Detail programu - Doktorské studium na VŠCHT Praha

Nacházíte se: VŠCHT → Web PhD → Zájemci o doktorské studium → Doktorské studijní programy a vypsaná témata prací → Vypsaná témata disertačních prací → Detail programu

Chemie (FCHT)

Doktorský program, Fakulta chemické technologie

Cílem programu je výchova vysoce kvalifikovaných tvůrčích pracovníků s teoretickými i praktickými znalostmi v oblasti strategie, návrhů a praktického provedení syntéz speciálních anorganických a organických sloučenin, organických polymerů a materiálů. Naším záměrem je prohloubení chemických, fyzikálně-chemických a chemicko-inženýrských poznatků absolventa, který by měl být schopen samostatné tvůrčí činnosti a rozhodování v oblasti výzkumu a vývoje nejen v chemii, ale i v řadě příbuzných či interdisciplinárních oborů.

Uplatnění

Absolvent bude schopen navrhovat cílené syntézy anorganických, organických a polymerních materiálů a koordinačních sloučenin s předem definovanými fyzikálními, elektrochemickými, katalytickými a biochemických vlastnostmi s využitím ve farmacii, nanotechnologiích, elektronice a katalýze, charakterizovat je a získaná data teoreticky interpretovat. V oblasti makromolekulární chemie bude připraven na řešení problémů spojených se zpracováním, recyklací a využitím polymerů při konzervaci a restaurování objektů kulturního dědictví. Získané znalosti se mohou podle povahy dizertační práce měnit v rozpětí od čistě experimentálně-interpretačních až po znalosti vycházející z kvantové mechaniky, termodynamiky nebo jiných teoretických modelů sloužících k popisu struktury a chování látek. Součástí získaných dovedností je i znalost informačních technologií, schopnost vést vědecký kolektiv, příprava a řízení projektu a publikační dovednosti absolventa.Nezanedbatelnou součástí získaných dovedností je dokonalá znalost informačních technologií, umožňující rychlou orientaci v problematice, stejně jako schopnost komunikovat o daných problémech s neodborníky nebo zástupci jiných vědních oborů. Důraz je také kladen na získání většího mimo-odborného rozhledu absolventa, včetně základních právních a sociálních aspektů vědecké práce. Součástí profilu absolventa, umožňující jeho větší uplatnění na současném dynamicky se měnícím trhu práce, je také schopnost vést vědecký kolektiv, příprava a řízení projektu a v neposlední řadě publikační a komunikační dovednosti absolventa.

Detaily programu

Jazyk výuky	český
Standardní doba studia	4 roky
Forma studia	kombinovaná , prezenční
Garant studia	prof. Ing. Pavel Lhoták, CSc.
Místo studia	Praha
Kapacita	20 studentů
Kód akreditace (MŠMT kód)	P0531D130017
VŠCHT kód	D103
Počet vypsaných témat	52

Studijní plán

Vypsané disertační práce pro rok 2024/25

Aniontově-výměnné polymerní membrány pro elektrolytickou výrobu vodíku

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů
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

Aromatické sloučeniny obsahující fosfininový kruh

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
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.

Biodegradabilní materiály na bázi škrobu

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů
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

Biodegradace obnovitelných polyuretanů připravených neisokyanátovou cestou

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
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.

Biodegradovatelné kostní cementy

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů
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 a syntéza vyšších calixarenů pro komplexaci fullerenů

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
Školitel:	prof. Ing. Pavel Lhoták, CSc.

Anotace

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

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Design katalyzátorů pro přípravu stereoblokových kopolymerů olefinů teoretickými a experimentálními metodami

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů
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

Design, syntéza a technologický transfer iontově-výměnných stacionárních fází pro HPLC: od základního výzkumu k průmyslové praxi

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
Školitel:	prof. Ing. Michal Kohout, Ph.D.

Anotace

Vysokoúčinná kapalinová chromatografie (HPLC) je bezpochyby nejpoužívanější metodou pro separaci směsí chemických látek. Ačkoli tato technologie zaznamenala v posledních letech značný rozvoj, separace ionizovaných a ionizovatelných sloučenin je stále obtížná. Hlavní pokrok v separaci nabitých sloučenin pak zůstává typicky v akademické sféře a nové poznatky nejsou využívány v praxi. Disertační práce zahrnuje komplexní proces výzkumu a vývoje nové rodiny tzv. brush-type stacionárních fází s organickými selektory pracujícími na principu iontové výměny, které jsou určeny pro chirální / achirální separace ionizovaných a ionizovatelných sloučenin. Student/ka připraví nové katexy (CX), anexy (WX) a zwitteriontové ionexy (ZX) odvozené od přírodních látek (chinovníkové alkaloidy, aminokyseliny atd.). Připravené selektory pak následně imobilizuje na silikagel a otestuje jejich účinnost pro separaci různých typů sloučenin (např. aminokyseliny, organické kyseliny, bazická léčiva, krátké peptidy). Ve spolupráci s naší laboratorní spin-off společností Galochrom s.r.o. pak budou zvoleny stacionární fáze s nejlepšími separačními vlastnostmi. Syntéza těchto vybraných stacionárních fází bude převedena do průmyslového měřítka a připravené stacionární fáze budou uvedeny na trh v rámci produktového portfolia Galochrom s.r.o. V případě této disertační práce tak lze předpokládat přímý inovativní dopad na průmysl.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Fixace CO2 – cesta k udržitelným polymerům

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
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.

Flavinové anionty ve fotoredoxní katalýze

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
Školitel:	prof. Ing. Radek Cibulka, Ph.D.

Anotace

Použití excitovaných organických aniontů jako fotoredoxních katalyzátorů nabízí několik výhod ve srovnání s běžně používanými neutrálními molekulami, zejména v redukční chemii. Tento projekt si klade za cíl prozkoumat fotofyzikální a chemické vlastnosti aniontových forem flavinových derivátů. Na základě výsledků budou navrženy nové fotokatalytické systémy využívající excitované flavinové anionty se zaměřením na fotoredukce za hranicemi možností současné fotoredoxní katalýzy.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Fluorační činidla na bázi aza[2.2]paracyklofanu

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
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
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

Fotochemie a spektroskopie organických radikál iontů

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
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.

Hybridní kovové a (kar)boranové klastry

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
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.

Chemická recyklace polyolefinů a vývoj degradovatelných polymerů

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů
Školitel:	Stella De Almeida Gonsales, Ph.D.

Anotace

Znečištění životního prostředí v důsledku rychlého růstu výroby a spotřeby plastů na jedno použití je naléhavým celosvětovým problémem. V této souvislosti si polyolefiny zaslouží zvláštní pozornost. Vzhledem k obtížné degradaci tyto materiály představují významné výzvy pro životní prostředí. Mezi řešení pro rostoucí množství plastového odpadu patří pokračující vývoj odbouratelných polymerů a vývoj strategií pro chemickou recyklaci takových produktů. Disertační práce bude zaměřena na tyto důležité problémy navrhováním a syntézou nových katalyzátorů, recyklačních strategií a materiálů se zlepšenými vlastnostmi.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav polymerů, FCHT, VŠCHT Praha

Inhibitory metyltransferáz

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
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.

Inkousty a filamenty na bázi polymerů a bioaktivního skla a keramiky

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů
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 stereoselektivní syntéza nepolapitelných atropoizomerů pro urychlení objevu léků

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
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.

Katalytická syntéza biodegradovatelných polymerů na bázi oxidů uhlíku

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů
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

Mikrovlnná fotochemie a příprava polyaromatických látek

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
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.

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.
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.

Modulární syntéza helikálních aromatických sloučenin pro aplikace v materiálové chemii

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Centrální laboratoře
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

Multifotochromní molekulární stroje

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Školitel:	RNDr. Pavel Majer, CSc.

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.

Nanomateriály na bázi uhlíku jako vysoce reaktivní prekurzory pro jednoduchou syntézu karbidů přechodných kovů

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie
Školitel:	prof. Ing. Ondřej Jankovský, Ph.D.

Anotace

Grafen, oxidy grafenu, či další formy nanostrukturovaného uhlíku budou využity jako vysoce reaktivní prekurzory pro přípravu karbidů přechodných kovů (Nb, Ta, W, a další). Připravené materiály budou následně detailně charakterizovány širokým spektrem analytických metod z pohledu fázového složení i mikrostruktury.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Nanostruktury na bázi vrstevnatých karbidů - MXeny

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie
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

Návrh a syntéza nových modulátorů transkripčních faktorů

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
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

Netradiční způsoby devulkanizace a regenerace odpadní pryžové drtě

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů
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

Nové cytostatické nukleosidy a nukleotidy s novými mechanism účinku

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
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.
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.

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

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
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

Polymerní kompozity s řízeným mezifází - reologie a zpracování

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
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.
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.

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

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie
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 použití nabitých heterodienů v bioortogonálních reakcích

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
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.

Příprava a studium scintilačních materiálů na bázi multikomponentních aluminátů

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie
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 a studium vlastností boranyliových solí jako molekulárních senzorů a katalyzátorů

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
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.

Příprava fosforových nanografenů

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
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 chemicky recyklovatelných polymerů

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů
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

Příprava inhibitorů komplexu Arp2/3

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
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
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

Příprava nanomateriálů vhodných pro elektrochemickou redukci dusíku

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie
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 NO_x 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, MCh_x nebo MPCh_x (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
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

Samoopravitelné a recyklovatelné polymerní materiály připravené z obnovitelné kyseliny itakonové

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
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.

Sekvenčně specifická enzymová syntéza RNA s modifikovanými bázemi

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
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.

Stereolitografický 3D tisk biokompatibilních hydrogelů

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
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.

Syntéza a supramolekulární využití thiapillar[n]arenů a jejich analogů

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
Školitel:	prof. Ing. Pavel Lhoták, CSc.

Anotace

Pillar[n]areny lze považovat za relativně nové členy rodiny fenolických makrocyklů. Díky svému jedinečnému válcovitému tvaru a kavitě bohaté na elektrony s nastavitelnou velikostí, našly pillar[n]areny již mnoho využití v moderní supramolekulární chemii. Abychom jmenovali alespoň některé, lze zmínit rozpoznávání různých analytů, supramolekulární self-assembly, supramolekulární polymery reagující na vnější podněty, popř. využití jako modelové systémy pro studium různých nekovalentních interakcí. Z chemie calixarenů je dobře známo, že zavedení síry namísto běžných methylenových můstků vede k dramatickým změnám v chemickém a supramolekulárním chování takovýchto systémů. Cílem tohoto projektu je konstrukce pillararenů a jejich analogů nesoucích síru jako můstkové jednotky a výzkum těchto nových makrocyklů včetně jejich charakterizace, derivatizace a studia supramolekulárních aplikací.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Syntéza glykomimetických organometalických inhibitorů galektinů

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
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.
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.

Syntéza nových proteinových degradérů jakožto antivirotik

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
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

Totální syntézy komplexních indoloterpenových akaloidů a jejich analogů

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
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.

Vrstevnaté chalkogenidy pro uchovávání energie

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie
Školitel:	prof. Ing. Zdeněk Sofer, Ph.D.

Anotace

Práce je zaměřena na studium využití i vrstevnatých chalkogenidů a možnosti jejich využití pro elektrochemické uchovávání energie v bateriích a superkapacitorech a elektrokatalytické aplikace.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Zpracovatelnost a vlastnosti přírodního kaučuku s alternativními přísadami

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů
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

Aktualizováno: 7.1.2022 12:19, Autor: Jan Kříž