálně při působení slunečním světlem). Práce bude probíhat ve spolupráci s komerčními partnery - Unipertrol, Škoda Transportation a LISS.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Pokročilé struktury a materiály pro povrchově zesílenou Ramanovou spektroskopie

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

Anotace


kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Příprava substrátů pro tkáňové inženýrství cév a kůže

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Nikola Slepičková Kasálková, Ph.D.

Anotace


Cílem této práce je rozšířit hranice regenerativní medicíny, multidisciplinárního oboru, který se zabývá obnovou nebo nahrazením poškozených tkání a orgánů. Hlavním úkolem bude vývoj a hodnocení nových substrátů pro tkáňové inženýrství zaměřené na obnovu tkáně, kterou nelze standardními metodami léčit či tkáně s omezenou schopností regenerace. Bude se jednat především o substráty pro náhrady malých cév a léčbu chronických ran.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Ústav konzervace potravin

Analýza profilů těkavých látek pro hodnocení kvality a bezpečnosti zpracovaných potravin

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

Anotace


Postupy plynové chromatografie s hmotnostní detekcí v různém uspořádání (jednorozměrná, chirální, vícerozměrná, s olfaktometrií) budou využity pro analýzu profilů těkavých látek potravinářských surovin a zpracovaných potravin. Cílem práce bude hodnocení kvality, průkaz mikrobiální kontaminace a identifikaci příčin smyslových vad. Výstupy cílené i necílené analýzy získané pomocí GC/MS budou korelovány s výstupy dalších laboratorních metod (chromatografická, mikrobiologická a senzorická analýza). Pro interpretaci výsledků rozborů budou využity pokročilé statistické metody a zohledněn vliv suroviny, receptury, technologie výroby a skladování. Projekt bude probíhat ve spolupráci s vybranými potravinářskými podniky.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav konzervace potravin, FPBT, VŠCHT Praha

Autenticita medu a dalších včelích produktů

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

Anotace


Mezi nejvýznamnější a nejdůležitější včelí produkt patří včelí med. Vzhledem k vysoké ceně bývá běžně porušována jeho kvalita a autenticita. Nejčastěji se jedná o pochybení výrobce (přídavek dalších složek do medu) nebo klamavé označení botanického či geografického původu. Cílem práce ověření autenticity medu podle jeho fyzikálně-chemických znaků. Na základě zjištěných hodnot bude rovněž posuzován botanický druh medu (květový, medovicový, jednodruhový) a jeho zeměpisná lokalita. Součástí této práce bude také hodnocení včelího vosku, který může být snadno falšován parafiny, kyselinou stearovou nebo palmitovou. Tento jev může mít negativní dopad na zdravotní stav včelstev a na chemické složení medu. Experimentální práce bude probíhat ve spolupráci s vybranými zkušebními laboratořemi a bude zaměřena na aplikaci základních i moderních postupů analýzy potravin (chromatografické a izotopové metody, hmotnostní spektrometrie, melissopalynologie).
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav konzervace potravin, FPBT, VŠCHT Praha

Funkční využitelnost a bezpečnost nových typů obalů v mlékárenském průmyslu

Garantující pracoviště: Ústav konzervace potravin
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Aleš Rajchl, Ph.D.

Anotace


Cirkularita a udržitelnost systémů balení potravin je významným aktuálně řešeným tématem. Výrobci potravin z různých důvodů upravují svá obalová řešení tak, aby tato řešení vyhovovala nově vznikajícím požadavkům z právě oblasti cirkularity a udržitelnosti. Nicméně zavádění nových systémů balení nelze provádět zodpovědně bez dostatečného zhodnocení této změny na balený výrobek. Práce se bude zabývat tímto zhodnocením a to z pohledu funkčních vlastností nových obalových materiálů a bezpečnosti obalů v rámci testování zdravotní nezávadnosti materiálů pro kontakt s potravinami.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav konzervace potravin, FPBT, VŠCHT Praha

Hodnocení kvality minoritních potravinářských surovin

Garantující pracoviště: Ústav konzervace potravin
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Aleš Rajchl, Ph.D.

Anotace


Minoritní suroviny jsou často, vzhledem k nízkým objemům výroby, opomíjeny a jejich kvalitě není věnována dostatečná pozornost. Cílem této práce bude posuzování kvality vybraných minoritních surovin. Součástí práce bude i vývoj nových analytických metod vhodných pro hodnocení kvality studovaných surovin.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav konzervace potravin, FPBT, VŠCHT Praha

Hodnocení trvanlivosti výrobků z ovoce a zeleniny

Garantující pracoviště: Ústav konzervace potravin
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Aleš Rajchl, Ph.D.

Anotace


Doktorská práce bude zaměřena na vývoj nových přístupů pro hodnocení trvanlivosti výrobků z ovoce a zeleniny. Hodnoceny budou faktory ovlivňující trvanlivost výrobků z ovoce a zeleniny. Bude posouzena vhodnost aplikace zrychlených skladovacích testů pro odhad trvanlivosti.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav konzervace potravin, FPBT, VŠCHT Praha

Systémy aktivního balení určené pro balení potravin

Garantující pracoviště: Ústav konzervace potravin
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Aleš Rajchl, Ph.D.

Anotace


S rostoucími nároky na složení, kvalitu a údržnost potravin rostou i požadavky na vlastnosti obalových materiálů. Jedním z prostředků prodloužení údržnosti minimálně opracovaných potravin mohou být i systémy aktivního balení, které zajišťují záměrnou pozitivní interakci s potravinami schopnou aktivně reagovat na změnu vnějších nebo vnitřních podmínek. Práce bude zaměřena na přípravu a zkoumání aktivních systémů balení uplatňovaných v materiálech pro kontakt s potravinami. Součástí práce bude příprava polysacharidových filmů s aktivní funkcí umožňující antimikrobiální a antioxidační účinek. U těchto filmů budou následně zkoumány a optimalizovány jejich funkční vlastnosti, především podstata aktivní funkce (antimikrobiální a antioxidační vlastnosti), dále pak propustnost pro plyny, vlhkost a aromatické látky, mechanické a optické vlastnosti. Zkoumána bude taktéž zdravotní nezávadnost z pohledu nežádoucích účinků migrace nízkomolekulárních látek (bezpečnost, ovlivnění senzorických a nutričních vlastností).
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav konzervace potravin, FPBT, VŠCHT Praha

Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství

Degradace 3D tištěných kovových materiálů vodíkem

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, FCHT, VŠCHT Praha

Korozní mechanismy gyroidních implantátů z beta slitiny titanu

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

Anotace


Práce bude zaměřena na kritické typy korozního napadení tohoto typu implantátů, a to zejména štěrbinová koroze, abrazní koroze a mechanicko-korozní únava. Pro studium budou korozního chování budou použity elektrochemické, analytické, tribologické a mechanické laboratorní metody. V rámci práce budou rovněž zapojeny numerické simulace pro modelování chování v reálném tělním prostředí.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, FCHT, VŠCHT Praha

Kovové materiály vyrobené 3D tiskem

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace: ( 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, případně biologické vlastnosti ocelí, titanových slitin, biodegradovatelných materiálů, případně hliníkových slitin, vyrobených technologiemi SLM a DED. Rovněž 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, FCHT, VŠCHT Praha

Mechanismus vzniku intermetalických sloučenin při mechanickém legování

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

Anotace


Mechanické legování je populární technologie pro přípravu prášků slitin nebo intermediálních fází (např. intermetalik, karbidů nebo boridů) prostřednictvím vysokoenergetického mechanického mletí. Vysoká obliba metody je dána především tím, že obvykle vede k získání nanostrukturovaných materiálů a tím, že i vzájemně nemísitelné prvky mohou při ní vytvořit tuhé roztoky. Přestože je známý výsledek a existuje několik popisů procesu, přesný mechanismus vzniku intermetalik při tomto procesu není dosud plně pochopen. Důvodem pravděpodobně je široká škála možných parametrů a nemožnost přímého měření teploty prášku v mlecí nádobě. Tato práce počítá s následujícím plánem: nepřímé stanovení maximální teploty prášků v závislosti na podmínkách mletí (rychlost otáčení, poměr hmotnosti prášku a mlecích koulí, velikost koulí) prostřednictvím tepelného rozkladu solí, porovnání fázového složení mechanicky legovaných prášků se srovnávací směsí prášků vystavenou stejné teplotě v peci a pozorování časové závislosti mikrostruktury a fázového složení pomocí XRD a elektronové mikroskopie (SEM, TEM). Mechanismus bude pozorován na různých systémech obsahujících křehké a tvárné prášky (např. Ti-Al, Ti-Si, Ti-Al-Si) a budou vysloveny obecné závěry ohledně mechanismu mechanického legování.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, FCHT, VŠCHT Praha

Modifikace povrchů kovových biodegradovatelných materiálů

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

Anotace


Biodegradovatelné slitiny kovů představují perspektivní směr vývoje v oblati ordopedických aplikací, zejména traumatologie. Mezi slibné systémy patří slitiny na bázi zinku. U těchto materiálů nicméně dochází k nerovnoměrnému koroznímu napadení a, zejména v prví fázi po implantaci, ke zvýšenému dávkování kovových iontů do organismu. V rámci práce budou modifikovány povrchy zinkových slitin za účelem zvýšení jejich užitných vlastností, zejména biokompatibility. Ty budou hodnoceny s využitím standardních materiálových, elektrochemických a spektroskopických metod.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, FCHT, VŠCHT Praha

Modifikace povrchů kovových biomateriálů

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

Anotace


Kovové biomateriály 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, FCHT, VŠCHT Praha

Nové přístupy k protikorozní ochraně ocelové výztuže betonu

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

Anotace


Koroze ocelové výztuže je hlavní příčinou poškození železobetonových konstrukcí, které vyvolává obrovské ekonomické škody a představuje bezpečnostní riziko. Ochranu výztuže před korozí se dosud nepodařilo uspokojivě vyřešit. Rozvíjené přístupy jsou založeny na volbě odolnějších materiálů, použití vhodných povrchových úprav a aplikaci korozních inhibitorů, utěsňovacích prostředků a elektrochemických způsobů protikorozní ochrany. V práci budou rozvíjeno především využití elektrochemických technik pro urychlení transportu korozních inhibitorů k výztuži a pro zvýšení účinku utěsňovacích prostředků. Budou vyvíjeny metody elektrochemického testování účinnosti těchto ochranných postupů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, FCHT, VŠCHT Praha

Nové třídy ocelí pro výrobu, transport a skladování vodíku

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

Anotace


V rámci budování udržitelného energetického systému je zásadní, aby se vodík stal součástí energetického mixu. Do roku 2030 se očekává, že bude investováno přibližně 60 miliard EUR do infrastruktury, výzkumu a vývoje a nových výrobních zařízení v rámci hodnotového řetězce, včetně dodavatelů komponent, specializovaných materiálů a konečných aplikací, jako je vývoj vozidel s palivovými články a modernizace průmyslových tepelných zařízení. Korozivzdorná ocel je považována za optimální materiál např. pro elektrolyzérové membrány s protonovou výměnou (PEM), dopravu kapalného vodíku a skladování stlačeného vodíku. Tyto materiály však mohou trpět vodíkovým křehnutím (HE), omezenou svařitelností, vysokými výrobními náklady a silnou závislostí na dovozu surovin. Proto budou v rámci evropského projektu vyvinuty inovativní austenitické Korozivzdorné a běžné manganové oceli pro výrobu, kryokonzervaci vodíku a přepravu stlačeného vodíku. Studie se zaměří na jejich náchylnost k HE a interakci mezi vodíkem a mikrostrukturou oceli. Cílem je dosáhnout pochopení vlivu složení a mikrostruktury oceli na mechanické vlastnosti, vstup vodíku a interakci s materiálem s využitím řady pokročilých technik, které jsou k dispozici ve vodíkové laboratoři Technoparku Kralupy.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, FCHT, VŠCHT Praha

Pokročilé slitiny s vysokou entropií a modifikovatelnými vlastnostmi

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, FCHT, VŠCHT Praha

Příprava a charakterizace kovových kompozitních materiálů

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

Anotace


Kompozitní materiály jsou tvořeny minimálně dvěma složkami - matricí a výztuží. Výsledné vlastnosti kompozitu ovlivňují tedy tři faktory, a to vlastnosti matrice, vlastnosti výztuže a synergický efekt jejich působení. V práci budou připravovány materiály s titanovou výztuží připravenou aditivními technologiemi a také metodami práškové metalurgie. Následně bude výztuž infiltrována matricí z bioresobrovatelných kovů a slitin. Bude popsána mikrostruktura a mechanické vlastnosti připravených materiálů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, FCHT, VŠCHT Praha

Příprava a charakterizace vysoce pevných lehkých slitin na bázi hliníku

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

Anotace


Slitiny hliníku jsou velmi populární konstrukční materiály, jejichž vlastnosti lze vylepšit vhodným legováním a zpracováním např. práškovou metalurgií. Cílem práce bude nalézt vhodné zpracování slitin Al s lehkými prvky a jejich případné povlakování čístým Al pomocí práškové metalurgie. Bude popsána mikrostruktura a mechanické vlastnosti připravených materiálů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, FCHT, VŠCHT Praha

Rozvoj metod preventivní konzervace kovů

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

Anotace


Kovové sbírkové předměty, jako jsou archeologické nálezy, přirozené zkorodované či patinované předměty, jsou vystaveny působení atmosférických podmínek muzeí, depozitářů, archivů, kostelů a podobně. Jejich korozní chování velmi často závisí na stabilitě korozních produktů a jejich ochranných či korozně stimulačních vlastnostech. Stabilizace korozních produktů lze využít i jako způsob konzervace. Účinnost postupů stabilizace korozních produktů je žádoucí kontrolovat pomocí korozního monitoringu s využitím korozních senzorů i identickým chování. V rámci práce budou rozvíjeny jak metody stabilizace reálných korozních produktů, tak senzory s povrchovými úpravami a identickou korozní odezvou na změny expozičních podmínek.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, FCHT, VŠCHT Praha

Slinuté silicidy jako nástrojové materiály budoucnosti

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

Anotace


Slinuté karbidy jsou velmi populárním materiálem pro výrobu nástrojů díky své tvrdosti, otěruvzdornosti a tepelné stabilitě. Problémem však je to, že dostupnost a cena wolframu a kobaltu v nich obsažených značně závisí na geopolitické situaci. Z tohoto důvodu jsou tyto prvky řazeny v Evropě na seznam tzv. kritických surovin. Tato práce směřuje k vývoji zcela nového nástrojového materiálu, který by tyto prvky vůbec neobsahoval. Budou vyvíjeny slinuté silicidy, kde bude tvrdou fází silicid přechodného kovu a pojivem kov nebo houževnatější intermetalická fáze. Vhodné kombinace tvrdé fáze a pojiva budou vybrány na základě termodynamického rozboru a dostupných informací o mechanických vlastnostech silicidů. Navržené kompozity budou připraveny technikami práškové metalurgie s využitím mechanického legování a slinování v plazmatu. Bude popsána mikrostruktura, fázové složení a mechanické a tribologické vlastnosti pro různé kombinace a poměry výztuže a matrice. Budou kvantifikovány vztahy mezi množstvím silicidu a výslednými vlastnostmi.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, FCHT, VŠCHT Praha

Využití odpadních materiálů pro zvýšení užitných vlastností moderních slitinových systémů

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

Anotace


Kovové materiály již v řadě aplikací nacházejí z hlediska mechanických vlastností již jistá omezení, která není možné překonat běžnými technikami zahrnujícími například zjemnění mikrostruktury nebo intenzivní plastickou deformací. Velmi perspektivním přístupem se tak zdá být cílené vnášení částic nových fází do těchto systémů v podobě oxidů nebo karbidů, které tyto materiály podstatným způsobem zpevňují. V rámci disertační práce bude zkoumána možnost zpracování rozdílných odpadních materiálů vedoucích k zvýšení užitných vlastností moderních slitinových systémů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, FCHT, VŠCHT Praha

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

Biodegradace obnovitelných polyuretanů připravených neisokyanátovou cestou

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

Anotace


Polyuretany (PU) jsou pátým nejžádanějším syntetickým polymerem v Evropě, a to především díky své vysoké univerzálnosti umožňující výrobu měkkých, polotuhých a tvrdých pěn, elastomerů, tmelů a nátěrů. Kromě chemické recyklace PU se za perspektivní přístup považuje jejich biologická (enzymatická) degradace. Ochota biodegradovat závisí především na chemickém složení a struktuře PU materiálů. Všestrannost PU chemie umožňuje připravit PU materiály, které jsou v souladu se současným trendem designovány jako „dle požadavku“ degradovatelné. Tento přístup lze také použít pro přípravu tzv. „neisokyanátových“ (NIPU) materiálů, které jsou v současné době intenzivně vyvíjeny, jelikož jejich příprava je šetrná k životnímu prostředí a vyhýbají se použití toxických isokyanátů. Strukturu NIPU lze navíc snadno přizpůsobit pro urychlenou biodegradaci, např. zavedením polárnějších (typicky hydroxylových) skupin. Dalším environmentálně příznivým rysem NIPU je možnost použití výhradně obnovitelných surovin / monomerů pro jejich syntézu. Cílem této práce je připravit nové NIPU materiály s různým chemickým složením a nadmolekulární strukturou a studovat jejich biodegradaci s cílem pochopit vztahy mezi rychlostí biodegradace a NIPU strukturou.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Cílená radioterapie pro léćbu ypoxických nádorů.

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

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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Fixace CO2 – cesta k udržitelným polymerům

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

Anotace


Zvyšující se produkce skleníkového plynu oxidu uhličitého (CO2) je obecně považována za největší příčinu globální změny klimatu. 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 kombinací aniontů a kationtů se ILs jeví jako univerzální katalyzátory pro cykloadici epoxidu a CO2. V rámci doktorského projektu se předpokládá několikaměsíční stáž studenta na zahraničním spolupracujícím pracovišti (INSA Lyon, Francie).
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Nový koncept zlepšení cílení polymerních konjugátů pro dopravu léčiv do mozku

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

Anotace


Tématem dizertační práce je koncepčně nový systém pro inhibici glutamát karboxypeptidázy II (GCP II) v mozku jako terapeutický nástroj pro potlačení glutamátové toxicity a následného sekundárního poškození způsobeného zánětlivou reakcí po ischemickém, hemoragickém nebo traumatickém poškození mozku (které obvykle poškozují mozek a míchu více než primární poranění a jsou důvodem, proč se nervové poškození často zhoršuje během několika dní po prvním výskytu příznaků). Dopravní systém bude modifikovat nepříznivé hydrofilní vlastnosti inhibitorů GCP II, které samy nemohou překročit hematoencefalickou bariéru (BBB). Dopravní systém také zvýší účinnost inhibitoru tím, že vytvoří multivalentní fyzikálně samouspořádané, biokompatibilní, polymerem pokryté pevné lipidové nanočástice. Nanočástice obsahující inhibitor se po překročení BBB, který je zprostředkovaný apolipoproteinem E, rozpadnou a inhibitor vázaný na polymer se vratně zakotví do membrány v blízkosti membránového enzymu GCP II. Očekává se, že toto zakotvení do membrány bude obecně použitelný koncept pro cílení též jiných enzymů nebo receptorů než GCP II.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Polymerní koloidy jako speciální nosiče pro transport biologicky aktivních látek nosní dutinou

Garantující pracoviště: Ústav polymerů
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Polymerní kompozity s řízeným mezifází - reologie a zpracování

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

Anotace


Polymerní kompozity jsou materiály s vysokým aplikačním potenciálem pro použití v pokročilých technologiích. Téma se zabývá řízením vlastností mezifází polymer-plnivo pomocí povrchové modifikace částic plniva a jeho vlivem na reologické vlastnosti kompozitů se zvláštním důrazem na jejich elasticitu. Přestože reologické jevy vyvolané přítomností plniva jsou v literatuře popsány, jejich podstata a vysvětlení je často stále nejasná. Systematická studie vlivu velikosti částic, jejich koncentrace a povrchové modifikace na elastické vlastnosti polymerních tavenin bude základem této doktorské práce. Dále budou studovány i zpracovatelské vlastnosti kompozitů včetně analýzy výskytu tokových nestabilit. Práce je převážně experimentální s použitím technik oscilační a kapilární reologie. Struktura kompozitů bude zkoumána zejména metodami elektronové mikroskopie.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Polymerní materiály a kompozity pro 3D tisk

Garantující pracoviště: Ústav polymerů
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( 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. Cílem práce je vyvinout nové funkční polymerní materiály a kompozity pro technologie 3D tisku 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Polymerní nosiče pro léčbu mozkové mrtvice

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

Anotace


Léčba mozkové mrtvice, která je jednou z nejsmrtelnějších chorob, se v posledních letech výrazně zlepšila. Farmakologická léčba, tj. intravenózní trombolýza, zůstane i nadále základním kamenem léčby akutní mrtvice. Bohužel množství vhodných a účinných trombolytik je stále omezené. Potenciál pro zlepšení léčby je proto značný, zejména při použití polymerních nosičů. Polymerní nosiče jsou netoxické, neimunogenní a biokompatibilní polymerní materiály umožňující cílení a řízené uvolňování biologicky aktivních sloučenin v léčené tkáni, a tím minimalizují vedlejší účinky nesených aktivních látek. Téma doktorského projektu bude spočívat v syntéze a studiu vlastností na míru vyrobených polymerních nosičů trombolytik. Téma je vhodné pro absolventy chemie, případně farmacie. Student získá nové dovednosti v syntéze a metodách charakterizace a může se podílet na biologické charakterizaci. Nabízíme zajímavou a pestrou práci v zavedeném týmu Biolékařských polymerů, poskytující kvalitní přístrojové a materiální zázemí.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Radioaktivní a fluorescenční značení polymerů a nanočástic pro medicínu a preklinické testování

Garantující pracoviště: Ústav polymerů
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Samočistící antibiofilmové polymerní povrchy

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

Anotace


Tvorba bakteriálních biofilmů je jedním z hlavních problémů současného biomedicínského výzkumu. V těle se takové biofilmy vytvářejí na povrchu zdravotnických prostředků, například kloubních protéz nebo srdečních chlopní, kde způsobují zánět a chronické infekce. Cílem tohoto projektu je vyvinout novou třídu inteligentních samočistících antibiofilmových polymerních povrchů, založených na poly(2-alkyl-2-oxazolinech), které jsou pro proteiny neadhezivní a současně jsou schopné aktivně katalyticky zabránit tvorbě biofilmu ve velmi dlouhodobém horizontu. Práce na projektu zahrnuje syntézu polymerů, přípravu povrchů a studium jejich fyzikálně-chemických vlastností. Kromě toho budou vybrané povrchy testovány in vitro a in vivo ve spolupráci s biology.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Samoopravitelné a recyklovatelné polymerní materiály připravené z obnovitelné kyseliny itakonové

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

Anotace


Kyselina itakonová je obnovitelná nenasycená dikarboxylová kyselina a jedna z nejdůležitějších sloučenin získaných z biomasy, kterou lze využít na přípravu široké škály cenných chemikálií a polymerních materiálů. Cílem doktorského tématu je připravit a charakterizovat polymerních materiálů na bázi kyseliny polyitakonové a jejích nanokompozitů obsahující 2D vrstevnaté nanočástice. 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 („self-healing“) 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Stereolitografický 3D tisk biokompatibilních hydrogelů

Garantující pracoviště: Ústav polymerů
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Dr. Ing. Miroslava Dušková

Anotace


Principem stereolitografického 3D tisku je vytvrzování reaktivních molekul, oligomerů i polymerů vzájemnou reakcí jejich chemických skupin zpravidla mechanismem fotopolymerizace. Cílem projektu je využít stereolitografický tisk v přípravě biokompatibilních hydrogelů, které např. poskytují vynikající prostředí pro kultivaci buněk nebo jsou vyvíjeny jako materiály pro diagnostiku, nosiče léčiv a implantace. V těchto aplikacích musí být dosaženo přesně definované 3D struktury gelů a zpravidla řízené porozity: cílem je dosáhnout struktury sestávající z propojených gelových domén protkaných komunikačními kanály při zachování mechanické pevnosti a integrity (bikontinuální struktura). V rámci projektu bude vyvíjen tisk pokročilých gelových objektů, který zahrnuje hlubší studium mechanismu vzniku gelu a tvorby polymerní sítě během procesu tisku, vývoj nových reaktivních směsí vhodných pro tisk včetně monomerů z přírodních zdrojů a využití získaných poznatků k rozšíření stereolitografického 3D tisku na přesnou výrobu hydrogelů pro aplikace v biomedicíně. V rámci studia budou vyvíjeny nové tiskové směsi poskytující biokompatibilní hydrogely, posléze budou použity k výrobě makroporézních hydrogelových substrátů. Podmínkou jsou znalosti uchazeče v oblasti chemie materiálů, makromolekulární nebo organické chemie. Znalost software pro navrhování tisknutelných tvarů je výhodou.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Supramolekulární polymerní systémy citlivé na vnější podněty pro biomedicínské aplikace

Garantující pracoviště: Ústav polymerů
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky

Hybridní a adaptivní softwarové senzory pro pokročilé monitorování bioprocesů

Garantující pracoviště: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Pavel Hrnčiřík, Ph.D.

Anotace


Kvalita řízení biotechnologických výrobních procesů používaných ve farmacii a potravinářství je často limitována omezenou možností on-line měření hodnot klíčových procesních ukazatelů (např. koncentrace buněk, rychlost růstu, produkce, apod.). Jedním z možných řešení je použití softwarových senzorů pro průběžné odhadování hodnot klíčových procesních ukazatelů na základě on-line měřitelných procesních veličin. Práce je zaměřena na vývoj hybridních softwarových senzorů a datově řízených softwarových senzorů s dynamicky přepínanou strukturou, které budou schopny vyhodnocovat kvalitu svého odhadu v průběhu procesu odhadu a průběžně upravovat skladbu svých datových vstupů, tedy využívat pro každou jednotlivou fázi procesu jinou on-line měřenou veličinu nebo sadu proměnných.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Moderní metody strojového učení v analýze biomedicínských dat

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

Anotace


Cílem disertační práce je návrh a implementace komplexního systému pro analýzu biomedicínských dat. Data pro analýzu budou poskytnuta/naměřena ve Fakultní nemocnici Královské Vinohrady Praha a Nemocnice Pardubického kraje. Systém bude (i) sloužit jako pomocný nástroj specialisty (lékaře) při objektivním posouzení aktuálního stavu pacienta, (ii) umožňovat analýzu jedno- i vícerozměrových dat (především EKG, tepová frekvence, pohybová data, případně CT a NMR). Metodika využitá pro analýzu bude postavená na klasických statistických metodách (OLR, RF, atp.) zároveň bude využívat metody hlubokého učení.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Multifunkční nano/mikrorobotické systémy pro boj s bakteriálními infekcemi

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

Anotace


Zvyšující se odolnost bakterií vůči stávajícím antibiotikům představuje významné globální ohrožení veřejného zdraví. Stávající antibiotické léčby často čelí výzvám při efektivní dodávce léčiv na místo infekce, což vede k nechtěným mimo-cílovým účinkům a rozvoji a šíření rezistence na léky. Proto je naléhavá potřeba rozvoje přístupů, které mohou efektivně dodávat antimikrobiální náklady na místo infekce. Systémy pro dodávání léků založené na mikro/nano-robotech s antimikrobiálními vlastnostmi se nedávno objevily, a získaly značný zájem jako potenciální terapeutické řešení proti bakteriální rezistenci. Mikro a nanoroboti jsou zmenšené ovladatelné zařízení navržené pro provoz na mikrometrové a nanometrové úrovni. Projevují schopnost autonomního nebo polem řízeného pohybu, aktivní přepravy terapeutických nákladů, provedení přesné mikromanipulace, použití robustních mechanických sil během pohybu a reakci na interní faktory (jako je pH, chemické gradienty atd.) nebo vnější podněty (včetně magnetického pole, světla, ultrazvuku atd.). Tyto vlastnosti umožňují cílené dodání antimikrobiálních látek na infikovaná místa a zvyšují průnik skrz bakteriální biofilmy. Navzdory dosavadním úsilím je tato oblast výzkumu teprve v plenkách. Například k řešení složitých podmínek infekce je nezbytné vyvinout multifunkční antimikrobiální mikro/nanoroboty. Navíc při jejich návrhu je třeba zvážit i biokompatibilitu a biodegradabilitu/obnovitelnost antimikrobiálních mikro/nanorobotů. Tento projekt se zaměří na návrh, vývoj a charakterizaci nových biodegradovatelných multifunkčních mikro/nanorobotů k boji proti rezistenci bakterií. Experimentální vývoj antimikrobiálních mikro/nanorobotů bude podporován výpočetním návrhem.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Ochranné štíty autonomních systémů před elektromagnetickými interferencemi

Garantující pracoviště: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Optimalizace statistických modelů a modelů strojového učení pro zpracování vícedimenzionálních dat v chemii

Garantující pracoviště: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: RNDr. Mgr. Pavel Cejnar, Ph.D.

Anotace


Tato práce se zaměřuje na zpracování, rekonstrukci a analýzu vícedimenzionálních signálů, zejména těch s významnými rušivými složkami. Analýza smíšených chemických vzorků, využívající techniky jako je hmotnostní spektrometrie a kapilární elektroforéza, generuje obrovské množství dat, která jsou často ovlivněna mnoha nežádoucími fyzikálními faktory. Cílem je zaměřit se na identifikaci a optimalizaci vhodných statistických a strojových učebních modelů. To zahrnuje porovnávání různých modelů a jejich zdokonalení s důrazem na filtrování nechtěných složek, rekonstrukci optimálních signálů a přímou extrakci důležitých hodnot. Práce zahrnuje spolupráci s ústavem biochemie a mikrobiologie a využívá jejich rozsáhlé zkušenosti s analýzou proteinů pomocí hmotnostní spektrometrie.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Příprava ekologicky nezávadných kompozitů pro stínění elektromagnetických interferencí

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

Anotace


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

Senzorová pole taktilních senzorů teploty a tlaku

Garantující pracoviště: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Využití metod strojového učení pro mezioborovou analýzu geografických dat

Garantující pracoviště: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Pavel Hrnčiřík, Ph.D.

Anotace


V uplynulém desetiletí došlo k dynamickému rozvoji leteckého laserového skenování výškopisu území většiny evropských zemí včetně České republiky. Digitální modely reliéfu, které jsou jedním z výsledků tohoto laserového skenování poskytují mimořádně velké množství detailních informací o charakteru zemského povrchu v rámci daného území. Manuální analýza těchto datových sad je velmi pracná a zdlouhavá a v případě zkoumání větších území tedy poměrně neefektivní i z pohledu nákladů na lidskou práci. Metody strojového učení v této souvislosti nabízejí perspektivní alternativu pro řešení tohoto velmi aktuálního problému. Tato práce je konkrétně zaměřena na analytické zpracování digitálních modelů reliéfu pomocí metod strojového učení za účelem identifikace a klasifikace reliktů terénních objektů vytvořených lidskou činností (využití např. v archeologii, ochraně přírody, apod.).
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Vývoj moderních štítů elektromagnetického záření jako pasivní ochrany informací před odposloucháváním

Garantující pracoviště: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Vývoj obnovitelných vodivých hydrogelů pro flexibilní systémy skladování energie

Garantující pracoviště: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav matematiky, informatiky a kybernetiky, FCHI, VŠCHT Praha

Ústav mléka, tuků a kosmetiky

Modelování reologických vlastností fermentovaných mléčných výrobků..

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

Anotace


Fermentované mléčné výrobky vykazují komplikované reologické chování nenewtonských kapalin, které je důležité jak pro inženýrské procesy při zpracování koagulátu, tak pro vnímání textury a její stabilitu jako důležitou složku jakosti těchto výrobků. Je přitom určeno komplexem faktorů zahrnující jak složení výrobku, použité startovací kultury, tak způsob a podmínky výroby a zpracování koagulátu. Cílem práce bude vytvoření modelu reodestruktivního a tixotropního chování fermentovaných mléčných výrobků zahrnující faktory složení suroviny, průběh prokysávání a podmínky mechanického namáhání koagulátu při jeho rozmíchávání. Model bude využit pro charakterizaci vlivu tvorby exopolysacharidů bakterií mléčného kvašení na vlastnosti výrobků.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav mléka, tuků a kosmetiky, FPBT, VŠCHT Praha

Příprava bílkovinných koncentrátů z výlisků a extrakčních šrotů olejnin

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

Anotace


Komerční výroba sójových extrakčních šrotů, bílkovinných koncentrátů a izolátů je příkladem moderní průmyslové separace proteinů, důraz je kladen na zachování funkčních vlastností bílkovin (texturní, emulgační, gelotvorné, pěnivost či schopnost vázat vodu a tuk), jejich stravitelnost, potlačení ztrát esenciálních aminokyselin i odstranění nežádoucích antinutričních sloučenin. Zpracování sójových bobů vyžaduje kondicionaci, odslupkování, vločkování, rozpouštědlovou extrakci technickým hexanem, desolventizaci extrakčních šrotů v toasteru, úpravu jejich finální vlhkosti a nezbytnou recyklaci organického rozpouštědla. Bílkovinné koncentráty vyrobené z extrakčních šrotů sóji luštinaté nalézají značné uplatnění v potravinářském a krmivářském průmyslu. Výlisky či extrudáty získané čistě mechanickou cestou ze semen řepky olejky a slunečnice roční jsou doposud druhotnou surovinou s uplatněním při výrobě krmiv a hnojiv. Valorizace takových surovin z obnovitelných zdrojů je žádoucí, neboť jsou zdrojem hodnotných bílkovin. Hlavním cílem disertační práce je koncentrace bílkovin suchou (mletí, aspirace) či mokrou (extrakce vodnými roztoky, ethanolem) cestou z olejnatých semen (případně kombinací mokré a suché cesty), se zaměřením na slunečnici roční a řepku olejku. Jako referenční materiál bude sloužit sója luštinatá, neboť přípravu extrakčních šrotů a bílkovinných koncentrátů ze sójových bobů považujeme za průmyslový standard. Bude optimalizován způsob koncentrace rostlinných bílkovin, výběr vhodného extrakčního činidla, modelování technologických experimentů v laboratorním měřítku a kvantitativní analýzu významných antinutričních sloučenin. Klíčové bude monitorování a zajištění zdravotní nezávadnosti finálních bílkovinných koncentrátů (riziko kontaminace patogenními mikroorganismy, rezidua inhibitorů trypsinu, fytátů a glukosinolátů).
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav mléka, tuků a kosmetiky, FPBT, VŠCHT Praha

Složení povrchových kožních lipidů v závislosti na použití různých biologicky aktivních látek v kosmetických přípravcích

Garantující pracoviště: Ústav mléka, tuků a kosmetiky
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Iveta Hrádková, Ph.D.

Anotace


Složení povrchových kožních lipidů je závislé na mnoha faktorech – věku, pohlaví, části těla, ale i použití kosmetických přípravků. Cílem práce bude monitorování složení kožních lipidů evropské populace v závislosti na věku, pohlaví a části těla odběru povrchových kožních lipidů. Dále budou vybrány biologicky aktivní látky, u kterých lze předpokládat vliv na složení povrchových kožních lipidů, tyto látky budou součástí kosmetického emulzního systému. Bude zkoumán vliv aktivních kosmetických látek na změnu složení povrchových kožních lipidů dobrovolníků po aplikaci na pokožku.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav mléka, tuků a kosmetiky, FPBT, VŠCHT Praha

Vlastnosti nezákysových bakterií mléčného kvašení

Garantující pracoviště: Ústav mléka, tuků a kosmetiky
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Šárka Horáčková, CSc.

Anotace


Při výrobě a zrání sýrů se uplatňuje široké konsorcium mikroorganismů, jehož nejvýznamnější složku tvoří bakterie mléčného kvašení (BMK). Používají se jednak jako zákysové a doplňkové kultury a jednak vstupují do procesu jako tzv. nezákysové BMK (NSLAB), které zahrnují převážně fakultativně heterofermentativní laktobacily a enterokoky. Vliv těchto bakterií je kmenově specifický a závislý na technologickém procesu a interakcích s ostatními mikroorganismy. Ze skupiny NSLAB lze vyselektovat nové kmeny s významnými funkčními vlastnostmi a využít jejich potenciál jako doplňkové kultury s pozitivním vlivem na zrání sýrů. Mohou ale také způsobovat vady sýrů (produkce plynu, biogenních aminů) či být přenositelem genů antibiotické (Atb) rezistence. Tato problematika je podrobněji popsána u definovaných kultur BMK, ale málo údajů je známo právě o rezistenci NSLAB. Náplní disertační práce bude izolace a charakterizace kmenů NSLAB ze syrového mléka, sýrů vyrobených ze syrového i pasterovaného mléka z hlediska funkčních (technologických, protektivních a probiotických) charakteristik, Atb rezistence a dalších. Bude posouzeno riziko NSLAB jako potenciálního rezervoáru genů Atb rezistence. Vhodné kmeny BMK se zdokumentovanými vlastnostmi budou uloženy v České sbírce mlékárenských mikroorganismů Laktoflora a jejich aktivita bude ověřena v pokusných výrobách sýrů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav mléka, tuků a kosmetiky, FPBT, VŠCHT Praha

Vliv interakce rostlinných a mléčných bílkovin na vlastnosti hybridních alternativ mléčných výrobků.

Garantující pracoviště: Ústav mléka, tuků a kosmetiky
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav mléka, tuků a kosmetiky, FPBT, VŠCHT Praha

Využití membránových procesů při zpracování syrovátky.

Garantující pracoviště: Ústav mléka, tuků a kosmetiky
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Ladislav Čurda, CSc.

Anotace


Syrovátka obsahuje téměř polovinu sušiny původního mléka. Její efektivní zpracování v relativně malém měřítku pro potravinářské využití je stále problematické. Zejména kyselá syrovátka představuje kvůli vysokému obsahu solí a kyseliny mléčné obtížně zpracovatelný vedlejší produkt výroby tvarohů a některých jogurtů se zvýšeným obsahem bílkovin. Také při zpracování sladké syrovátky vznikají často další vedlejší produkty s omezeným využitím. Cílem práce je navrhnout postup zpracování syrovátky se zaměřením na aplikaci pro potravinářské účely a minimalizaci nebo využití odpadních proudů. Kromě membránových procesů se předpokládá i možnost enzymové modifikace bílkovin nebo laktosy.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav mléka, tuků a kosmetiky, FPBT, VŠCHT Praha

Ústav molekulární genetiky AV ČR, v. v. i.

Populační genomika starověké DNA: detekce populační substruktury v lidských populacích

Garantující pracoviště: Ústav informatiky a chemie
Ústav molekulární genetiky AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: RNDr. Edvard Ehler, Ph.D.

Anotace


Rozvoj technologií starověké DNA (aDNA) v posledních letech dal vzniknout obrovskému množství vzorků lidského genomu, zejména z prehistorické Evropy. Většina známých vzorků pochází z prvních čtyř tisíciletí před naším letopočtem, období popisovaných jako neolit, doba bronzová a doba železná na základě souvisejících archeologických nálezů. Tyto populace jsou popsány především pomocí jejich kulturních rysů (archeologických nálezů, např. keramiky, pohřebnictví, příprava potravy, technologie). Biologický vztah mezi různými populacemi žijícími v té době se teprve začíná odhalovat. Doktorand/ka bude asistovat při bioinformatickém zpracování genomových vzorků aDNA (v rámci oceněného mezinárodního grantového projektu CZ-PL Weave) se zaměřením na populace z doby bronzové a železné ze střední Evropy. Získaná genomická data budou využita v hlavním cíli navrhovaného doktorského projektu – otestovat různé metody detekce populační substruktury a podobností a identifikaci populačních příměsí nebo izolačních událostí. Zájemce o pozici bude vyzván, aby otestoval různé metody populační genetiky, stejně jako moderní techniky snižování rozměrů a strojového učení a přístupy k popisu a pochopení genomických dat na úrovni populace. To by nám mělo umožnit lépe rozpoznat genetické pozadí cílových populací, odhadnout tok genů mezi nimi a tím i regionální variabilitu a pomoci nám zjistit jejich sociální strukturu, sňatkové vzorce a identifikovat možné migrace.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav molekulární genetiky AV ČR, v. v. i.

Ústav organické chemie

Fluorační činidla na bázi aza[2.2]paracyklofanu

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

Anotace


Planárně chirální [2.2]paracyklofany, které se vyznačují rigidní strukturou a chemickou stabilitou, našly široké uplatnění mj. v asymetrické syntéze. Aza[2.2]paracyklofany, nazývané též pyridinofany, jsou poměrně vzácné, avšak pozoruhodné sloučeniny, které mají zajímavé chiroptické vlastnosti a byly použity např. jako enantioselektivní katalyzátory. Cílem práce bude syntéza nových nukleofilních fluoračních činidel nesoucích chirální jednotku na bázi aza[2.2]paracyklofanu a jejich využití v enantioselektivní syntéze.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Fluorační činidla s chirálním azatriptycenovým skeletem

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

Anotace


Triptyceny jsou velmi zajímavé organické molekuly, které našly díky svým unikátním vlastnostem a rigidnímu skeletu uplatnění v řadě oblastí, mj. v supramolekulární a materiálové chemii. Avšak jejich potenciál v asymetrické syntéze a katalýze zůstává dosud skrytý. Heterotriptyceny, které obsahují heterocyklický kruh jako součást bicyklo[2.2.2]oktanového jádra, jsou poměrně novou třídou sloučenin. Cílem práce bude syntéza fluoračních činidel obsahujících jako chirální jednotku azatriptycen a jejich využití v enantioselektivní syntéze.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Návrh a syntéza nových modulátorů transkripčních faktorů

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

Anotace


Transkripční faktory se účastní většiny buněčných procesů, čímž představují zajímavou skupiny terapeutických cílů. Tento projekt je zaměřený na využití technik počítačového modelování pro návrh nových modulátorů transkripřních faktorů. Slibné struktury pak budou připraveny v naší laboratoři a po purifikavi a charakterizaci odeslány k biologickému hodnocení našim mezinárodním partnerům.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Nové komplexy gadolinia, dysprosia a praseodymu: Příprava, vlastnosti a reaktivita

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

Anotace


Chemie komplexních sloučenin dysprosia, gadolinia a praseodymu je omezeně prostudována. Proto je hlavní náplní práce příprava nových komplexních sloučenin Dy, Gd a Pr. U připravených komplexů budou studovány jejich fyzikální a chemické vlastnosti s ohledem na jejich využití v materiálové chemii a cross-couppling reakcích.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Příprava inhibitorů komplexu Arp2/3

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Mgr. et Mgr. Pavla Perlíková, Ph.D.

Anotace


Migrastatika představují nový přístup k léčbě nádorových onemocnění. Jejich cílem je zabránit metastázování nádorových buněk. Jedním z vhodných cílů pro vývoj migrastatik je proteinový komplex Arp2/3, který iniciuje polymerizaci aktinu v místech větvení mikrofilament. V rámci práce budou na základě dat z virtuálního screeningu připraveny inhibitory komplexu Arp2/3. Bude studován vztah mezi jejich strukturou a aktivitou a budou dále optimalizovány jejich farmakologické vlastnosti.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Příprava inhibitorů transkripčních faktorů ovlivňujících metabolická onemocnění

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Mgr. et Mgr. Pavla Perlíková, Ph.D.

Anotace


Transkripční faktory hrají důležitou roli v regulaci genové exprese. Deregulace syntézy klíčových proteinů vede k celé řadě metabolických onemocnění. Cílem práce je využít racionální návrh léčiv a připravit vhodné inhibitory vybraných transkripčních faktorů a další studium vztahu jejich aktivity na struktuře.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Syntéza nových proteinových degradérů jakožto antivirotik

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Andrea Brancale, Ph.D.

Anotace


Proteinové degradéry, jako jsou PROTAC a molecular glues, představují velmi účinnou strategií při vývoji nových terapeutických látek. Tento projekt je zaměřený na použití tohoto přístupu při návrhu nových, inovativních antivirotik.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

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

Aplikace strojového učení v oblasti biochemie

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( 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 rychlé, obecně použitelné postupy pro objevování a využití bioaktivních molekul odvozených z rostlin. Hledáme talentovaného studenta pro vývoj modelů strojového učení za účelem predikce funkce enzymů zapojených do specializovaných biosyntetických drah.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.

Fotochemie a spektroskopie organických radikál iontů

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

Anotace


Stabilní radikál kationty a anionty jsou unikátní molekuly, které našly četná uplatnění ve fotovoltaice, organické elektronice, bateriích a katalýze. Zatímco elektrochemická a redoxní příprava radikál iontů byla v minulosti podrobně studována, málo je známo o jejich fotochemii. Doktorand/ka připraví radikál ionty založené na triarylaminech, hexaarylethanech, perylen diimidech, chinonech a dalších motivech, a bude studovat jejich fotochemickou stabilitu a reaktivitu v pro aplikace ve fotoredoxní katalýze a katalýze přenosem atomu vodíku. Doktorand/ka použije standardní a časově rozlišenou spektroskopii stabilních radikál iontů pro objasnění mechanismů fotochemických redoxních reakcí.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.

Inhibitory intramembránových proteas z rodiny rhomboidů

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

Anotace


Navrhovaný doktorský projekt se zaměří na vývoj inhibitorů a sond pro intramembránové proteázy z rodiny rhomboidů, které se podílejí na regulaci mitofágie, invaze parazita způsobujícího malárii a homeostázy epitelu. Předchozí práce v laboratoři školitele ukázala, že peptidyl ketoamidy jsou silnými inhibitory rhomboidních proteáz. Cílem disertační práce bude vytvořit platformy pro zkoumání a zlepšení účinnosti a selektivity této třídy sloučenin pro rhomboidy a vyvinout účinné inhibitory a sondy pro specifické romboidní proteasy zapojené do Parkinsonovy choroby a epiteliální homeostázy. Tyto sloučeniny umožní a usnadní biologické studie proteinů z rodiny rhomboidů a poslouží jako východisko pro potenciální farmakologické aplikace.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.

Inhibitory metyltransferáz

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

Anotace


Dizertační práce bude zaměřena na výzkum nových inhibitorů metyltransferáz. Tyto enzymy hrají důležitou roli v patogenezi mnoha onemocnění a jsou nezbytné pro životní cyklus mnoha původců infekčních onemocnění. V rámci této práce se student bude zabývat racionálním designem a syntézou nových inhibitorů metyltransferáz, které jako donor metylové skupiny používají S-adenosylmetionin (SAM). Bude studovat jak deriváty SAM tak sloučeniny získané pomocí screeningu. Bude využívat výpočetní metody pro návrh a optimalizaci nových derivátů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.

Katalytická stereoselektivní syntéza nepolapitelných atropoizomerů pro urychlení objevu léků

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

Anotace


Atropisomery jsou konformační izomery vznikající omezenou rotací kolem jednoduché vazby. Naším hlavním cílem je vývoj stereoselektivních syntetických metod, vedoucích ke konformačně omezeným atropisomerům s potenciálem stát se novými léčivy. Atropisomery jsou chirální a vytvářejí dva nebo více izomerů s odlišnými farmakologickými vlastnostmi. Tyto vlastnosti souvisejí s nedostatečně pochopenou základní otázkou, jak konformační změny od nechirálních a flexibilních k chirálním a více rigidním, ovlivňují schopnost molekuly interagovat s biologickými receptory. Pro studium těchto konceptů je však nejprve nutné vytvořit a syntetizovat tuto náročnou třídu sloučenin. Hlavním problémem je, že atropisomery jsou z principu stericky bráněné a potenciálně konfiguračně nestabilní. V souladu s tím budeme vyvíjet nové katalytické metody a strategie syntézy, s nadějí na poskytnutí efektivních, praktických a (atropo)selektivních metod.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.

Kryogenní elektronová mikroskopie strukturní biologie nemocí: Racionální design inhibitorů RNA polymerázy viru chřipky na bázi virových RNA

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.

Modifikované nukleotidy pro selekci funkčních nukleových kyselin a přípravu značených sond pro chemickou biologii

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

Anotace


Budeme navrhovat a syntetizovat modifikované nukleosid trifosfáty nesoucí různé funkční skupiny pro enzymovou syntézu modifikovaných oligonukleotidů pro selekci nových funkčních nukleových kyselin (napr. aptamerů or aptazymů) a přípravu fluorescenčních nebo redoxních sond pro aplikace v chemické biologii. References: 1. Hocek, M.: "Enzymatic Synthesis of Base-Functionalized Nucleic Acids for Sensing, Cross-linking, and Modulation of Protein–DNA Binding and Transcription" Acc. Chem. Res. 2019, 52, 1730-1737. 2. Micura, R.; Höbartner, C. Fundamental studies of functional nucleic acids: aptamers, riboswitches, ribozymes and DNAzymes. Chem. Soc. Rev. 2020, 49, 7331–7353.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.

Multifotochromní molekulární stroje

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

Anotace


Propojením dvou a více různých fotospínačů (molekul, jejichž geometrii lze reverzibilně spínat působením světla) budou získány komplexní multifotochromní systémy. Působením světla o vhodné vlnové délce pak mohou být selektivně aktivovány/spínány jejich jednotlivé části (spínače a jednosměrné molekulární motory). Cílem Ph.D. projektu je příprava a studium těchto unikátních molekul a jejich případné použití pro konstrukci funkčních prototypů molekulárních strojů. Pozornost bude soustředěna jak na různé kombinace fotospínačů, tak na způsob jejich vzájemného propojení (orthogonální vs. neortogonální).
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.

Nové cytostatické nukleosidy a nukleotidy s novými mechanism účinku

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

Anotace


Budou navrhovány a syntetizovány nové modifikované nukleosidy a nukleotidy jako potenciální cytostatika s novými mechanism účinku, např. Modulare receptorů nebo aktivace cytostatických proteinů. Vybrané aktivní látky budou dále optimalizovány s cílem identifikace kandidátů na další preklinický vývoj potenciálních léčiv. References: 1. Jordheim, L. P.; Durantel, D.; Zoulim, F.; Dumontet, C. Advances in the development of nucleoside and nucleotide analogues for cancer and viral diseases. Nat. Rev. Drug Discov. 2013, 12, 447–464. 2. Perlíková, P.; Hocek, M. Pyrrolo[2,3-d]pyrimidine (7-deazapurine) as a privileged scaffold in design of antitumor and antiviral nucleosides. Med. Res. Rev. 2017, 37, 1429–1460.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.

Nové inhibitory enzymů záchrany nukleotidů s potenciálními protirakovinnými účinky

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

Anotace


Cílem projektu je návrh a syntéza nových inhibitorů enzymů záchrany nukleotidů (např. fosforibosyl transferázy, fosforylázy) a vyhodnocení jejich biologických vlastností (ve spolupráci s biochemickými skupinami). Takové inhibitory mají potenciál při léčbě různých typů rakoviny.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.

Příprava a použití nabitých heterodienů v bioortogonálních reakcích

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

Anotace


Naše skupina nedávno popsala vývoj a první aplikace N1-alkyl-1,2,4-triaziniových solí v bioortogonálních reakcích (Angew. Chem. Int. Ed., 2023, e202306828). V tomto projektu chceme podrobněji prozkoumat chemii těchto nabitých heterodienů (příprava derivátů a studium vlivu různých substituentů na jejich reaktivitu a stabilitu v biologickém prostředí). Kromě toho chceme vyvinutá činidla aplikovat v aplikacích pro selektivní modifikaci biomolekul až po buněčné aplikace (např. bioimaging). Projekt kombinuje syntetickou organickou chemii, reakční kinetiku a studie stability s biologickými experimenty, které budou prováděny především ve spolupráci s biology ve skupině.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.

Regulace růstu a metabolismu

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

Anotace


Máme dlouhodobý zájem o regulaci růstu a metabolismu, který pramení z naší rané práce studující dráhu proteinkinázy mTOR. Ta je považována nyní za hlavní regulátor růstu a anabolismu u eukaryot a reaguje na různé podněty, včetně živin. Během naší práce jsme zjistili, že lysozomy hrají klíčovou roli v aktivaci mTORC1 pomocí živin. Proto jsme začali studovat lysozomy i jiné organely. Dostupné projekty: (1) Detekce živin pomocí mTOR. Zaměříme se na: identifikaci senzoru pro glukózu v dráze mTORC1 a nutričního senzoru u jiných živočichů než u savců; pochopení, jak fungují známé senzory živin in vivo; a objasnění biochemické funkce GATOR2. (2) Lysozomy v normální fyziologii a nemoci. Pomocí metodologie Lyso-IP a screeningu CRISPR se budem snažit: pochopit, jak neurodegenerativní onemocnění ovlivňují funkci lysozomů; identifikovat obsah lysozomů ve specializovaných buňkách, jako jsou imunitní buňky. (3) Metody studia metabolismu malých molekul in vivo. Budeme se snažit vyvinout metody ke studiu metabolismu sacharidů v myších buňkách in vivo. (4) Vývoj léčivům podobných látek. Ve spolupráci s chemiky na IOCB a i jinde se budeme snažit vyvinout léčivům podobné látky, které cílí na komponenty mTOR dráhy a také na lysozomální a mitochondriální proteiny.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.

Sekvenčně specifická enzymová syntéza RNA s modifikovanými bázemi

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

Anotace


Budeme designovat a syntetizovat modifikované ribonukleosid trifosfáty nesoucí různé funkční skupiny na nukleobázi. Tyto nukleotidy budou využity pro sekvenčně specifickou enzymovou syntézu oligonukleotidů (RNA) nesoucích značky nebo modifikace ve specifických polohách pomocí upravených DNA polymeras. Aplikace budou zahrnovat tRNA, mRNA, sgRNA apod. References: 1. Micura, R.; Höbartner, C. Fundamental studies of functional nucleic acids: aptamers, riboswitches, ribozymes and DNAzymes. Chem. Soc. Rev. 2020, 49, 7331–7353. 2. Milisavljevic, N.; Perlíková, P.; Pohl, R.; Hocek, M. Enzymatic synthesis of base-modified RNA by T7 RNA polymerase. A systematic study and comparison of 5-substituted pyrimidine and 7-substituted 7-deazapurine nucleoside triphosphates as substrates. Org. Biomol. Chem. 2018, 16, 5800-5807.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.

Studium vstupu respiračních virů do buňky: Porovnání interaktomů koronavirů a viru chřipky A během časné fáze infekce

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Mgr. Jan Weber, CSc.

Anotace


Vstup virů do hostitelské buňky je důležitý první krok, hlavně u respiračních virů s velkým pandemickým potenciálem jako je SARS-CoV-2 a virus chřipky A. Porovnání interaktomů koronavirů a viru chřipky A a porozumění časným interakcím virových a buněčných proteinů může pomoci při vývoji cílené, nebo naopak širokospektrální antivirové terapie. Hlavním cílem tohoto projektu je porozumět virovým a buněčným faktorům ovlivňujícím vstup respiračních virů do buňky. Za tímto účelem použijeme několik kmenů koronavirů a viru chřipky A, u kterých je známo, že využívají různé cesty vstupu do hostitelské buňky, a porovnáme jejich buněčný interaktom v době vstupu a během časných fází infekce. Z identifikovaných buněčných interakčních partnerů budou vybráni zajímaví kandidáti, kteří budou dále zkoumáni z hlediska jejich role v životním cyklu viru. Student se naučí pracovat s tkáňovými kulturami v laboratoři s úrovní technického zabezpečení 3, analyzovat proteomická a bioinformační data, a provádět siRNA experimenty snižující genovou expresi v savčích buňkách infikovaných různými viry. Navržený projekt rozšíří naše současné vědění o časné fázi infekce savčích buněk respiračními viry.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.

Totální syntézy komplexních indoloterpenových akaloidů a jejich analogů

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.

Ústav organické technologie

Dvoudimenzionální materiály jako katalytické nosiče pro platinové kovy

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Heterogenita povrchové energie partikulárních látek

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Matematické modely kompozitních materiálů připravovaných rozptýlením tuhých částic plniva v kapalné polymerní matrici

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Molekulárně otištěné polymery jako stacionární fáze pro separaci biologicky aktivních látek přírodního původu

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Pokročilé ceramidové formulace pro obnovu kožní bariéry

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

Anotace


Ceramidy jsou základní lipidickou složkou kožní bariéry. Řada onemocnění kůže, např. atopická dermatitida či lupénka, je spojena s poruchou jejich tvorby a nižší hladinou ve stratum corneum, nejsvrchnější vrstvě kůže. Jednoduché topické podání ceramidů do kožní bariéry jeví ovšem základní problém – minimální biologickou dostupnost do kůže. Proto je vhodné vyvíjet pokročilé typy formulací na bázi nanočástic cílící ceramidy přímo do kožní bariéry. Cílem této práce, která bude probíhat ve spolupráci se zahraničním partnerem, bude vývoj nanočásticových formulací s nově syntetizovanými typy ceramidů. Budou hledány optimální procesní postupy a složení, testována stabilita systémů a možnosti pro scale-up. Účinnost formulací bude studována in vitro na buněčných kulturách a ex vivo na izolované kůži. Pro sledování mechanismu účinku formulací budou použity biofyzikální techniky pro charakterizaci interakcí formulací s kožní bariérou. Nejlepší formulace budou podrobeny in vivo testům na zvířecích modelech.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Popis uvolňování účinné látky z pevných polymerních disperzí difuzně erozními modely

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

Anotace


Cílem této práce bude studium uvolňování léčivých látek z lékových forem které zahrnují pevné polymerní disperze. Takové formulace mají zpravidla dobře definovanou strukturu a uvolňování léčivé látky lze studovat jak klasickými disolučními metodami, tak i technikou zdálivé pravé disoluce. V lékové formě tohoto typu se při disoluci vytváří několik postupujících front, které odpovídají průniku kapaliny, vyluhování léčiva a erozi zbytkové matrice. Tyto pochody lze popsat pomocí difuzně erozních modelů, které umožní určit rychlost určující kroky a stanovit jejich charakteristické rychlosti, což lze dále využít pro návrh lékových forem s řízeným uvolňováním.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Předpověď a experimentální stanovení transportních vlastností kompozitních membrán typu polymer – plnivo

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Příprava a využití kvartérních amoniových solí v katalýze

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Příprava, charakterizace a testování heterogenních katalyzátorů využívající 2D materiály jako nosiče pro vzácné kovy

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie
Studijní program/specializace: ( 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 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 či Ru.Připravené katalyzátory budou podrobně charakterizovány pomocí dostupných analytických metod (SEM/EDS, TEM, XRD, N2-fyzisorpce, Ramanova spektroskopie atd.).
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Příprava nízko-dimenzionálních materiálů založených na Ge, Si a jejich směsí pro využití v heterogenní katalýze

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Sledování a predikce dezintegračního chování tablet s využitím texturní analýzy

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Stabilita interaktivních směsí a jejich využití pro podávání léčiv

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

Anotace


Interaktivní směsi představují samouspořádávající se systémy částic typu nosič-host, které se utvářejí v důsledku preferenčních mezipovrchových interakcí. Kromě známého využití v práškových inhalátorech mohou nalézt využití i v dalších oblastech podávání léčiv, např. pro zvýšení rozpouštěcí rychlosti léčiv špatně rozpustných. Cílem této práce bude studovat mezipovrchové interakce částic pomocí měření povrchové energie, mikroskopie atomárních sil, centrifugační metody, definovat podmínky stability interaktivních agregátů na bázi takto měřených vlastností a nalézt způsob cíleného návrhu stabilní interaktivní směsi pro konkrétní léčivo.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Studium fázových rovnováh pro separaci aromatických a nearomatických látek

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Jiří Trejbal, Ph.D.

Anotace


V separační části několika technologií aromatických látek jsou řešeny praktické problémy související s jejich výslednou čistotou, která je negativně ovlivněna přítomností nearomatických sloučenin. Protože informace o fázových rovnováhách kapalina-pára a kapalina-kapalina jsou důležité pro správný návrh nebo optimalizaci průmyslových zařízení, bude práce zaměřena na jejich experimentální stanovení a související matematické modelování chování daných systémů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Studium stability API ve směsích s ohledem na jejich procesní zpracování a složení

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

Anotace


Stabilita léčiva je jedním z kvalitativních fundamentálních atributů, které musí být hodnoceny v rámci výzkumu a vývoje léčivého přípravku. Bez dostatečných informacích o stabilitě léčiva není možné získat potvrzení o registraci a uvést přípravek na trh. Na začátku vývoje je investováno značné úsilí pro výběr optimální formy API pro další navazující vývojové kroky. Pochopení stability zvolené formy API je důležité pro vhodnou volbu výrobních procesů a zajištění kvality hotových výrobků. Náplní práce bude studium jak chemické, tak i fyzikální stability různých API z hlediska složení formulace a typu přípravy směsí, resp. procesního zpracování.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Substráty získávané z biomasy pro přípravu chemických specialit

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Tvorba technicko-ekonomických studií ve vývoji nových chemických procesů s využitím metod matematického modelování.

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Jiří Trejbal, Ph.D.

Anotace


Ekonomické zhodnocení z hlediska investičních a provozních nákladů je nedílnou součástí vývoje a zavádění chemických procesů. V dnešní době je tento přístup při zavádění „zelených“ technologií poněkud podceňován, což často vede k promarněným investicím. Metody matematického modelování a simulace procesů vedou k detailnímu návrhu zařízení a umožňují sestavení materiálové a energetické bilance. Výstupy lze použít k vytvoření technicko-ekonomické studie. Práce bude analyzovat nově uvažované technologie a posoudit jejich udržitelnost na základě matematického modelování.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Využití podvojných vrstevnatých hydroxidů jako nosičů biologicky aktivních substancí

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Využití povrchové energie jako nástroje pro formulační aplikace

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Využití umělé inteligence pro optimalizaci procesů v rafinérsko-petrochemickém komplexu

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

Anotace


Cílem práce bude využít umělých neuronových sítí pro řízení a optimalizaci procesů zpracování ropy a výroby petrochemikálií. Práce bude zaměřena na vytvoření modelů predikce klíčových procesních parametrů, které jsou zásadní pro celkovou ekonomiku a řízení procesů. Pro práci budou využity a propojeny existující systémy řízení jednotek, systém sběru, monitoringu a historizace provozních dat a laboratorní informační systém. Pro generování trénovacích sad provozních dat neuronových sítí budou využity vedle reálných dat i stávající operátorské tréninkové simulátory, které jsou založeny na komerčním software Aspen HYSYS. Získané matematické modely umělých neuronových sítí a praktické zkušenosti budou využity mimo jiné i k rozšiřování systémů vyššího řízení procesů tzv. Advanced process control, či nahrazení některých složitých nebo zdlouhavých analytických postupů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Vývoj membránových modelů pro predikci permeability léčiv

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

Anotace


Základním krokem absorpce léčiv do organismu je jejich permeace přes buněčnou membránu. Studovat tento jev na komplexních orgánových systémech je však složité. Cílem této disertační práce bude zavedení umělých lipidových membránových modelů, které budou použity pro in vitro studium permeace léčiv. Budou vyvíjeny různé typy lipidových systémů napodobujících strukturu biologických membrán vybraných tkání (střevní lumen, sublinguální, dermální tkáň a jiné). Membrány budou podrobně charakterizovány na molekulární úrovni pomocí biofyzikálních metod (SAXS, FTIR, Ramanova spektroskopie, AFM a další). Na membránách bude dále studována kinetika permeace pro sérii aktivních látek o různých fyzikálně-chemických vlastnostech. Získaná data budou korelována se složitějšími in vitro buněčným modely a modely ex vivo. Ve spolupráci bude rovněž aplikována korelace s modely in silico. Hlavním výstupem projektu budou validní modelové systémy, které budou mít potenciál pro predikci permeačního chování léčiv ve složitějším biologickém prostředí.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Vývoj nanočásticových formulací pro cílení rakoviny kůže

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

Anotace


Nádory kůže jsou diagnostikovány se stále rostoucí incidencí. V současnosti je topická terapie značně omezena nízkou biologickou dostupností cytostaticky aktivních látek do kůže. Cílem této práce je vývoj nanočásticových systémů (např. lipozomy, lipidové a polymerní nanočástice) a sledování jejich možností pro cílení léčiv do nádorů kůže. Budou připraveny a charakterizovány nanonosiče obsahující aktivní látky pro terapii kancerózních a prekancerózních stavů. In vitro a ex vivo bude studována jejich schopnost doručovat léčivo přes bariéru kůže a interakce s rakovinnými buňkami. Procesní příprava nejslibnějších systémů bude optimalizována pro in vivo pokusy na myších modelech, kde bude sledován transport léčiva/nanočástice v mikroprostředí nádoru a kinetika uvolňování léčiva. Výsledky práce přispějí k základnímu porozumění vztahů mezi jednotlivými nanoformulacemi, jejich vlastnostmi a biologickými účinky na nádorovou tkáň.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Zhodnocení využitelnosti produktů tepelného zpracování odpadů a alternativních surovin v ethylenové pyrolýze

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

Anotace


Práce bude zaměřena na zhodnocení využitelnosti produktů primárního tepelného zpracování organických odpadů (např. odpadní plasty) a alternativních surovin (biomasa) v procesu ehtylenové pyrolýzy. Jejím cílem bude experimentální studium produktů a výtěžků pyrolýzy uvedených surovin, přenos získaných výsledků do provozního měřítka a srovnání ekonomických parametrů takového pracování s jinými způsoby využití. Laboratorní studium bude založeno na experimentech v mikropyrolýzním reaktoru. Přenos výsledků do provozního měřítka bude řešen na základě srovnání s referenčními výsledky tradičních surovin s využitím principů strojového učení.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Ústav polymerů

Aniontově-výměnné polymerní membrány pro elektrolytickou výrobu vodíku

Garantující pracoviště: Ústav polymerů
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Anastasiia Hubina

Anotace


Alkalická elektrolýza vody je jednou z nejperspektivnějších metod produkce vodíku. Polymerní aniontově výmenná membrána je důležitou součástí alkalického elektrolyzéru. Cílem práce je vyvinout membrány založené na lineárních a/nebo zesíťovaných polymerech obsahujících kationtové skupiny v hlavním řetězci a v postranních řetězcích/skupinách. Bude zkoumán vliv pozice kationtové skupiny na alkalickou stabilitu polymeru. Bude syntetizována řada telechelických prepolymerů nesoucích azidové a alkynové skupiny.Tyto stavební bloky budou využity pro přípravu polymerů klik chemií. Vlastnosti finálních polymerů budou laditelné volbou struktury prepolymerů. Připravené polymery budou postpolymerizačně modifikány (kvaternizace) rovnež klik chemií. U získaných polymerů bude charakterizována jejich tepelná, alkalická a mechanická stabilita a také jejich vodivé vlastnosti.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav polymerů, FCHT, VŠCHT Praha

Biodegradabilní materiály na bázi škrobu

Garantující pracoviště: Ústav polymerů
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Drahomír Čadek, Ph.D.

Anotace


Biodegradabilní plasty rostlinného původu jsou zaváděny do praxe z důvodů snížení závislosti společnosti na ropných produktech a snížení uhlíkové stopy. Plastifikací škrobového prášku lze získat tzv. termoplastický škrob, který lze díky vhodným vlastnostem použít jako náhradu některých plastů. Cílem této práce bude příprava termoplastického škrobu z různých zdrojů a jeho kombinace s přírodními plnivy, zvláště vláknitými. Studium bude zaměřeno na sledování reologických vlastností při zpracování, mechanických a dalších vlastností finálních materiálů a jejich rozložitelnosti.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav polymerů, FCHT, VŠCHT Praha

Biodegradovatelné kostní cementy

Garantující pracoviště: Ústav polymerů
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Lenka Vránová, Ph.D.

Anotace


Práce bude zaměřena na přípravu vstřebatelných polymerních kostních cementů, které by mohly být využity jako dočasné výplně kostních defektů, jež by se postupně nahrazovaly vlastní kostní tkání. Část práce se bude zabývat syntézou a modifikací kostních cementů na bázi poly(propylenfumarátu), který může být síťován in situ prostřednictvím svých fumarátových dvojných vazeb. Bude testována síťovatelnost připravených materiálů, jejich mechanické vlastnosti, rychlost degradace a biokompatibilita. Další část práce se zaměří na možnost plnění kostních cementů antibiotiky či podpůrnými plnivy pro růst kostní tkáně a jejich vliv na mechanické vlastnosti a degradaci.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav polymerů, FCHT, VŠCHT Praha

Design katalyzátorů pro přípravu stereoblokových kopolymerů olefinů teoretickými a experimentálními metodami

Garantující pracoviště: Ústav polymerů
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Ing. Jan Merna, Ph.D.

Anotace


Stereoblokové kopolymery olefinů (SBOC) jsou účinné kompatibilizátory plastového odpadu tvořeného zejména polyethylenem a isotaktickým PP. Design katalyzátoru je klíčem pro efektivní přípravu SBOC. Výzvou je nalezení katalyzátorů umožnujících syntézů blokových kopolymerů obsahujích alespoň jeden stereoregulární blok na bázi olefinů, tj. SBOC. Cílem práce je pomocí teoretických metod (DFT, machine learning, hledání morfů) najít geometrie komplexů umožňujících živé koordinační polymerace a jejich nejběžnější reakční koordináty. Výsledky práce by měly umožnit pomocí modelu předvídat vliv změny sterického stínění a elektronových efektů ligandu na rozsah přenosových a terminační reakcí a napomoci v hledání katalyzátoru s „ideálním“ živým chováním a zároveň vysokou polymerační aktivitou a rovnež stereoslektivitou. Dalším cílem práce je studium mechanismu katalytických polymerací pomocí modelování spekter katalyzátorů. Tam, kde to bude možné, budou vypočtená data korelována s experimentálními výsledky a bude posouzena obecnější platnost dosažených výsledků. Na základě získaných teoretických výpočtů bude provedena syntéza katalyzátorů a ověřením jejich polymeračního chování. Práce bude probíhat ve spolupráci s pracovištěm specializovaným na kvantově chemické výpočty (IPF Dresden, ÚFCH, ÚICH VŠCHT).
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav polymerů, FCHT, VŠCHT Praha

Inkousty a filamenty na bázi polymerů a bioaktivního skla a keramiky

Garantující pracoviště: Ústav polymerů
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Tomáš Sedlačík, Ph.D.

Anotace


3D tisk se stává v posledních letech středem zájmu v nejrůznějších oblastech, včetně medicíny. Tkáňové inženýrství je multidisciplinární obor, který se věnuje vývoji komplexních materiálů pro podporu regenerace poškozených tkání. Materiálové požadavky se různí dle dané aplikace. Ukazuje se, že je často potřeba kombinovat různé materiály, popřípadě tisknout vrstvy různého složení. Současně je stale zřejmý nedostatek vhodných inkoustů a filamentů pro 3D tisk biomateriálů. Tématem disertační práce bude vývoj nových inkoustů na bázi polymerů a bioaktivního skla nebo keramiky a jejich tisk. Vytisklé porézní scaffoldy budou charakterizoávny zejména co do morfologie a mechanických vlastností a testovány ve spolupráci s Fyziologickým Ústavem AV ČR. Inkousty mohou být dopovány dalšími biokativními látkami. Téma tak nabízí širokou variabilitu dle zájmu doktoranda. Práce navazuje na řešení prestižního evropského grantu školitele (Marie Skłodowska-Curie Actions – Postdoctoral Fellowship, project OSTEOCHON).
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav polymerů, FCHT, VŠCHT Praha

Katalytická syntéza biodegradovatelných polymerů na bázi oxidů uhlíku

Garantující pracoviště: Ústav polymerů
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Ing. Jan Merna, Ph.D.

Anotace


Cílem práce je syntetizovat katalytické systémy pro konverzi oxidu uhelnatého na biodegradabilní polymerní materiály. Hlavní pozornost bude v první fázi upřena na reakce oxidů uhlíku s epoxidy vedoucí k polyesterům podobným bakteriemi produkovaným polyhydroxyalkanoátům. U získaných polymerů bude sledována stereoregularita a porovnány jejich vlastnosti s vysoce stereoregulárními polymery přírodního původu. Práce má multidisciplinární charakter se zaměřením na organometalickou a polymerní syntézu s přesahem do studia biologické rozložitelnosti připravených materiálů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav polymerů, FCHT, VŠCHT Praha

Netradiční způsoby devulkanizace a regenerace odpadní pryžové drtě

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

Anotace


Zvýšení podílu recyklace odpadní pryže je, v souladu s principy cirkulární ekonomiky, jedním z aktuálních témat gumárenského průmyslu. Recyklace pryže není snadná, neboť je to nerozpustný a netavitelný materiál. Perspektivním způsobem recyklace se jeví mletí pryžového odpadu následované částečnou či úplnou regenerací či devulkanizací pryžových částic. Tyto reakce lze vyvolat chemickými činidly, zvýšenou teplotou či smykovým namáháním, méně tradičně účinkem ultrazvuku, mikrovlnného záření nebo mikroorganizmů. Práce bude studovat vliv podmínek na průběh devulkanizace nebo regenerace pryže, účinnost této přeměny a její povahu, tj. zda probíhá spíše devulkanizace (štěpení příčných vazeb) nebo regenerace (štěpení příčných vazeb i hlavních kaučukových řetězců). Studovány budou i vlastnosti kaučukových směsí a vulkanizátů obsahujících získaný recyklát.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav polymerů, FCHT, VŠCHT Praha

Příprava chemicky recyklovatelných polymerů

Garantující pracoviště: Ústav polymerů
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Ing. Jan Merna, Ph.D.

Anotace


Cílem této práce je hledání nových monomerů, které by poskytovaly polymery schopné depolymerizovat ve vysokém výtěžku na původní monomery. To umožní jejich chemickou recyklaci na polymery s vlastnostmi panenských polymerů. Budou využit mechanismy ROP a koordinačních polymerizací. Př: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abh0626 Tato práce může být uskutečněna ve spolupráci s Univerzitou Bordeaux s možností "co-tutelle" vedením.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav polymerů, FCHT, VŠCHT Praha

Zpracovatelnost a vlastnosti přírodního kaučuku s alternativními přísadami

Garantující pracoviště: Ústav polymerů
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Drahomír Čadek, Ph.D.

Anotace


Přírodní kaučuk patří mezi nejvýznamnější suroviny v průmyslu. I když je zpracováván více než 200 let, stále se mohou, díky jeho přírodní povaze, objevit určité problémy při zpracování. V současné době je snaha nahrazovat ropné produkty, kterých je v gumárenských směsích velké množství, produkty udržitelnými – např. recykláty či přírodními materiály. S použitím udržitelných materiálů, vyvstává mnoho otázek ohledně zpracování, neboť chování řady těchto materiálů není plně vyzkoumáno. Cílem této dizertační práce je věnovat se směsím přírodního kaučuku, které budou obsahovat udržitelné materiály – plniva, antioxidanty, změkčovadla, atp. Hlavní důraz bude kladen na zpracování těchto směsí a výsledné vlastnosti připravených materiálů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav polymerů, FCHT, VŠCHT Praha

Ústav sacharidů a cereálií

Exopolysacharidy produkované bakteriemi mléčného kvašení: izolace, struktura a hydrokoloidní vlastnosti

Garantující pracoviště: Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Mgr. Andrej Sinica, Ph.D.

Anotace


Bakterie mléčného kvašení (BMK) jsou schopny produkovat exopolysacharidy (EPS) s hydrokoloidními vlastnostmi a prebiotickými účinky, což je zajímavé pro potravinářský průmysl. Plánovaná dizertační práce bude zaměřena na izolaci a charakterizaci EPS z kultivačních médií perspektivních kmenů BMK pomocí vhodných spektroskopických (FTIR, Raman, NMR), chromatografických (GC/FID, GC/MS, GPC) a dalších analytických metod. Nedílnou součástí dizertační práce bude také studium fyzikálních vlastností EPS pomocí termických a reologických metod. Kultivace vybraných kmenů BMK a studium prebiotické aktivity EPS bude probíhat ve spolupráci s Ústavem mléka, tuků a kosmetiky VŠCHT Praha.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav sacharidů a cereálií, FPBT, VŠCHT Praha

Charakterizace přírodních surovin a produktů pomocí vibračních spektroskopických metod

Garantující pracoviště: Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Mgr. Andrej Sinica, Ph.D.

Anotace


Metody vibrační spektroskopie v kombinaci s multivariační analýzou budou použity pro charakterizaci souborů modelových vzorků surovin různého původu, potravin a jejich složek (polysacharidů) a případně dalších produktů. Cílem práce bude vyvinout postupy pro třídění a hodnocení složení a kvality potravinářských surovin a produktů pomocí těchto metod včetně preparativních postupů a úprav vzorků. Závěry vibrační spektroskopie budou podloženy a porovnány se závěry získanými běžnými analytickými metodami.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav sacharidů a cereálií, FPBT, VŠCHT Praha

Chromatografie technických cukerných roztoků

Garantující pracoviště: Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav sacharidů a cereálií, FPBT, VŠCHT Praha

Nanočástice škrobu – příprava a aplikace

Garantující pracoviště: Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Evžen Šárka, CSc.

Anotace


Nanočástice na bázi škrobu, které jsou v současnosti široce zkoumány, mohou být použity jako plniva a výztuž v polymerních kompozitech, nosiče pro aktivní transport léčiv, bariérové potahované materiály a stabilizátory v emulsích o/v. Přídavek nanokrystalů škrobu různého botanického původu do biodegradabilních plastů na bázi waxy (voskového) škrobu zlepšil bariérové a mechanické vlastnosti rezultujících materiálů. Doktorská práce je zaměřena na přípravu nanočástic škrobu a jejich potenciální využití.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav sacharidů a cereálií, FPBT, VŠCHT Praha

Plodnice dřevních hub jako zdroj biologicky aktivních polysacharidů a triterpenoidů

Garantující pracoviště: Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Mgr. Andrej Sinica, Ph.D.

Anotace


Práce bude zaměřena na studium plodnic dřevních hub zajímavých z hlediska obsahu biologicky aktivních složek. Jedná se především o polysacharidy buněčných stěn a triterpenoidy. Cílem práce bude izolace a purifikace vysoko- a nízkomolekulárních frakcí a také charakterizace struktury a složení obsažených biochemicky významných složek. Dále budou sledovány fyzikální vlastnosti a biologické aktivity izolovaných produktů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav sacharidů a cereálií, FPBT, VŠCHT Praha

Polysacharidy řas: izolace, strukturní analýza, biologické aktivity a aplikace

Garantující pracoviště: Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Mgr. Andrej Sinica, Ph.D.

Anotace


Kultivací řas vzniká biomasa, která je potenciálním zdrojem biologicky aktivních látek, jakými jsou strukturní a zásobní polysacharidy, bílkoviny, polyfenoly, lipidy. karotenoidy apod. Plánovaná dizertační práce bude zaměřena na izolaci a charakterizaci strukturních polysacharidů a případně dalších biologicky aktivních metabolitů řas pomocí vhodných spektroskopických (FTIR, Raman, NMR), chromatografických (GC/FID, GC/MS, GPC, SEC) a dalších separačních metod. Protizánětlivá, imunomodulační, protirakovinné a další biologické aktivity vybraných polysacharidů budou testovány ve spolupráci s Ústavem biochemie a mikrobiologie VŠCHT Praha. Nedílnou součástí disertační práce bude i návrh využití získaných polysacharidů pro jejich aplikaci ve formě tenkých filmů a jejich charakterizace pomocí FTIR, DSC a stanovení pevnosti v tahu.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav sacharidů a cereálií, FPBT, VŠCHT Praha

Separace a charakterizace frakcí žitného a pšeničného zrna s vysokým obsahem arabinoxylanů a jejich využití v lidské výživě

Garantující pracoviště: Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace: ( 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav sacharidů a cereálií, FPBT, VŠCHT Praha

Separace, charakterizace a možnosti využití exopolysacharidů produkovaných bakteriemi obilných kvasů

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

Anotace


Exopolysacharidy jsou produkovány některými kmeny bakterií mléčného kvašení přítomnými v kvasech chlebových i dalších obilovin a pseudoobilovin. Tyto látky vykazují nutriční benefity jako složky vlákniny. Zároveň však mají bakteriální exopolysacharidy velmi zajímavý technologický potenciál. Při výrobě běžného i jemného pečiva, ale zejména při výrobě bezlepkového chleba a pečiva se používají hydrokoloidy na bázi polysacharidů, které posilují, nebo, v případě bezlepkových výrobků, substituují viskoelastické vlastnosti pšeničného lepku a žitných glykoproteinů. Pšeničný lepek a žitné glykoproteiny poskytují pšeničným, žitným a pšeničnožitným těstům a pečivu jejich charakteristické vlastnosti, které jsou u bezlepkových výrobků obtížně nahraditelné. Výše uvedené hydrokoloidy, které se dnes jako přídatné látky pro bezlepkové směsi používají, jsou často cizorodé, případně modifikované polysacharidy zejména rostlinného původu. Exopolysacharidy produkované v kvasech mohou tyto látky v technologických aplikacích potenciálně zastoupit. Cílem práce je separovat a charakterizovat exopolysacharidy produkované vybranými kmeny bakterií mléčného kvašení vyskytujícími se v kvasech a posoudit jejich technologické vlastnosti a vliv na strukturu běžného i bezlepkového pečiva.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav sacharidů a cereálií, FPBT, VŠCHT Praha

Struktura a vlastnosti galaktomannanů z luštěnin a netradičních rostlinných zdrojů

Garantující pracoviště: Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Mgr. Andrej Sinica, Ph.D.

Anotace


Práce bude zaměřena na studium galaktomannanů z endospermu semen luštěnin a z netradičních rostlinných zdrojů zajímavých z hlediska využití v potravinářství a dalších oborech. Cílem práce bude izolace a purifikace galaktomannanů a také charakterizace jejich složení, stupně větvení a molekulové hmotnosti pomocí vhodných spektroskopických a separačních metod. Dále budou sledovány fyzikální vlastnosti těchto polysacharidů a možností jejich využití pro tvorbu filmů a gelů v kombinaci s dalšími hydrokoloidy.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav sacharidů a cereálií, FPBT, VŠCHT Praha

Využití fyzikálně-chemických separačních metod pro purifikaci cukerných šťáv

Garantující pracoviště: Ústav sacharidů a cereálií
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Evžen Šárka, CSc.

Anotace


Současné separační metody uplatňované při purifikaci cukerných šťáv jsou vystaveny tlaku na snižování nákladů a ekologické zátěže, způsobené zejména těžbou, dopravou a zpracováním nezbytné suroviny – vápence. V současné době jsou navrženy a uváděny do praxe nové separační metody a technologické postupy na principech recyklace použitých materiálů. Dizertační práce se zaměří na problematiku využití nových technologických postupů a separačních metod při purifikaci cukerných šťáv a jejich zhodnocení (ekonomické, ekologické). Budou zkoumány vztahy a závislosti z pohledu dosažené kvality a efektivity separace organických a anorganických sloučenin z cukerných šťáv.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav sacharidů a cereálií, FPBT, VŠCHT Praha

Využití medicinálních hub v rámci reformulace pekařských výrobků

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

Anotace


Medicinální houby jsou využívány v tradičním asijském léčitelství a jsou potenciálním zdrojem biologicky aktivních látek. Jde zejména o proteiny, polysacharidy, terpenoidy a polyfenoly. Jejich přídavek do receptury potraviny může navýšit její nutriční hodnotu a podpořit potenciální zdravotní účinek při její pravidelné konzumaci. Plánovaná dizertační práce bude založena na charakterizaci a stanovení obsahu nutričně významných složek hub rodu Hericium erinaceus nebo Pleurotus ostreatus (vláknina, proteiny, lipidické látky). Ke strukturní analýze polysacharidů budou využity spektroskopické, chromatografické a další separační metody. Biologické aktivity vybraných polysacharidů budou testovány ve spolupráci s Ústavem biochemie a mikrobiologie VŠCHT Praha. V rámci řešení dizertační práce budou navrženy a ověřeny postupy reformulace receptur slaných sušenek s přídavky hub rodu Hericium erinaceus nebo Pleurotus ostreatus nebo jejich extraktů. U vybraných pekárenských surovin a jejich směsí bude stanoveno složení, farinografická vaznost, sorpční profily pro posouzení vlastností a chování modelových směsí. U upečených reformulovaných sušenek s přídavky hub/extraktů hub bude stanovena jejich nutriční hodnota a senzorické vlastnosti. Trvanlivost sušenek bude určena dle skladovacích pokusů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav sacharidů a cereálií, FPBT, VŠCHT Praha

Ústav skla a keramiky

Elastické a termofyzikální vlastností hornin pro ukládání tepelné energie

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Dipl.-Min. Willi Pabst

Anotace


Horniny byly odjakživa důležité konstrukční materiály a v nejnovější době jsou také potenciálními kandidáty pro ukládání tepelné energie. Elastické a termofyzikální vlastnosti hornin, včetně teplotních závislostí těchto vlastností, jsou proto velmi důležité. Tato práce se zabývá elastickými a termofyzikálními vlastnostmi hornin z hlediska teoretického i experimentálního, a to nejen při pokojové teplotě, ale i při zvýšených teplotách. Cílem práce bude predikovat tyto vlastnosti na základě složení a mikrostruktury hornin, které budou určeny pomocí rentgenové difrakce a polarizační mikroskopie s obrazovou analýzou na základě stereologie, Predikce budou provedeny analyticky (pomocí vícefázových mezí) a numericky (na základě počítačem generovaných virtuálních materiálů). Následně bude provedeno srovnání těchto predikcí s experimentálními výsledky získanými metodou impulzní excitace a různými neustálenými metodami stanovení termofyzikálních vlastností.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav skla a keramiky, FCHT, VŠCHT Praha

Elastické a termofyzikální vlastností žáromateriálů pro vysokoteplotní ukládání tepelné energie

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Dipl.-Min. Willi Pabst

Anotace


Materiály jako dinas, šamot, vysokohlinité a magneziové žáromateriály jsou dobře zavedenými produkty středoevropského keramického průmyslu, a v nějnovější době se pro ně rýsuje další důležitá oblast aplikace: vysokoteplotní ukládání tepelné energie. Elastické a termofyzikální vlastnosti těchto materiálů, včetně jejich teplotních závislostí, jsou velmi důležité pro tuto aplikaci. Tato práce se zabývá elastickými a termofyzikálními vlastnostmi žáromateriálů z hlediska teoretického i exerimentálního, a to nejen při pokojové teplotě ale i při zvýšených teplotách. Cílem práce je predikovat týto vlastnosti na základě složení a mikrostruktury žáromateriálů, které se budou určovat pomocí rentgenové difrakce a polarizační mikroskopie s obrazovou analýzou na základě stereologie. Predikce budou provedeny analyticky (pomocí vícefázových mezí) a numericky (na základě počítačem generovaných virtuálních materiálů). Následně budou srovnány tyto predikce s experimentálními výsledky získanými metodou impulzní excitace a s různými neustálenými metodami stanovení termofyzikálních vlastností.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav skla a keramiky, FCHT, VŠCHT Praha

Glazury s řízenou odrazivostí

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Alexandra Kloužková, CSc.

Anotace


Povrchy keramických výrobků bývají upravovány nanášením různých vrstev, nejpoužívanějšími povrchovými úpravami jsou glazury - stabilní skelné povlaky. Použitím vhodných přísad/pigmentů do glazur lze upravit konečné vlastnosti keramického výrobku např. střešní krytiny. Disertační práce bude zaměřena na přípravu glazur s řízenou odrazivostí tzv. „cool roof“ systémů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav skla a keramiky, FCHT, VŠCHT Praha

Nová udržitelná pojiva ve stavebnictví

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

Anotace


V současné době je jedním z hlavních směrů výzkumu stavebních hmot nalezení postupů pro snížení energetické spotřeby a snížení emisí CO2 při jejich výrobě. Na trhu se tak vedle klasických pojiv objevuje celá řada pojiv s nižší uhlíkovou stopou. Cílem práce bude zmapovat nové trendy ve výzkumu těchto ekologických pojiv a provést sérii experimentů zabývajících se jejich trvanlivostí. Následně bude navrženo a připraveno vlastní nízkoemisní pojivo obsahující odpadní materiál české provenience, na kterém budou ověřeny jeho vlastnosti z pohledu využitelnosti ve stavebnictví.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav skla a keramiky, FCHT, VŠCHT Praha

Povrch skla: struktura, vlastnosti, modifikace

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. RNDr. Ondrej Gedeon, Ph.D., DSc.

Anotace


Povrch skla je neprobádanou oblastí, přičemž jeho charakter úzce souvisí s jeho mechanickými a chemickými vlastnostmi. Práce se soustředí na přípravu povrchu modelových skel, jejich charakterizaci a modifikaci ionizujícím zářením a na interakci povrchu s vodou.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav skla a keramiky, FCHT, VŠCHT Praha

Vývoj povrchových úprav keramických artefaktů a hodnocení jejich stability

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Alexandra Kloužková, CSc.

Anotace


Povrchové úpravy keramických předmětů slouží k dekoraci i ke zvýšení užitných hodnot. Historické dekory vykazují různé stupně poškození. Cíl práce bude zaměřen na hodnocení jejich stability a navržení způsobu konsolidace poškozených vrstev.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav skla a keramiky, FCHT, VŠCHT Praha

Ústav technologie vody a prostředí

Alternativní nosiče biomasy využitelné v aktivačních čistírenských systémech

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

Anotace


Práce bude zaměřená na hodnocení biodegradabilního porézního materiálu na bázi PU pěn, který bude sloužit jako nosič biomasy v aktivačních čistírnách odpadních vod a povede ke zlepšení účinnosti biologických procesů odstraňování dusíku, zejména nitrifikace v zimních měsících. PU nosiče budou testovány v laboratorních SBR reaktorech, kde budou monitorovány fyzikálně-chemické parametry (pH, rozpuštěný kyslík, CHSK, anorg. formy N, TKN, PO43-, sušina kalu) a biologické parametry (hydrobiologie/mikrobiologie). Diverzita přítomných mikroorganismů na PU nosičích bude hodnocena mikroskopicky (světelná a epifluorescenční mikroskopie) i kultivačně (zastoupení mikrobiální populace a její aktivity, tj. koliformní a termotolerantní koliformní bakterie, klostridia, kultivovatelné mikroorganismy při 22 °C a 36 °C, nitrifikační/denitrifikační bakterie). Na základě výsledků laboratorního testování bude receptura PU nosičů dále optimalizována v poloprovozních a provozních podmínkách reálné aktivační čistírny s volitelnou membránovou vestavbou, na které budou testovány provozní stavy spojené s aplikací PU nosičů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav technologie vody a prostředí, FTOP, VŠCHT Praha

Biochar jako stimulant anaerobní fermentace

Garantující pracoviště: Ústav technologie vody a prostředí
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Dana Pokorná, CSc.

Anotace


Biochar je pevný produkt termochemického zpracování organických odpadů včetně biomasy. Má potenciál širokého uplatnění vzhledem ke svému vysokému specifickému povrchu a poréznosti, má značné adsorpční vlastnosti a pufrovací schopnosti. Vzhledem k tomu má příznivý vliv na proces anaerobní fermentace ve smyslu stabilizace jejího průběhu a zvýšení výtěžnosti bioplynu a methanu. Snižuje koncentraci nedisociovaných forem amoniaku a sulfidů a jejich toxické působení na anaerobní konsorcium a tím i zvyšuje kvalitu bioplynu. Přítomnost funkčních skupin na povrchu biocharu pozitivně působí zejména při zvýšení koncentrace nižších mastných kyselin produkovaných při přetížení anaerobní fermentace. Biochar je vhodným nosičem bakterií a podporuje mezidruhový přenos elektronů (DIET) mezi elektroaktivními bakteriemi, syntrofními acetogeny a methanogeny. Základní vlastnosti biocharu závisí na použitém materiálu a procesních podmínkách pyrolýzy. Zkoumání biocharů z různých materiálů a jejich vlivu na anaerobní fermentaci je náplní této práce.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav technologie vody a prostředí, FTOP, VŠCHT Praha

Identifikace a management bodových zdrojů zátěže PFAA v antropogenním vodním cyklu

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

Anotace


Prvním cílem projektu je identifikovat bodové zdroje vnosu perfluoralkylových kyselin (PFAA) do antropogenního vodního cyklu. Proto nejprve vyvineme pasivní vzorkovač PFAA pro městské a průmyslové odpadní vody i skládkové výluhy, čímž umožníme managment těchto koncentrovaných zdrojů PFAA před jejich zředěním ve stokové síti a prostředí. Vlastní vzorkovací kampaní popíšeme vliv těchto zdrojů na zátěž PFAA v antropogenním vodním cyklu včetně stokové sítě, ČOV, povrchových vod až po výrobu vod pitných. Dále detailně popíšeme mechanismy odstraňování PFAA na ČOV a pro provozovatele a vlastníky vodohospodářské infrastruktury vytvoříme matematický model, který jim umožní efektivně řešit zátěž PFAA na území ČR.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav technologie vody a prostředí, FTOP, VŠCHT Praha

Intenzifikace procesů odstraňování fosforu z odpadních vod a možnosti recyklace tohoto nutrientu

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

Anotace


Evropská komise připravuje od roku 2024 novou směrnic o městských odpadních vodách, která by měla nahradit směrnici č. 91/271/EEC. Podle dosud publikovaných očekávaných změn bude v oblasti odstraňování nutrientů z odpadní vod kladen důraz na i) výrazné zvýšení účinnosti odstraňování celkového fosforu a ii) na efektivní opětovné získávání tohoto nutrientu ve formě využitelné pro hnojení zemědělských plodin. Náplní disertační práce bude proto optimalizovat podmínky pro zvýšené biologické odstraňování fosforu, zejména pak snížení kompetice mezi bakteriemi odstraňování fosforu a dusíku. Požadavky nové směrnice budou u většiny městských ČOV znamenat rovněž doplnění čistírenských technologií o procesy terciárního srážení fosforu. Součástí práce bude proto i optimalizace toho procesu, zejména z hlediska řízení dávky srážedla a separace vznikající sraženiny. V obou případech biologického i chemického odstraňování fosforu budou studovány postupu opětovného získávání fosforu ve formě optimálně využitelné hnojenými rostlinami.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav technologie vody a prostředí, FTOP, VŠCHT Praha

Optimalizace a transformace mikroskopie při hodnocení vzorků životního prostředí

Garantující pracoviště: Ústav technologie vody a prostředí
Studijní program/specializace: ( 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. 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.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav technologie vody a prostředí, FTOP, VŠCHT Praha

Přírodní koupací vody - rizikové faktory a jejich monitorování

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

Anotace


Zdravotní rizika spojená s kvalitou přírodních koupacích jsou v naprosté většině biogenního původu, ať už se jedná o infekční mikroorganismy, sinice, řasy a jejich produkty nebo o původce cerkáriové dermatitidy. Rizikovost koupacích vod v ČR je sice díky fungující legislativě systematicky mapována, situace však rozhodně není statická a na našem území se objevují nové organismy, jiné se některé oproti minulosti značně rozšiřují nebo se jim začne věnovat zvýšená pozornost (např. velký a z hlediska koupání rizikový bičíkovec Gonyostomum semen, některé taxony toxických sinic, původci cerkáriové dermatitidy a další). Prvním cílem práce bude na základě již existujících dat i vlastního monitorování zmapovat jejich výskyt a význam pro koupací vody ČR včetně typizace lokalit výskytu. Monitorování výše uvedených rizikových faktorů je založeno na standardizovaných metodách, které však nejsou v mnoha ohledech dokonalé, obsahují problematická místa, která zhoršují reprodukovatelnost metod. K jejich sledování je možné využít různé nové postupy (např. fluorescenční metody, qPCR, MALDI, družicové snímkování a další). Ověření těchto metod a případná příprava metodických dokumentů k jejich rutinnímu použití v provozních laboratořích ČR je druhým cílem práce.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav technologie vody a prostředí, FTOP, VŠCHT Praha

Včasné odhalení zdrojů virových epidemií pomocí analýzy environmentálních vzorků

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

Anotace


V poslední době se v humánní i veterinární medicíně stále více uplatňuje koncept tzv. (waste)water-based epidemiology (WBE), kde se provádějí analýzy odpadních vod popř. dalších relevantních materiálů (sedimentů, trusu, povrchových vod) a získaná data se korelují s průběhem různých epidemií a pandemií. Tímto způsobem je možné zavádět systémy včasného varování před vznikem ohnisek nákazy, popř. odhadovat další průběh epidemií. Tento doktorský projekt je přímo navázaný na 5 letý projekt financovaný Národní agenturou pro zemědělský výzkum (NAZV) s názvem "Včasné odhalení zdrojů nákazy ptačí chřipky pomocí detekce virových částic v environmentálních vzorcích". Cílem projektu je najít způsob jak chovatele drůbeže včas varovat před propuknutím nových ohnisek nákazy a zamezit tak nutnosti preventivní likvidace celých chovů, což v posledních letech v rámci České republiky znamená výbíjení stovek tísíc kusů drůbeže ročně. Dílčí cíle projektu jsou (1) navržení metodiky sběru a analýzy vzorků vč. navržení vhodných návazných opatření v chovech při výskytu pozitivních vzorků, (2) identifikace mechanismů primární infekce se zaměřením na roli divoce žijících ptáků a (3) porozumění dynamiky sekundárního šíření nákazy v chovech drůbeže. Student se zapojí do intenzivního vzorkování v chovech drůbeže i ve volné přírodě, analýzy vzorků a předevcším do analýzy a interpretace dat. Vzhledem k novosti problematiky má projekt velký potenciál v proktické i vědecké rovině (na toto téma existuje naprosté minimum publikací).
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav technologie vody a prostředí, FTOP, VŠCHT Praha

Vývoj metod nové generace pro vysoce citlivou a rychlou detekci fekálního znečištění a antibiotické rezistence ve vodě

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

Anotace


Prvním cílem projektu je vyvinout vysoce citlivou a rychlou detekci patogenních agens ve vodách pomocí inovativního zakoncentrování a RT-PCR, průtokové cytometrie a optimalizované kultivace pro účinnou prevenci a řešení havárií úpraven a distribučních sítí pitné vody (př. Dejvice 2015, Polička 2019). Druhým cílem je zmapovat na vodárnách upravujících povrchovou vodu odstraňování či amplifikaci DNA nesoucí geny antibiotické rezistence, a to včetně opomíjené volně plovoucí extracelulární DNA a fágů, a identifikovat kombinaci a optimální nastavení procesů technologie (i distribuce), což ve výsledku zredukuje obsah genů antibiotické rezistence v pitné vodě.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav technologie vody a prostředí, FTOP, VŠCHT Praha

Zušlechťování bioplynu biokonverzí CO<sub>2</sub> na biomethan

Garantující pracoviště: Ústav technologie vody a prostředí
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Dana Pokorná, CSc.

Anotace


Anaerobní rozklad biologicky rozložitelných organických materiálů je dnes už běžně používaným procesem pro zpracování kalů a odpadů za současné produkce elektrické a tepelné energie. Energetickou složkou produktu tohoto procesu, bioplynu, je methan. Nezanedbatelnou složku tvoří také CO2, který dokáží svojí činností redukovat hydrogenotrofní methanogeny pomocí externě dodávaného vodíku na biomethan a zušlechtit tak bioplyn na kvalitu zemního plynu. Je to jedna z cest, jak nahradit fosilní palivo obnovitelným zdrojem energie za použití zeleného vodíku vyrobeného elektrolýzou vody. Dávkování vodíku může být provedeno cestou in-situ přímo do anaerobního fermentoru nebo ex-situ do externího bioreaktoru s adaptovanou kulturou hydrogenotrofních methanogenů. Obě metody mají své klady a zápory, jejichž vyhodnocení a realizace obou metod je náplní této práce.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav technologie vody a prostředí, FTOP, VŠCHT Praha

Ústav udržitelnosti a produktové ekologie

Environmentální dopady zpracování různých složek komunálních odpadů

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

Anotace


Komunální odpady jsou velmi heterogenní odpady s ohledem na složení a produkci. V poslední době se pak objevují i nové typy komunálních odpadů, jako jsou například textilní odpady. Environmentální dopady zpracování těchto odpadů nejsou detailně známé, a to jak z pohledu jednotlivých metod zpracování, tak z pohledu uvolňování znečišťujících látek do životního prostředí v celém hodnotovém řetězci. Práce bude zaměřená právě analýzu toků těchto odpadů, ověření jednotlivých indikátorů hodnoticích postupy pro jejich zpracování, určení dopadů na životní prostředí a návrh metod pro zlepšení stávajícího stavu.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav udržitelnosti a produktové ekologie, FTOP, VŠCHT Praha

LCA hodnotových řetězců baterií a MFA kritických surovin nutných pro bateriové systémy

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

Anotace


Práce bude zaměřená na hodnocení udržitelnosti bateriových systémů. V práci budou hodnoceny kritické mody používání bateriových systémů pro různé technologické aplikace. Metodou posuzování životního cyklu budou určeny environmentální dopady hodnotových řetězců bateriových systémů. Metodou Analýza materiálových toků budou určeny toky kritických surovin nutných pro bateriové systémy.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav udržitelnosti a produktové ekologie, FTOP, VŠCHT Praha

Nové typy kovonosných odpadů a postupy pro jejich zpracování

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

Anotace


Kovonosné odpady jsou s ohledem na jejich hodnotu jedny z nejvýznamnějších. Vzhledem k rychlému vývoji, zejména v oblasti elektroniky, dochází ke změně surovinové základy a použití řady nových komodit (zejména z řady kritických surovin), které nebyly dříve předmětem zájmu. To je spojené i se vznikem nových typů odpadů s obsahem těchto komodit (např. bateriové systémy, FVE panely, superkapacitory, atd.). Práce bude zahrnovat analýzu těchto odpadů, zpracování materiálových toků těchto odpadů se zaměřením zejména na kritické suroviny v nich obsažené, návrh a vývoj metod pro získávání cenných složek z těchto odpadů, a to včetně analýzy dopadů na životní prostředí.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav udržitelnosti a produktové ekologie, FTOP, VŠCHT Praha

Ústav udržitelných paliv a zelené chemie

Degradace materiálů v plynném prostředí za vysoké teploty

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

Anotace


Kvůli ubývání zásob fosilních paliv je nutno hledat nové zdroje energie a dosahovat vyšší účinnosti při konverzi tepelné energie na elektrickou energii. Jednou z cest, jak nahradit část zdrojů produkujících energii spalováním fosilních paliv, je výroba tepelné a elektrické energie v jaderných štěpných reaktorech IV. generace. Je navrženo několik typů těchto zařízení lišících se druhem a fyzikálními vlastnostmi primárního chladiva, neutronovými toky v aktivní zóně, maximálním tepelným (a elektrickým) výkonem, atd. Jeden z možných typů primárního chladiva pro reaktory IV. generace je plynné helium o vysoké teplotě (až 1000°C i více) a tlacích (až 16 MPa). Toto chladivo je využíváno ve vysokoteplotních plynem chlazených reaktorech (High Temperature Reactors - HTR) a rychlých plynem chlazených reaktorech (Gas Cooled Fast Reactors - GFR). S reaktory typu HTR se v budoucnu počítá jako s náhradou menších a středních zdrojů elektrické energie (cca do 600 MW tepelných) spalujících fosilní paliva. Hélium o vysoké teplotě lze navíc využít přímo v technologických procesech, např. k přímé výrobě vodíku, výrobě vodního plynu z uhlí, aj. Reaktory typu GFR by navíc měli sloužit pro výrobu jaderného paliva pro ostatní typy reaktorů. Na druhou stranu prostředí helia za vysokých teplot a tlaků za současného působení radioaktivního záření klade značné nároky na odolnost konstrukčních materiálů. Tyto materiály lze v zásadě rozdělit na kovové (zejména různé typy ocelí) a nekovové (nukleární grafit, který slouží jako moderátor jaderné reakce a kompozitní materiály). U všech materiálů, které by měly být použity jako konstrukční materiály heliem chlazených jaderných reaktorů, je třeba popsat jejich chování a změny vlastností během expozice v prostředí helia za vysokých teplot a tlaků. Z testů, kterým by měly být materiály podrobeny, lze jmenovat např. testování vzorků kovových materiálů a grafitu za vysokých teplot a konstantního napětí při i bez vlivu radiace (creep), testování kovových materiálů při dynamickém namáhání (fatigue), vliv nečistot obsažených v heliu na změnu vlastností materiálů, oxidace grafitu v heliu obsahujícím nečistoty, vliv radioaktivity na změnu rozměrů, struktury a fyzikálních vlastností grafitu při vysokých teplotách, aj.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav udržitelných paliv a zelené chemie, FTOP, VŠCHT Praha

Hydrogenační zhodnocení furanických látek

Garantující pracoviště: Ústav udržitelných paliv a zelené chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Ing. David Kubička, Ph.D., MBA

Anotace


Furanické látky jsou klíčové meziprodukty pro chemické zhodnocení cukerných polymerů (celulóza, hemicelulóza) lignocelulózové biomasy. Cílem dizertační práce bude návrh a studium nových typů katalyzátorů pro účinnou hydrogenaci 5-hydroxymethylfurfuralu na bis-hydroxyfuranické látky, které jsou potenciálními monomery pro nové typy udržitelných biopolymerů. Dizertační práce se proto bude zaměřovat na syntézu hydrogenačních katalyzátorů a optimalizaci jak nosiče, tak aktivní hydrogenační složky, charakterizaci aktivních center katalyzátorů, testování aktivity, selektivity a stability vyvíjených katalyzátorů a na nalezení a objasnění vztahů mezi syntézními a aktivitními parametry vyvinutých katalyzátorů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav udržitelných paliv a zelené chemie, FTOP, VŠCHT Praha

Hydrogenační zpracování směsných surovin s cílem výroby leteckého petroleje obsahujícího podíl obnovitelného leteckého paliva

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

Anotace


Charakter zpracovávané suroviny klade na hydrogenační technologie stále vyšší nároky. Zhoršující se nebo fluktuující kvalita zpracovávané ropy, zpracování alternativních surovin či směsných surovin si vynucují vývoj výkonnějších a odolnějších katalytických systémů. Pro výběr vhodného katalytického systému, ověření zpracovatelnosti nové suroviny či správného nastavení reakčních podmínek, je z ekonomických důvodů nezbytné využití pilotního testování. Disertační práce je zaměřena na porovnání aktivity několika katalytických systémů na čtvrtprovozních jednotkách simulujících koprocesing výroby leteckého petroleje s podílem SAF (sustainable aviation fuel) s využitím katalytického hydrogenačního zpracování. Součástí disertační práce je rovněž ověření přenositelnosti dat do průmyslového měřítka pomocí matematického modelu. Vývoj a optimalizace tohoto nástroje se stane prostředkem pro predikci aktivity využívaných hydrogenačních katalyzátorů v provozním měřítku, včetně odhadu vybraných procesních parametrů, jakými jsou např. chemická spotřeba vodíku, teplotní zabarvení na katalytickém loži či postupná deaktivace katalytického systému. Důraz bude kladen rovněž na predikci výtěžkové struktury produktů a jejich vybraných kvalitativních parametrů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav udržitelných paliv a zelené chemie, FTOP, VŠCHT Praha

Chemická recyklace výmětu z odpadních plastů

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

Anotace


Náplní práce bude návrh technologického řetězce pro chemickou recyklaci výmětu ze směsných odpadních plastů. Plastový výmět vzniká v třídírně odpadních plastů po oddělení PET, „tvrdých obalů“ a folií a hrubé separaci PVC. Výmět v současné době tvoří cca 50 % vstupujícího plastového odpadu a využívá se jako tuhé alternativní palivo. V rámci disertační práce budou pro chemickou recyklaci výmětu použity tři klíčové procesy: pyrolýza, hydrogenační zpracování a zpracování na etylenové jednotce. Plastový výmět bude nejprve podroben pyrolýznímu štěpení s cílem získat v maximálním výtěžku pyrolýzní olej (PO) s optimálním složením. PO bude následně hydrogenačně zpracován (hydrorafinace, hydrokrakování) a produkty tohoto zpracování budou sloužit jako surovina pro etylenovou jednotku (proces steam cracking), která je klíčovou technologií petrochemického průmyslu. Konečnými produkty celého zpracovatelského řetězce budou především etylen, propylen a aromáty (benzen, toluen, xyleny), které představují základní suroviny pro následnou výrobu polymerů, chemikálií a léčiv.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav udržitelných paliv a zelené chemie, FTOP, VŠCHT Praha

Konverze metanolu na uhlovodíky

Garantující pracoviště: Ústav udržitelných paliv a zelené chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Ing. David Kubička, Ph.D., MBA

Anotace


Metanol hraje významnou roli v současných snahách o dekarbonizaci chemického průmyslu, protože je klíčovým meziproduktem zhodnocení odpadního oxidu uhličitého. Cílem dizertační práce bude návrh a studium nových typů katalyzátorů pro účinnou přeměnu metanolu na uhlovodíky. Dizertační práce se proto bude zaměřovat na syntézu katalyzátorů a jejich modifikaci, charakterizaci aktivních center katalyzátorů, testování aktivity, selektivity a stability vyvíjených katalyzátorů a na nalezení a objasnění vztahů mezi syntézními a aktivitními parametry vyvinutých katalyzátorů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav udržitelných paliv a zelené chemie, FTOP, VŠCHT Praha

Návrh katalyzátorů pro selektivní deoxygenaci fenolických látek

Garantující pracoviště: Ústav udržitelných paliv a zelené chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Ing. David Kubička, Ph.D., MBA

Anotace


Fenolické látky jsou klíčové meziprodukty pro chemické zhodnocení ligninu z lignocelulózové biomasy. Cílem dizertační práce bude návrh a studium nových typů katalyzátorů pro účinnou selektivní deoxygenaci substituovaných methoxyfenolů, které jsou surovinou s aplikačním potenciálem jak pro udržitelná letecká paliva (SAF), tak pro substituované cyklohexanony. Dizertační práce se proto bude zaměřovat na syntézu deoxygenačních katalyzátorů a optimalizaci jak nosiče, tak aktivní deoxygenační složky, charakterizaci aktivních center katalyzátorů, testování aktivity, selektivity a stability vyvíjených katalyzátorů a na nalezení a objasnění vztahů mezi syntézními a aktivitními parametry vyvinutých katalyzátorů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav udržitelných paliv a zelené chemie, FTOP, VŠCHT Praha

Návrh katalyzátorů s řízenými strukturními a acido-bazickými vlastnostmi

Garantující pracoviště: Ústav udržitelných paliv a zelené chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Ing. David Kubička, Ph.D., MBA

Anotace


Heterogenní katalyzátory mohou plně odemknout chemický potenciál biomasy, pokud se podaří optimalizovat jejich texturní a acidobazické vlastnosti pro potřeby konkrétních reakcí. Cílem dizertační práce bude návrh a studium hierarchických přístupů ke řízení texturních vlastností, optimalizaci chemického složení a z něj plynoucích acido-bazických vlastností připravovaných katalyzátorů. Dizertační práce se proto zaměří na přípravu SiO2 katalyzátorů modifikovaných dalšími oxidy (Al2O3, TiO2, ZrO2, apod.) různými metodami. Takto připravené nosiče s řízenou texturou a kyselostí (koncentrace center i jejich síla) budou dále modifikovány kovy (např. Ni, Co, Cu) a budou testovány ve vhodných modelových reakcích.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav udržitelných paliv a zelené chemie, FTOP, VŠCHT Praha

Odstraňování nečistot z sCO2 energetických okruhů

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

Anotace


Pro jaderné i nejaderné energetické aplikace se uvažují okruhy s nadkritickým CO2 (sCO2), např. jako sekundární okruhy pokročilých jaderných reaktorů (iV. generace). V těchto okruzích je velmi důležitý obsah nežádoucích minoritních složek, které mohou mít zásadní vliv na fyzikálně-chemické vlastnosti sCO2 a mohou také snižovat odolnost používaných materiálů. Cílem dizertační práce bude identifikovat nečistoty v těchto energetických okruzích. Dále potom navrhnout a laboratorně otestovat metody odstranění těchto nečistot.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav udržitelných paliv a zelené chemie, FTOP, VŠCHT Praha

Optimalizace procesu FCC s využitím laboratorních simulací

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

Anotace


V návaznosti na současnou ekonomickou a geopolitickou situaci, kdy nemusí být vhodné zpracovávat pouze jeden druh ropy, ale spíše více směsí rop, je třeba věnovat pozornost vlivu suroviny na všechny rafinérské technologie. Jednou z klíčových rafinérských technologií je FCC. Cílem této práce je zmapování vlivu různých surovin na výtěžkovou strukturu, porovnání laboratorních a provozních dat a vyvinutí přepočtového algoritmu pro převod dat z laboratorní jednotky do provozního měřítka. Na laboratorní jednotce simulující technologii FCC bude provedena sada testů, jejichž výsledky budou porovnávány s výsledky zpracování různých surovin na průmyslové komerční jednotce FCC. Na základě tohoto porovnání bude připraven přepočtový model pro každý produkt ze sledované výtěžkové struktury (propylen, benzínová frakce, LCO atp.). Použity budou i simulační programy.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav udržitelných paliv a zelené chemie, FTOP, VŠCHT Praha

Valorizace oxidu uhličitého katalytickými procesy

Garantující pracoviště: Ústav udržitelných paliv a zelené chemie
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Ing. David Kubička, Ph.D., MBA

Anotace


Oxid uhličitý je klíčem k dekarbonizaci chemického průmyslu a jeho chemické využití nabízí možnost jak jeho sekvestrace, tak uskladnění obnovitelné energie v chemických vazbách produktů. Cílem dizertační práce bude studium využití CO2 jako suroviny ve Fischer-Tropschově syntéze (FTS) s následným využitím získaných uhlovodíků jako suroviny pro výrobu olefinů, především ethylenu a propylenu. Dizertační práce se proto bude zaměřovat na přípravu FTS katalyzátorů, jejich charakterizaci, testování aktivity, selektivity a stability vyvíjených katalyzátorů, optimalizaci procesních podmínek, a na nalezení a objasnění vztahů mezi syntézními a aktivitními parametry vyvinutých katalyzátorů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav udržitelných paliv a zelené chemie, FTOP, VŠCHT Praha

Vliv vodíku v zemním plynu na plynárenskou infrastrukturu

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

Anotace


Práce je zaměřena na studium problematiky vlivu různého obsahu vodíku v zemním plynu na plynárenskou infrastrukturu. V současné době se uvažuje o cíleném přidávání vodíku do zemního plynu, ať už čistého vodíku nebo jako součást plynu produkovaného například katalytickou hydrogenací oxidu uhličitého. Problematika přidávání vodíku do zemního plynu zejména zahrnuje promíchávání přidávaného vodíku v plynovodním potrubí, vliv na spalné teplo zemního plynu a spalovací vlastnosti, vliv na měřicí a analytické systémy, těsnicí systémy, vliv při kompresi zemního plynu na kompresních stanicích, snížení dopravní kapacity, snížení methanového čísla a dále problematiku při skladování vodíku v podzemních zásobnících spolu se zemním plynem.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav udržitelných paliv a zelené chemie, FTOP, VŠCHT Praha

Výroba LOHC z odpadních materiálů

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

Anotace


LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carriers) jsou organické látky schopné ve své molekule uchovávat chemicky vázaný vodík pro jeho pozdější využití. Principem záchytu a zpětného získávání vodíku jsou hydrogenační a dehydrogenační reakce, při kterých se mění obsah vodíku v molekulách LOHC. Tento koncept je alternativou k dlouhodobému skladování vodíku v tlakových nádobách nebo kryogenních nádržích. V úvodu disertační práce budou vytipovávány a porovnávány organické sloučeniny vhodné jako LOHC z hlediska jejich toxicity, bodu varu a teoretické kapacity vodíku. Následně budou posouzeny možnosti syntézy vybraných sloučenin s přihlédnutím k ekonomice procesu výroby. Součástí práce bude dále laboratorní příprava LOHC z odpadních materiálů. Pro tyto účely bude využit například pyrolýzní olej získaný tepelným zpracováním odpadních pneumatik. Kombinací hydrogenační rafinace v laboratorní průtočné katalytické jednotce a laboratorní rektifikace bude hledán vhodný destilační řez, který by bylo možné využít jako LOHC. V závěru práce bude testována dehydrogenace/hydrogenace získaných LOHC pro posouzení skutečné kapacity vodíku.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav udržitelných paliv a zelené chemie, FTOP, VŠCHT Praha

Výroba změkčovadel z odpadních pneumatik

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

Anotace


V současné době se vyrábí a používá celá řada kaučuků. Mezi nejpoužívanější patří SBR (styren-butadienový kaučuk), NR (přírodní kaučuk), BR (butadienový kaučuk) a EPDM (etylen-propylen-dienový kaučuk). Nedílnou a významnou složkou všech vulkanizovaných kaučuků je změkčovadlo (plnící olej), přidávané do kaučukových směsí v množství 2 - 20 % hm. Jako změkčovadlo do SBR používaného na výrobu pneumatik se dnes používá především TDAE (Treated Distillate Aromatic Extract), což je rafinovaný aromatický extrakt získaný rozpouštědlovou rafinací vakuových destilátů z ropy při výrobě minerálních olejů. Vzhledem k tomu, že technologie rozpouštědlové rafinace vakuových destilátů je v rafinériích postupně nahrazována procesy hydrogenační rafinace, vzniká nedostatek vysoce aromatických frakcí vhodných k výrobě změkčovadel do SBR. Výroba změkčovadel z odpadních pneumatik je proto jeví jako vhodný způsob jejich recyklace. Cílem práce bude návrh technologického řetězce pro výrobu změkčovadel do různých typů kaučuků z odpadních pneumatik. V rámci práce bude testována pyrolýza odpadních pneumatik v režimu maximálního výtěžku frakce pyrolýzního oleje vroucí nad 360 °C a následná hydrogenační rafinace prováděná s cílem odstranění karcinogenních polyaromatických sloučenin a maximálního zachování ostatních aromatických struktur. Pro tyto účely budou testovány různé typy hydrorafinačních katalyzátorů a různé reakční podmínky hydrorafinace (teplota, tlak, prostorová rychlost). Získané produkty budou analyticky hodnoceny jako změkčovadla se specifickými požadavky na jejich vlastnosti (obsah PAU, obsah aromátů, viskozita, bod vzplanutí, anilinový bod apod.). Z produktů, které budou vyhovovat svými parametry jako změkčovadla, budou připraveny různé kaučukové směsi a pryže, které budou následně analyticky hodnoceny.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav udržitelných paliv a zelené chemie, FTOP, VŠCHT Praha

Využití suchého reformingu při výrobě syntézního plynu

Garantující pracoviště: Ústav udržitelných paliv a zelené chemie
Studijní program/specializace: ( 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 reformování zemního plynu (methanu) při výrobě syntézního plynu, který je běžnou surovinou v rafinériích při zpracování ropy. Využití oxidu uhličitého při tomto procesu by umožnilo jeho využití a prodloužení jeho uhlíkové stopy. Cílem práce bude stanovit vhodné podmínky procesu (teplota, tlak), katalyzátory a kinetické podmínky. Pro možné průmyslové využití bude také vypracována energetická bilance procesu.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav udržitelných paliv a zelené chemie, FTOP, VŠCHT Praha
Aktualizováno: 16.2.2022 00:25, Autor: Jan Kříž

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

Datová schránka: sp4j9ch

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

VŠCHT Praha
na sociálních sítích
zobrazit plnou verzi