Ústav fyzikální chemie

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( 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.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( 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.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Molekulární chemická fyzika a senzorika ( 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.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Molekulární chemická fyzika a senzorika ( 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.

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

Anotace

Tato práce se bude zabývat využitím glycerolovch poly(amidoaminovými) (PAMAM) dendrimerů rozpustných ve vodě pro zapouzdření aktivních složek používaných v kosmetickém průmyslu. Pomocí fyzikálně-chemických experimentálních metod (např. osmometrií v parní fázi, inert gas stripping nebo isotermální titrační kalorimetrie) budou studovány vztahy mezi rozpuštěncem a rozpouštědlem ve vodných roztocích dendrimerů a vybraných kosmetických účinných složek jako je např. niacinamid, vitamín C, retinol nebo kyselina hyaluronová. Výsledkem práce bude účinná metoda zapouzdření a lepší pochopení interakcí mezi funkčními skupinami navržených dendrimerů s rozpouštědlem a 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.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( 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/

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Molekulární chemická fyzika a senzorika ( 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/

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( 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.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( 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.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( 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.

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

Anotace

Předmětem doktorské práce je experimentální studium 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.

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

Anotace

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

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

Anotace

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

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	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.