Seminář studentů ÚFCH JH Seminar of Students of JHI 2012

Transkript

1 Konferenční centrum AV ČR v Liblicích

2 Seminář studentů ÚFCH JH 2012 Sborník příspěvků ze studentské konference konané dubna 2012 v Konferenčním centru AV ČR Liblicích Seminar of Students of JHI 2012 Collection of abstracts of all lectures given at the student conference held on April 2012 in Conference Centre of the Academy of Sciences of the Czech Republic in Liblice chateau

3 Seminář studentů ÚFCH JH 2012 Sborník příspěvků ze studentské konference konané dubna 2012 v Konferenčním centru AV ČR Liblicích Kolektiv autorů Sestavila: Květa Stejskalová Vydává: Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i. Dolejškova 2155/3, Praha 8, Česká republika Tisk: Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i. Dolejškova 2155/3, Praha 8 Vydání: první Náklad: 75 kusů Místo a rok vydání: Praha, 2012 Publikace neprošla jazykovou úpravou Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i. ISBN

4 SEMINÁŘ STUDENTŮ ÚFCH JH 2012 PROGRAM 1. dne konference - Pondělí Odjezd autobusem z parkoviště před ústavem ve 13:00 hodin. Předpokládaný příjezd do Konferenčního centra AV ČR v zámku v Liblicích okolo 14:00 hodiny. Čas Předsedající Přednášející Název 14:00 15:40 Registrace a ubytování účastníků konference Občerstvení před zahájením konference (od 15:00 hodin: káva, nápoje, sendvič v 1. patře) 15:45 Zahájení konference Seminář studentů ÚFCH JH prezentace studentů z mimosoutěžní kategorie a studentů kategorie I. 15:50 Květa STEJSKALOVÁ Jan BOHUSLAV (středoškolský stážista - práce SOČ, šk. P. Janda) 16:05 Kristýna KOHOUTOVÁ (středoškolská stážistka v Studenti z projektu Otevřená věda II, mimosoutěžní šk. O. Votava) kategorie NANOČÁSTICOVÁ ELEKTRODA: NANOMORFOLOGIE A ELEKTROCHEMIE CHARAKTERIZACE DIODOVÝCH LASERŮ A JEJICH POUŽITÍ VE VNĚJŠÍCH REZONÁTORECH PRO SPEKTROSKOPII A FOTODYNAMIKU 16:20 Štěpánka LACHMANOVÁ (diplomantka PřF UK, školitelka M. Hromadová) kat I STUDIUM ADSORPCE PAPAINU METODAMI AFM A QCM 16:40 Miloš VEČEŘA (bakalářské Kristýna studium, Přf UK; školitel SOVOVÁ M. Lamač) kat I 17:00 Helena DRAGOUNOVÁ (bakalářské studium, LF UK Plzeň; šk. P.Hrabánek) kat I 17:20 Jakub LANG (magisterské studium, PřF UK, škotilet J. Pittner) kat I SYNTÉZA METALOCENOVÝCH KOMPLEXŮ ČTYŘMOCNÉHO TITANU S NENASYCENÝMI PENDANTNÍMI SKUPINAMI CRYSTALLIZATION OF ZEOLITE SSZ-16 (AFX) FROM OPTIMIZED SYNTHESIS SOLUTIONS AB INITIO SINGLE AND MULTI-REFERENCE COUPLED CLUSTER CALCULATIONS USING OPTIMIZED VIRTUAL ORBITAL SPACE 17:40 PŘESTÁVKA 18:00 Tomáš HODÍK (bakalářské studium, VŠCHT Praha školitel J. Pinkas) kat I SLADKÉ TITANOCENY ÚČINNÁ CYTOSTATIKA BUDOUCNOSTI? 18:20 Pavel KOŠŤÁL (bakalářské studium MFF UK; šk. M. Fárník) kat I Lukáš SOBEK Marie KOLÁŘOVÁ (I. ročník PGS, školitel M. Cebecauer) kat I 19:00 Marek PEDERZOLI (magisterské studium, PřF UK, šk. J. Pittner) kat I RYCHLÝ SBĚR DAT V EXPERIMENTU S IONTOVÝM ZOBRAZOVÁNÍM S VYUŽITÍM CCD KAMERY EFFECT OF INTEGRAL PEPTIDES ON MODEL MEMBRANE BIOPHYSICS CIS-TRANS PHOTOISOMERIZATION OF AZOBENZENE UPON EXCITATION TO THE S1 STATE: AB INITIO MOLECULAR DYNAMICS AND QM/MM STUDY 19:20 Ukončení prvního dne konference VEČEŘE v RESTAURACI - začátek v 19:30

5 PROGRAM 2. dne konference - úterý Čas Předsedající Přednášející Název 8:25 Zahájení druhého dne konference - pokračují prezentace studentů kategorie I a II. 8:30 Eva SLOVÁKOVÁ (I. ročník PGS, školitel H. Balcar) kat I SYNTÉZA KONJUGOVANÝCH POLYMERNÍCH SÍTÍ ODVOZENÝCH OD BIFUNKČNÍCH ACETYLENYCKÝCH MONOMERŮ, CESTOU KOORDINAČNÍ POLYMERIZACE 8:50 Jakub EDERER (bakalářské Barbora studium, PřF UK, šk. P. LÁSKOVÁ Janda) kat I 9:10 Jana ŠŤAVÍKOVÁ (I. ročník PGS, školitel J.Čejka) kat I 9:30 Martina PARISOVÁ (diplomantka, PřF UK, šk. T. Navrátil) kat I ELEKTROCHEMICKÉ STANOVENÍ KARBOXYLOVÝCH KYSELIN VE VÍNĚ SYNTHESIS OF LAMELLAR ZEOLITES AND THEIR MODIFICATIONS BY PILLARING TREATMENT TRANSPORT OF CADMIUM AND COPPER IONS ACROSS MODEL SUPPORTED PHOSPHOLIPID MEMBRANES IN THE PRESENCE LMWOAs 9:50 PŘESTÁVKA NA KÁVU A ZÁKUSEK 10:20 Magda ZLÁMALOVÁ (magisterské studium, PřF UK, šk. P. Janda) kat I ELEKTROCHEMICKÁ DETEKCE SULFIDOVÝCH IONTŮ VYUŽÍVAJÍCÍ ELEKTRODY MODIFIKOVANÉ IMOBILIZOVANÝM DERIVÁTEM FTALOCYANINU 10:40 Radka METELKOVÁ (I. ročník PGS, školitel J. Ludvík) kat I Petr JELÍNEK 11:00 Anatolii SPESYVYI (I. ročník PGS, školitel P. Španěl) kat I ELECTROCHEMICAL REDUCTION OF Cr(0) AMINOCARBENES SUBSTITUTED BY HETEROCYCLE: INFLUENCE OF BINDING SITE AND HETEROATOM NATURE NUMERICAL MODELLING OF ION TRAJECTORIES IN SELECTED ION FLOW TUBE MASS- SPECTROMETRY 11:20 Hana KVAPILOVÁ (I. ročník PGS, školitel S. Záliš) kat I 11:40 PŘESTÁVKA VALENCE TAUTOMERISM IN COMPLEXES OF COPPER WITH QUINOID LIGAND QUANTUM CHEMICAL MODELING 11:50 Adéla FRIDRICHOVÁ (I. ročník PGS, školitel M. Horáček) kat I METALLOCENE COMPLEXES OF Sc AND Y WITH VARIOUSLY SUBSTITUTED CYCLOPENTADIENYL LIGANDS 12:10 Monika KLUSÁČKOVÁ (I. ročník PGS,, Jan školitel P. Janda) kat I SUCHÁNEK 12:30 Radek ŽOUŽELKA (I. ročník PGS, školitel J. Rathouský) kat I 12:50 Pavla SVRČKOVÁ (I. ročník PGS, školitel M. Fárník) kat I ELEKTROKATALYTICKÁ OXIDACE PROPYLENU NA ELEKTRODĚ MODIFIKOVANÉ PYRIDINOPORFYRAZI-NÁTOVÝM FILMEM NANOSTRUKTURNÍ SYSTÉMY PRO ZPEVŇOVÁNÍ POVRCHU HISTORICKÝCH MATERIÁLŮ A JEJICH PREVENTIVNÍ OCHRANU PICK-UP PRŮŘEZ PRO ATMOSFÉRICKÉ MOLEKULY 13:10 PŘESTÁVKA NA OBĚD (PODÁVÁ SE V RESTAURACI OD 13:15) 14:45 Kateřina NOVÁKOVÁ (I. ročník PGS, školitel T. Navrátil) kat I DETERMINATION OF TRIAZOLIC FUNGICIDE WITH THE USE OF COPPER SOLID AMALGAM ELECTRODE

6 15:05 Zuzana KOMÍNKOVÁ Martina VERDÁNOVÁ (I. ročník PGS, školitel M. Kalbáč a M. Kalbáčová) kat I 15:25 Jozef LENGYEL (I. ročník PGS, šk. M. Fárník) kat I 15:45 Šárka RAMEŠOVÁ (I. ročník PGS, školitelka R. Sokolová) kat I THE INFLUENCE OF DIFFERENTLY TERMINATED GRAPHENE ON CELL BEHAVIOUR IN THE PRESENCE/ABSENCE OF FETAL BOVINE SERUM THE ROLES AND SIGNATURES OF THE SOLVATED ELECTRON ON ICE NANOPARTICLES STUDIUM MECHANISMU OXIDACE FLAVONOIDŮ A JEJICH STABILITA ZA PŘIROZENÝCH PODMÍNEK Ukončeny prezentace studentů kategorie I. (24 prací) 16:05 PŘESTÁVKA NA KÁVU A ZÁKUSEK 16:45 Pavla CHLUBNÁ (II. ročník PGS, školitel J. Čejka) kat II NEW IPC-1 ZEOLITE FAMILY PREPARED THROUGH 3D TO 2D ZEOLITE CONVERSION AND POST- SYNTHESIS MODIFICATIONS 17:05 Aleš HAVLÍK Petr (III. ročník PGS, KLEIN školitel M. Horáček) kat II 17:25 Zuzana KOMÍNKOVÁ (II. ročník PGS, školitel M.Kalbáč) kat II 17:45 Jakub PASTVA (II. ročník PGS, školitel J. Čejka) kat II GROUP 4 HALF-SANDWICH COMPLEXES CONTAINING CHELATE FORMING LIGANDS DETERMINATION OF THE CONTENT OF SWCNTS IN MIXTURE OF SWCNTS AND DWCNTS BY IN- SITU RAMAN SPECTROELECTROCHEMISTRY NEW MESOPOROUS MATERIALS FOR CO 2 ADSORPTION AND METATHESIS 18:05 UKONČENÍ DRUHÉHO DNE KONFERENCE. VEČEŘE V RESTAURACI OD 18:30 HODIN 18:05-18:30 Pro zájemce - mimokonferenční prezentace Květa STEJSKALOVÁ Představení vzdělávacích a popularizačních aktivit našeho ústavu v projektu Tři nástroje v roce 2012, letos tedy vše s podtitulem Česko hledá nové vědce. Zn. Věda není nuda PROGRAM 3. dne konference - Středa Čas Předsedající Přednášející Název 8:25 Zahájení třetího dne semináře - pokračují prezentace studentů kategorie II. 8:30 8:50 Pavla CHLUBNÁ Tomáš STEINBERGER (III. ročník PGS, školitel M. Hof) kat II Daniel F. ABBOTT (II. ročník PGS, v rámci EU projektu ELCAT, školitel P. Krtil) kat II 9:10 Barbora LÁSKOVÁ (II. ročník PGS, školitel L.Kavan) kat II MEMBRANE-ACTIVITY OF ANTIMICROBIAL PEPTIDES INVESTIGATED BY ADVANCED FLUORESCENCE TECHNIQUES BI-FUNCTIONAL CATALYSTS FOR OXYGEN ELECTROCATALYSIS BASED ON DOPED RUO 2 THE RELATIONSHIP BETWEEN LOCAL STRUCTURE AND SELECTIVITY Li INSERTION INTO OXYGEN ISOTOPE LABELLED ANATASE: IN-SITU RAMAN SPECTROELECTROCHEMISTRY 9:30 Jan SUCHÁNEK (II ročník PGS, školitel Z. Zelinger) kat II SPECTROSCOPIC STUDIES OF QUANTUM DOTS (AZA)PHTHALOCYANINES HYBRID SYSTEMS

7 9:50 PŘESTÁVKA NA KÁVU A ZÁKUSEK 10:30 Petr JELÍNEK (II. ročník PGS, školitel S. Civiš) kat II NEWLY OBSERVED ATOMIC LINES IN THE SOLAR SPECTRUM 10:50 Milan Tushar R. SHINDE BOUŠA (II. ročník PGS, školitel H. Balcar) kat II 11:10 Šárka POKORNÁ (III. ročník PGS, školitel M. Hof) kat I HOVEYDA-GRUBBS TYPE METATHESIS CATALYST IMMOBILIZED ON MESOPOROUS MOLECULAR SIEVES: THE INFLUENCE OF PORE SIZE ON CATALYST ACTIVITY SPECIFIC ANIONIC EFFECT IN NEUTRAL AND POSITIVELY CHARGED LIPID BILAYERS 11:30 PŘESTÁVKA 11:45 Petr KLEIN (III. ročník PGS, školitel J. Dědeček) kat II 12:05 Šárka Milan BOUŠA (II. ročník POKORNÁ PGS, školitel L. Kavan a O. Frank) kat II 12:25 Kristýna SOVOVÁ (III. ročník PGS, školitel P. Španěl) kat II 12:45 Lukáš SOBEK (IV. ročník, školitel J. Pittner) kat II A MULTI NUCLEAR MAS NMR STUDY OF ALUMINIUM INCORPORATION TO ZSM-5 ZEOLITE. EFFECT OF SYNTHESIS GEL PROPERTIES INTERPRETATION OF GRAPHENE OXIDE REDUCTION IN LiFePO 4 CATHODE MATERIAL BY IN-SITU RAMAN SPECTROELECTROCHEMICAL MEASUREMENTS SELECTED ION FLOW TUBE MASS SPECTROMETRY, SIFT-MS QM/MM STUDY OF PRODANE MOLECULE IN WATER 13:05 Ukončeny prezentace studentů kategorie II. (15 prací) 13:30 - SLAVNOSTNÍ VYHLÁŠENÍ VÝSLEDKŮ V KONFERENČNÍM SÁLE OBĚD V RESTAURACI od 13:45 hodin Odjezd do Prahy - autobusem z parkoviště u zámku ve 14:45-15:00 (Návrat do Prahy k budově ÚFCH JH ca v 16:00 hodin.) Seminář studentů ÚFCH JH, Konferenční centrum v Liblicích u Mělníka,

8 Seznam prezentujících studentů (42) Kategorie I (24) Diplomanti a studenti magisterského studia a zájemci z řad bakalářů (10) Dragounová Helena (bakalářské st. 3.r., LF UK Plzeň, stáž u P. Hrabánka) Ederer Jakub (bakalářské studium 2.r., PřF UK, stáž u P.Jandy) Hodík Tomáš (bakalářské studium 2.r., VŠCHT, stáž u M. Lamače a J. Pinkase) Košťál Pavel (magisterské studium, MFF UK, stáž u.m. Fárníka) Lachmanová Štěpánka (diplomantka, PřF UK, školitel M.Hromadová) Lang Jakub (magisterské studium Přf UK, školitel J. Pittner) Parisová Martina (diplomantka PřF UK, stáž u T. Navrátila) Pederzoli Marek (magisterské studium, PřF UK, školitel J.Pittner) Večeřa Miloš (bakalářské studium 2.r., PřF UK, stáž u M. Lamače) Zlámalová Magda (magisterské studium PřF UK, školitel P. Janda) Studenti 1. ročníku PGS (14) Fridrichová Adéla (školitel M. Horáček) Klusáčková Monika (školitel P. Janda) Kolářová Marie (školitel M. Cebecauer) Kvapilová Hana (školitel S. Záliš) Lengyel Jozef (školitel M. Fárník) Metelková Radka (školitel J. Ludvík) Nováková Kateřina (školitel T. Navrátil) Ramešová Šárka ( školitel R. Sokolová) Slováková Eva (2.školitel H. Balcar) Spesyvyi Anatolii (školitel P. Španěl) Svrčková Pavla ( školitel M. Fárník) Šťavíková Jana (školitel J. Čejka) Verdánová Martina (školitel M. Kalbáčová a M. Kalbáč) Žouželka Radek (školitel J. Rathouský) Kategorie II (15) Studenti 2. ročníku PGS (9) Abbott Daniel F. (PGS studium v rámci EU projektu ELCAT, školitel P.Krtil) Bouša Milan (školitel L. Kavan) Chlubná Pavla (školitel J. Čejka) Jelínek Petr (školitel S. Civiš) Komínková Zuzana (školitel M. Kalbáč) Lásková Barbora (školitel L. Kavan) Pastva Jakub (školitel J. Čejka) Shinde Tushar Raghunath (školitel H. Balcar) Suchánek Jan (školitel Z. Zelinger) Studenti 3. ročníku PGS (5) Havlík Aleš (školitel M. Horáček) Klein Petr (školitel J. Dědeček) Pokorná Šárka (školitel M. Hof) Sovová Kristina (školitel P. Španěl) Steinberger Tomáš (školitel M. Hof) Možnost prezentovat (nepovinně) využil i jeden student regulérního 4.ročníku PGS studia Sobek Lukáš (školitel J. Pittner) Hodnotící komise: Roman Čurík Otakar Frank Viktoryia Poterya Petr Sazama. Středoškolští stážisté nesoutěžní kategorie (3) Bohuslav Jan (PORG Praha 8, školitel P. Janda, stáž v projektu ÚFCH JH Tři nástroje) Kohoutová Kristýna (Gymnázium Žamberk, školitel O.Votava, stáž v projektu AV ČR Otevřená věda II) Plasová Marie (školitel J. Rathouský a V. Kalousek; Gy J. Palacha Praha 1, stáž v projektu ÚFCH JH Tři nástroje) Seminář studentů ÚFCH JH 2012 (studentská konference), Konferenční centrum AV ČR v Liblicích u Mělníka, dubna 2012

9 BI-FUNCTIONAL CATALYSTS FOR OXYGEN ELECTROCATALYSIS BASED ON DOPED RUO 2 THE RELATIONSHIP BETWEEN LOCAL STRUCTURE AND SELECTIVITY Daniel F. Abbott Ing. Petr Krtil, CSc. The electrocatalytic evolution and reduction of oxygen represent processes of particular importance both theoretically as well as practically. This is mainly in connection with the rising need for reversible storage of electrical energy from renewable energy sources. The choice of catalysts for the intended application is severely restricted by the cost of the state of the art catalysts, which in addition show restricted reversibility (i.e. activity in both oxygen evolution and reduction processes). Kinetic hindrance of the oxygen related processes on oxides is strongly correlated with the adsorption energies of the hydroxo and peroxo intermediates of the reaction process 1. The reactivity is confined to the stacking of penta-coordinated transition metal cations at the catalyst surface 2. This paper reports on the behavior of model oxide catalysts based on RuO 2, which have been synthetically modified to alter the stacking of pentacoordinated cations at the surface. Ruthenia Fig. 1 Average number of electrons transferred in oxygen reduction on ruthenia doped with Ni, Co and Zn. Insets show corresponding local structures responsible for different selectivity. doped with Ni, Co and Zn are compared with respect to their oxygen evolution and oxygen reduction activity (see Fig. 1). The activity in oxygen evolution can be associated with the formation of unstable µ peroxo bridges at the surface. The µ peroxo bridges between different cations promote the breaking of the metal-oxygen bond, thus enhancing the oxygen evolution process. The same intermediate also controls the selectivity of the oxygen reduction process, in which the µ peroxo bridge between different cations promotes a 2-electron reduction to hydrogen peroxide. References: 1. J. Rossmeisl et al., J. Electroanal. Chem. 607 (2007) H. A. Hansen et al., Phys. Chem. Chem. Phys

10 NANOČÁSTICOVÁ ELEKTRODA: NANOMORFOLOGIE A ELEKTROCHEMIE Jan Bohuslav Ing. Pavel Janda, CSc. Nikl patří mezi katalyticky aktivní kovy, používané v chemické syntéze, především v hydrogenačních procesech. Nikl i jeho sloučeniny rovněž nachází uplatnění v bateriích a v palivových článcích. Nanočásticová elektroda je vyvíjena pro možné využití v alternativních zdrojích energie. Nanočásticová elektroda byla připravena depozicí nanočástic niklu, resp. oxidu a hydroxidu niklu na bazální rovinu vysoce orientovaného pyrolytického grafitu (HOPG) sloužícího jako kolektor. K deponování bylo využito několika technik: ablace, napařování, ponoření do suspenze Ni(OH) 2. Zatímco napařováním a ablací ve vakuu nebo v inertním plynu (Ar) lze získat niklové nanočástice, které se teprve na povrchu HOPG oxidují na oxid resp. oxohydroxid Ni(II), ponořením do suspenze Ni(OH) 2 se na povrchu usazují přímo nanočástice Ni(OH) 2. Proces lze finalizovat kalcinací. Pole niklových nanočástic deponovaných na inertním vodivém substrátu jako model nanočásticové elektrody, bylo zkoumáno z hlediska reakce přenosu náboje metodou cyklické voltametrie a jeho nanomorfologie v závislosti na depoziční technice byla sledována mikroskopií atomárních sil (AFM). Účastník mimosoutěžní kategorie, středoškolský student 4. ročníku Gymnázia PORG z Prahy 8 - stážista v rámci vzdělávacího a popularizačního projektu ÚFCH JH s názvem Tři nástroje. V laboratoři Pavla Jandy pracuje od roku 2010.

11 INTERPRETATION OF GRAPHENE OXIDE REDUCTION IN LiFePO 4 CATHODE MATERIAL BY IN-SITU RAMAN SPECTROELECTROCHEMICAL MEASUREMENTS Mgr. Milan Bouša Mgr. Otakar Frank, Ph. D. Prof. RNDr. Ladislav Kavan, DSc. LiFePO 4 (LFP) is a low-cost olivine-type material for the use in rechargeable lithium-ion batteries. It is highly stable during electrochemical cycling and environmentally friendly [1]. However, the poor electrical conductivity of LFP needs to be addressed either by doping or by carbon coating [2]. In this work we used nanocrystalline LFP material as the cathode material with an addition of various forms of sp 2 -hybridized carbon to improve its conductivity and charge transfer ability. Besides nanotubes, carbon black and other commonly used materials, LFP with few-layer graphene oxide (FLGO) and graphene nanoplatelets (GNP) were tested by repeated charge/discharge cycling. Previously we reported on an effect that the LFP/FLGO composite, which is not very electrochemically active in a freshly made state, spontaneously enhances its activity, when the charge/discharge cycling progresses. Based on electrochemical, IR and Raman studies we suggest that a gradual in-situ reduction of FLGO is responsible for this activation. For a better understanding of the changes in the FLGO structure, in-situ Raman spectroelectrochemistry of FLGO and GNP - similar materials but in a different degree of oxidation - was carried out. Raman shifts and evolution of intensities and linewidths of the single resonance tangential E 2g graphitic G modes and the defect-induced double resonance D and D modes were examined using different fitting models. The derived data show a great complexity of the structural changes occurring during the reduction of FLGO, with a predominant effect of narrowing of the defect distribution and a simultaneous increase of the stacking order. Acknowledgements. This work was supported by the Academy of Sciences of the Czech Republic (contracts IAA , IAA and KAN ). References: 1. Padhi A.K.; Nanjundaswamy K.S.; Goodenough J.B. J. Electrochem. Soc. 144, 1997, Zhang W.-J. ; J. Power Sources 196, 2011, 2962.

12 CRYSTALLIZATION OF ZEOLITE SSZ-16 (AFX) FROM OPTIMIZED SYNTHESIS SOLUTIONS Helena Dragounová Ing. Pavel Hrabánek, Ph.D. RNDr. Milan Kočiřík, CSc. Zeolite SSZ-16 belongs to AFX framework type containing 8-membered oxygen rings (isotopic with SAPO-56 and MAPSO-56). The aim of work was focused on the optimization of synthesis procedure to prepare uniform and smaller globular SSZ-16 particles. The optimization of synthesis procedure was performed to reduce duration of crystallization with replacement of silica source from solid fumed to colloidal silica and prolongation of the ageing process carried out at elevated temperature (80 C) inside silicon oil bath under vigorous stirring. These thermal aged synthesis solutions are supposed to contain larger population of nucleation species. Zeolite samples were characterized with X-ray diffraction (phase purity) and Scanning Electron Microscopy (size and morphology of particles). Since zeolite SSZ-16 with three-dimensional pore network ( nm) is also a promising candidate for highly important separation of CO 2 (0.33 nm) and CH 4 (0.38 nm), the most recent experiments are done to deposit SSZ-16 particles on the surface of macroporous supports (ceramic and stainless steel) in the form of thin separation layer.

13 ELEKTROCHEMICKÉ STANOVENÍ KARBOXYLOVÝCH KYSELIN VE VÍNĚ Jakub Ederer RNDr. Karel Nesměrák, Ph.D. Ing. Pavel Janda CSc. Mezi organické kyseliny s cyklem ve své molekule, nacházející se ve víně, patří askorbová, kávová a salicylová kyselina, které se podílejí na charakteristice vína a současně mají pozitivní účinky na lidské zdraví. Uvedené organické kyseliny byly stanovovány elektrochemicky metodou cyklické voltametrie na pevné elektrodě. Výhodou je možnost zvýšení selektivity stanovení použitím pracovních elektrod s modifikovaným povrchem nebo z materiálů s rozdílnými elektrochemickými vlastnostmi. V této práci je popsáno stanovení uvedených látek metodou cyklické voltametrie na elektrodě ze skelného uhlíku (GC) v prostředí voda-etanol. Měření slouží jako referenční pro stanovení zmíněných analytů na GC elektrodě s chemicky modifikovaným povrchem.

14 METALLOCENE COMPLEXES OF Sc AND Y WITH VARIOUSLY SUBSTITUTED CYCLOPENTADIENYL LIGANDS Ing. Adéla Fridrichová Mgr. Michal Horáček Ph.D. The chemistry of group 3 metals and lanthanides has recently evolved from a minor to a very large and important area in organometallic chemistry. Despite this chemistry attracting increasing interest over the past two decades, it still lags significantly behind that of transition metals. This is in part due to the highly ionic feature of lanthanides and reactivity issues such as ligand redistribution and ate complex formation. These problems can be largely overcome through the use of suitable lanthanide precursors involving ancillary ligands exhibiting a large steric hindrance and high electron-donating property [1,2,3]. Lanthanide and group 3 metal chemistry has historically been dominated by cyclopentadienyl ligands. These metallocene complexes are highly efficient catalyst for various processes such as polymerization or hydroamination of unsaturated C C bonds. Our interest in this field of chemistry is aimed at the preparation monomeric complexes of Sc and Y with variously substituted cyclopentadienyl ligands such as [η 5 -C 5 Me 4 H], [η 5 -C 5 Me 5 ] and [η 5 -C 5 Me 4 SiMe 3 ]. C H 3 C H 3 H C HM THF 3 C C H H C Cl C H 3 M = Sc, Y C H 3 The preparation and characterization of metallocene complexes of Sc and Y will be presented. References: [1] W. E. Piers and D. J. H. Emslie, Coord. Chem. Rev. 2002, , [2] D. J. H. Emslie et al., Organometallics 2002, 21, [3] X. Li et al., Organometallics 2010, 29,

15 GROUP 4 HALF-SANDWICH COMPLEXES CONTAINING CHELATE FORMING LIGANDS Ing. Aleš Havlík Mgr. Michal Horáček PhD. Development of ligands and their combination that play supporting role in organo-transition metal chemistry has been the subject of intense interest for many years. In addition to cyclopentadienyl ligands, amides and alkoxides are commonly used as monodentate or multi-dentate anionic ligands. Our particular interest in this field has been directed to a preparation, characterization and study of reactivity of complexes containing combination of cyclopentadienyl ligand with a C,N- and N,N-chelating and bulky amido ligands. A series of corresponding half-sandwich complexes containing ligands derived from 2-N,N(-dimethylaminomethyl)benzene, 2-(N,N-dimethylaminomethyl)aniline, and 2,6-diisopropylaniline have been synthesized. All complexes were characterized by several spectroscopic methods and their molecular structures have been determined by X-ray crystallography. The synthesis, stability, and reactivity towards water and moisture, as well as the unexpected structure formation will be discussed.

16 SLADKÉ TITANOCENY ÚČINNÁ CYTOSTATIKA BUDOUCNOSTI? Tomáš Hodík Mgr. Jiří Pinkas, Ph. D. Už v roce 1936 byla pozorována a publikována biologická aktivita sloučenin titanu na organismy, člověka nevyjímaje. V průběhu 20. století byly připraveny látky odvozené od titanu, které účinně napadaly rakovinné buňky, a díky tomu je výzkum této problematiky stále aktuální. Naším cílem bylo připravit sloučeniny z řady pracovně nazvané Sweet titanocenes ( Sladké titanoceny ), které ve své struktuře mají navázanou cukernou složku (pentosa, hexosa, ) na cyklopentadienylovém kruhu. Tyto látky by na základě analogie titanocendichloridu, který byl již klinicky testován, mohly mít cytotoxické vlastnosti. Ne zcela zodpovězenou otázkou stále zůstává mechanismus těchto cytotoxických vlastností, což je mimo jiné důvod odmítavého postoje k přijetí metallocenových sloučenin jako účinných cytostatik, ačkoli v porovnání s cis diammindichloroplatnatým komplexem ([Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ]), který je dnes běžnou aktivní složkou cytostatik, vykazují vyšší aktivitu u řady nádorových linií. V mém příspěvku bude blíže objasněna problematika přípravy a charakterizace titanocenových derivátů a budou prezentovány výsledky předběžných testů cytostatického účinku. Literatura: Buettner, K. M.; Valentine, A. M., Bioinorganic Chemistry of Titanium. Chemical Reviews 2012, v tisku.

17 NEW IPC-1 ZEOLITE FAMILY PREPARED THROUGH 3D TO 2D ZEOLITE CONVERSION AND POST-SYNTHESIS MODIFICATIONS Mgr. Pavla Chlubná Prof. Ing. Jiří Čejka, DrSc. Zeolites are traditionally 3D-framework microporous crystalline aluminosilicates with a wide range of applications [1]. Recently, the group of zeolites has been expanded by the development of 2D zeolites prepared through the direct synthesis as so called zeolite precursors, e.g. MCM-22P [2,3]. These 2D mono-layer materials can be postsynthetically modified into materials with improved properties, mainly the textural ones. Zeolite UTL belongs to the family of extra-large pore zeolites (14x12 rings). It was recently discovered that its framework undergoes structural changes in acid environment that is consistent with a conversion into a lamellar material (denoted IPC-1P) [ 4]. The change is attributed to a degradation of the D4R units originally supporting its dense layer regions. The swelling and subsequently pillaring treatment further supports the lamellar structure of IPC-1 (Fig. 1). Figure 1: The scheme of UTL conversion into 2D form and the subsequent treatments We have studied two groups of material- UTL and boron-containing B-UTL. In both cases the structural changes and post-synthesis modifications influenced the textural properties when the pillared materials exhibit significant increase in the external surface area (more than 1000 m 2 /g). UTL and B-UTL materials differ only in the conditions of the crucial step hydrolysis. Zeolite UTL is the first conventional 3D zeolite transformed into assemblies of separated layers, which can be modified into new materials. The results predict new possibilities in the synthesis of novel materials combining advantages of catalytic active microporous zeolites and large surface mesoporous materials. References 1 Čejka, J.; van Bekkum, H.; Corma, A.; Schüth, F. (Ed.) Introduction to zeolite science and practise, Stud. Surf. Sci. Catal. 2007, Vol. 168, 3rd Ed., Elsevier, Amsterdam. 2 Roth, W. J.; Čejka, J. Catal. Sci. Technol. 2011, 1, Roth, W. J.; Dorset, D. L. Microporous Mesoporous Mater. 2011, 142, Roth, W. J.; Shvets, O. V.; Shamzhy, M.; Chlubná, P.; Kubů, M.; Nachtigall, P.; Čejka, J. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133,

18 NEWLY OBSERVED ATOMIC LINES IN THE SOLAR SPECTRUM Mgr. Petr Jelínek Prof. RNDr. Svatopluk Civiš, CSc. Time-resolved Fourier-transform infrared spectroscopy was applied for observations of the emission arising after irradiation of a metal target with a pulsed nanosecond ArF (λ = 193 nm) laser. This high-repetition-rate laser (1.0 khz) with an output energy of 15 mj was focused on a rotating metal target inside a vacuum chamber (average pressure 10 1 Torr). The infrared emission spectra were observed in the cm 1 spectral region with a resolution of 0.02 cm 1. The time profiles of the measured lines have maxima at 1 60 μs after a laser shot. Several metals were researched this way, especially alcali and alcali earth metals, for example sodium, cesium and calcium. These studies report a few spectral lines not previously observed. Our experimentally obtained data have contributed to refinement of the solar IR spectrum assignment (based on predictions calculated from ultraviolet and visible spectra) in the cm 1 region. The results obtained in our laboratory are a new information source for astronomy and theoretical physics. References: Civiš, S. et al. Time-resolved Fourier-transform infrared emission spectroscopy of Au in the cm(-1) region: Rydberg transitions. Physical review A : / /7. Civiš, S. et al. Time-resolved FTIR emission spectroscopy of Cu in the cm-1 region: transitions involving f and g states and oscillator strengths. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics : / /7. Civiš, S. et al. Atomic cesium 6h states observed by time-resolved FTIR spectroscopy. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics : / /4.

19 A MULTI-NUCLEAR MAS NMR STUDY OF ALUMINIUM INCORPORATION TO ZSM-5 ZEOLITE. EFFECT OF SYNTHESIS GEL PROPERTIES Ing. Petr Klein Mgr. Jiří Dědeček, CSc. Zeolites are crystalline microporous alumosilicates representing very important group of industrial catalysts. Nowadays, the attention is mostly focussed on silicon-rich zeolites. The low Al content in these materials leads to a variability of the Al distribution in these materials. It has been shown that the Al is (in silicon-rich zeolites) present mostly as single Al atoms and Al pairs of Al-O-(Si-O) 2 -Al sequence in one ring. The ratio between these Al species is not random and depends on the conditions of the zeolite synthesis [1,2]. This opens a possibility to tune the Al distribution in the zeolite framework and develop a new generation of highly active and selective catalysts with properties tailored for specific reactions. However, tuning of desired Al distribution in these materials requires detail understanding of machanism governing Al incorporation into zeolite framework. In this contribution the relationship between properities of synthesis mixture and Al distribution in the final product were studied using high resolution MAS NMR techniques. Different synthesis mixtures leading to silicon-rich ZSM-5 zeolites with different Al distribution were prepared. They consists of TPAOH as structure directing agent, Na-silicalite or TEOS representing source of silicon, AlCl 3 or Al(NO 3 ) 3 as aluminum source. Prepared mixtures were dried and high resolution 13 C, 27 Al and 29 Si MAS NMR spektra were recorded using high-power decoupling and cross-polarization pulse sequences. A multi-nuclear high resolution MAS NMR study has shown different networking of Al and Si atoms in synthesis mixtures. Moreover, different Al distribution in these mixtures was observed as well as differences in TPA + interactions with alumosilicate species. All these parameters afford Al incorporation and distribution in the final product. References: [1] Bortnovsky, O.; Tokarova, V.; Wichterlova, B.; Dedecek, J.; Sobalik, Z.; Gonsiorova, O.; Balgova, V., PCT/CZ2010/000113, [2] Gabova, V.; Dedecek, J.; Cejka, J., Chem. Commun., 2003, 10,

20 ELEKTROKATALYTICKÁ OXIDACE PROPYLENU NA ELEKTRODĚ MODIFIKOVANÉ PYRIDINOPORFYRAZINÁTOVÝM FILMEM Mgr. Monika Klusáčková Ing. Pavel Janda, CSc. V této práci jsme se zabývali studií komplexu tetramethyltetra-3,4-pyridinoporfyrazinátu kobaltu (CoTmt-3,4-ppa) elektrochemicky deponovaného na bazální rovině vysoce orientovaného pyrolytického grafitu (HOPG), jako potenciálního katalyzátoru elektrochemické oxidace propylenu, s ohledem na možné využití této reakce v palivovém článku. Při elektrochemické depozici CoTmt-3,4-ppa a studiu elektrokatalytické reakce na deponovaných vrstvách CoTmt-3,4-ppa jsme vycházeli z faktu, že metaloftalocyaniny jakožto π konjugované makrocykly mají dobrou elektrickou vodivost srovnatelnou s kovy [1,2] i v silnějších deponovaných vrstvách a jsou známé svými katalytickými vlastnostmi. Vyšších (elektro)katalytických účinků dosahují, pokud jsou imobilizovány na povrchu elektrod [3]. Při cyklické voltametrii na CoTmt-3,4-ppa elektrodě ve vodném roztoku elektrolytu saturovaném propylenem byl pozorován vznik ireverzibilního anodického píku a nárůst anodických proudů v potenciálové oblasti náležející redoxu pyridinoporfyrazinátového komplexu. Byl sledován vliv ph roztoku a tloušťky deponované vrstvy na oxidaci propylenu. K určení tloušťky deponovaného filmu a k zobrazení jeho nanomorfologie bylo použito techniky mikroskopie atomárních sil (AFM). Elektrochemické měření bylo doplněno in situ reflexní (back scattering) spektroskopií elektrody modifikované depozicí CoTmt-3,4-ppa. Reference: [1] Thamae, M., Nyokong, T.: J. Electroanal. Chem. 1999, 470, [2] Inabe, T., et al: Synthetic Metals 2003, , [3] Li, Z. P., Liu, B. H.: J. Appl. Electrochem. 2010, 40,

21 CHARAKTERIZACE DIODOVÝCH LASERŮ A JEJICH POUŽITÍ VE VNĚJŠÍCH REZONÁTORECH PRO SPEKTROSKOPII A FOTODYNAMIKU Kristýna Kohoutová Mgr. Ondřej Votava, Ph. D. Diodové lasery na bázi polovodičů InGaAs jsou atraktivní jako zdroje koherentního záření ve spektrální oblasti mezi 630nm a 2000nm a to díky jejich dostupnosti, snadnému použití a v neposlední řadě i nízké ceně. Nacházejí proto široké uplatnění také v atomové a molekulové fyzice a chemii. V laboratoři Near Infrared Laser Absorption Spectroscopy (NIR LAS) je mimo jiné rozvíjeno technické zázemí potřebné pro aplikace těchto diodových laserů v různých odvětvích chemie a fyziky. Během stáže v rámci projektu AV ČR Otevřená Věda II ( ) byly proto charakterizovány jednotlivé laserové diody s důrazem na jejich aplikace v molekulární spektroskopii a fotochemii. V první fázi byly proměřovány výkonové charakteristiky jednotlivých laserů v závislosti na teplotě a budicím proudu. Vznikl tak nejen souhrnný katalog diodových laserů, které jsou v současnosti na pracovišti k dispozici, ale také metodika pro konzistentní testování nových laserů. Následně byly tyto lasery testovány v uspořádání s vnějším rezonátorem, pomocí kterého lze plynule měnit jejich vlnovou délku a tak je použít například pro aplikace ve spektroskopii či fotochemii. Otestovali jsme základní postupy pro konstrukci a justaci vnějšího rezonátoru a optimalizaci jeho parametrů. Provedli jsme též srovnávací měření přelaďovacích charakteristik klasické laserové diody s moderními SAF zesilovacími čipy se sníženou odrazivostí výstupní plošky diody. Účastnice mimosoutěžní kategorie, středoškolská studentka 3. ročníku Gymnázia v Žamberku - stážistka v projektu AV ČR Otevřená věda II (soutěž MŠMT OPVK, ). V laboratoři svého školitele Ondřeje Votavy pracuje od roku 2010.

22 EFFECT OF INTEGRAL PEPTIDES ON MODEL MEMBRANE BIOPHYSICS Mgr. Marie Kolářová Mgr. Marek Cebecauer, PhD. Membrane forms the border between extra and intracellular space and is indispensable part of the cell. Membranes contain a variety of lipids and proteins, for instance integral membrane proteins which are essential for cell signalling. The localisation and function of these proteins in membrane depends on mutual interactions between proteins and lipids. The aim of my work is to investigate membrane behaviour of selected peptides derived from transmembrane domains of signalling proteins. Experiments will be performed using fluorescent probes in model membranes, namely giant unilamellar vesicles (GUV) with embedded peptides. The effect of different lipid composition on diffusion properties of peptides or putative peptide aggregation will be tested. Also, the influence of peptides on lipid diffusion and clustering properties will be investigated. Changes in diffusion rates will be detected by fluorescence microscopy techniques, such as fluorescence correlation spectroscopy and its advanced variants, molecular clustering by FLIM-FRET method. The first step in this project is to set up the method for preparation of GUV called electroformation [1,2] in our laboratory. I will present current progress on GUV formation using ternary lipid compositions in the presence and absence of embedded peptides. Preliminary data on lipid diffusion will be provided. References: [1] Angelova, M.I.; Soleau, S.; Meleard, P.; Faucon, J.F.; Bothorel, P. Trends in Colloid and Interface Science VI, , [2] Montes, L.R.; Alonso, A.; Goni, F.M.; Bagatolli, L.A. Biophys J, ,

23 DETERMINATION OF THE CONTENT OF SWCNTS IN MIXTURE OF SWCNTS AND DWCNTS BY IN-SITU RAMAN SPECTROELECTROCHEMISTRY Mgr. Zuzana Komínková RNDr. Ing. Martin Kalbáč, Ph.D. Raman spectroscopy is sensitive characterization method for carbon-based materials such as carbon nanotubes, graphene or peapods due to the strong resonant enhancement of the Raman signal. The Raman spectra from sp 2 nano-carbons are composed of first-order and higher-order Raman modes, as well as disorder-induced features. The important Raman active bands, which are appeared in Raman spectra of carbon nanotubes (shell of rolled graphene), are the radial breathing mode (RBM), the tangential displacement mode (TG, G), the disorder induced mode (D) and the high frequency, two phonon mode (G ). Well-established method to study the electronic structure of carbon nanostructures is in-situ Raman spectroelectrochemistry. Electrochemistry allows precise and well-controlled doping of carbon nanotubes. The change in electrochemical potential leads to a shift of the Fermi level which is reflected in a change of Raman spectra. To date the determination amount of SWCNTs in sample have been done by counting the number density of SWCNTs, i.e., the number of nanotubes per unit area on the substrate. However, this method is very time-consuming. In my study the mixture of double wall carbon nanotubes (DWCNTs) and single wall carbon nanotubes (SWCNTs), in the different quantity ratios were studied by in-situ Raman spectroelectrochemistry. Two components of the G mode were assigned to the signals from inner tubes of DWCNTs and outer tubes of DWCNTs together with tubes of SWCNTs. The dependence of areas of these two components of the G mode intensity were used to determine mass ratios of SWCNTs to DWCNTs in sample. The differences in the G mode caused by the applied electrochemical potential were used to construct calibration curve with dependence on area of peak of two components of the G mode and the quantity ratio of both type of carbon nanotubes in sample in percents. Also it was examined the quantity value of residual SWCNTs in DWCNTs sample after preparation of DWCNTs. It is excepted that this method of determination of amount SWCNTs in mixture of SWCNTs and DWCNTs by in-situ Raman spectroelectrochemistry may be useful to other researchers.

24 RYCHLÝ SBĚR DAT V EXPERIMENTU S IONTOVÝM ZOBRAZOVÁNÍM S VYUŽITÍM CCD KAMERY Bc. Pavel Košťál Mgr. Michal Fárník Ph.D. Mnoho problémů v dynamice elementárních chemických reakcí vyžaduje současné měření rozdělení rychlosti částic a úhlového rozdělení. Studium molekulárních reakcí, procesů přenosu energie a fotodisociace vyžaduje určení vnitřní energií a rychlostí všech produktů reakce [1]. Iontové zobrazování se blíží tomuto cíli k určení trojrozměrné rozdělení rychlostí jednoho stavu vybraného produktu z reakce a při fotodisociaci, kdy vznikají pouze dva fragmenty, lze ze zákona zachování energie a hybnosti určit, vnitřní stav druhého produktu. Iontové zobrazování [2] je experimentální technika pro měření rychlostí vzniklých produktů po chemické reakci nebo fotodisociaci [3]. Tato metoda využívá dvoudimenzionální detektor, obvykle multikanálovou destičkou, k zaznamenávání příchodu pozice vybranému stavu. Vyzářené fotony, které jsou vybuzeny dopadem na fosforovou destičku, jsou zaznamenány CCD kamerou. V rámci tohoto projektu byl napsán program pro rychlý sběr dat díky CCD kameře. Kamera je připojena k PC přes Fire Wire rozhraní kvůli vyšší rychlosti. K dosažení vyšší citlivosti byla vybrána černobílá kamera. V příspěvku bude prezentován nový program a princip měření fotodisociace molekul v klastrech touto metodou. Poděkování: Tento projekt byl podporován z grantu GAČR 203/09/0422. References: [1] Houston, Paul L. (1987), "Vector correlations in photodissociation dynamics", J. Phys. Chem., 91 (21): , doi: /j100305a003 [2] [3] Whitaker, Benjamin J (ed.) (2003), Imaging in Molecular Dynamics, Cambridge University Press, ISBN

25 VALENCE TAUTOMERISM IN COMPLEXES OF COPPER WITH QUINOID LIGAND QUANTUM CHEMICAL MODELING Ing. Hana Kvapilová Ing. Stanislav Záliš, CSc. In copper complexes of general formula [(L)Cu n+ (Q) n- ] where L stands for 1-methyl-2- (methylthiomethyl)-1-benzimidazole (mmb) or 8-methylthioquinoline (mtq) and Q is a non-innocent quinoid ligand (variously substituted o-quinone), intramolecular metal-toligand charge-transfer equilibria corresponding to different oxidation states of Cu n+ were observed. The ability to form such isomers is referred to as valence tautomerism. This phenomenon has been discussed in conjunction with certain bio-relevant processes (reactions catalyzed by copper-dependent amine oxidases) and with respect to possible applications in molecular electronics (construction of molecular switches). 1 In order to explain valence tautomerism of the described systems a DFT theoretical study has been done. Different GGA and hybrid density functionals were chosen. For S, C, N, O and H atoms, 6-31+g(d) basis sets and in case of Cu either triple ζ with polarization functions or relativistic pseudopotential with the corresponding basis functions were used. The calculations were done both in vacuo and in solvent, described by polarizable continuum model (PCM) with parameters of toluene. Due to intramolecular metal-to-ligand charge-transfer two types of energy minima have been calculated: a pseudo-planar configuration with the spin density localized prevalently at the Cu atom and a pseudo-tetrahedral conformer with the spin density at the quinone ligand. Transition states between the two types of structures were also calculated in case of simplified model compounds. EPR g tensors were calculated for both tautomeric forms. References: 1. Kaim, W.; Wanner, M.; Knödler, A.; Záliš, S. Inorg. Chim. Acta 2002, 337, 163.

26 STUDIUM ADSORPCE PAPAINU METODAMI AFM A QCM Bc. Štěpánka Lachmanová Mgr. Magdaléna Hromadová Ph. D. Papain (EC ) patří mezi cysteinové endopeptidasy. Strukturu papainu tvoří pouze jeden aminokyselinový řetězec složený z 212 aminokyselin. Molekula papainu má podle krystalografických měření rozměry přibližně 6,6 nm 5,1 nm 3,2 nm.[1] Papain patří mezi proteiny používané pro přípravu syntetických metaloproteinů, jejichž vlastnosti mohou být studovány i elektrochemickými metodami (např. AC voltametrií). Elektrochemické chování syntetických metaloproteinů obsahujících papain je silně ovlivněno jejich adsorpcí na povrch elektrody. Z tohoto důvodu byla vypracována studie adsorpčních vlastností čistého papainu na substrátech o různé hydrofobicitě metodami AFM a QCM. Adsorpce papainu byla studována na povrchu HOPG, čistého monokrystalického zlata(111) a na monokrystalickém zlatém substrátu modifikovaném samoorganizovanou monovrstvou vybraných alkanthiolů, a to oktadekan-1- thiolem (-CH 3 ), merkaptoundekan-1-ovou kyselinou (-COOH) a merkaptoundekan-1-olem (-CH 2 OH). Charakter proteinových vrstev byl studován metodou AFM v magneticky řízeném přerušovaně kontaktním režimu. Výška jednotlivých vrstev byla určena pomocí tzv. AFM nanoshavingu.[2] Získané hodnoty byly statisticky zpracovány. Na čistém HOPG vytvořil papain nejednolitou monovrstu o výšce 2,9 ± 0,5 nm, proteinová monovrstva na zlatě(111) měla výšku 3,0 ± 0,4 nm. Na zlatém substrátu pokrytém monovrstvou zakončenou -CH 3 skupinou papain zformoval nejednolitou monovrstu podobně jako na HOPG. Hydrofilní povrch tvořený zlatem modifikovaným merkaptoundekan-1-ovou kyselinou pokryla jednolitá monovrstva papainu. Množství proteinu adsorbovaného na zlato pokryté alkanthioly bylo studováno i metodou QCM. Na monovrstvě zakončené -CH 3 a -CH 2 OH se papain adsorboval v množství odpovídajícím monovrstvě. Literatura: [1] Pickersgill R. W., Harris G. W., Garman E.: Acta Cryst. B48 (1992) [2] Kolivoška V., Gál M., Lachmanová Š., Janda P., Sokolová R., Hromadová M.: Collect. Czech. Chem. Commun. 76 (2011) Tato práce byla finančně podpořena grantem GAAV IAA

27 AB INITIO SINGLE AND MULTI-REFERENCE COUPLED CLUSTER CALCULATIONS USING OPTIMIZED VIRTUAL ORBITAL SPACE Bc. Jakub Lang Mgr. Jiří Pittner Dr. rer. nat. The single-reference coupled cluster (CC) method is one of the most popular methods in quantum chemistry, however its description of systems with high static correlation is rather poor. Fortunately, these systems can be described by multi-reference coupled cluster methods (e.g. Brillouin-Wigner CC or Mukherjee CC). One of the problems of these methods is the scaling of the computational demands with basis set size and number of reference configurations, thus more computer and time resources are needed than in standard CC. One of the possible solutions is truncation of the virtual orbital space with methods as Frozen Natural Orbitals (FNO), Approximate Natural Orbitals (ANO), Optimized Virtual Orbital Space (OVOS), etc. For example with the OVOS method and 50% of the original virtual space it is possible to reduce the calculation time 32 times for the CCSD method. As a subject of my thesis I implemented the OVOS method (proposed by M. Urban and M. Pitoňák) in the ACES2 package and performed single- and multi-reference coupled cluster calculations on systems such as CH2 radical, tetramethylenethane diradical, HF, and H2O employing different basis sets. I will present overview of the implementation of the OVOS method in ACES2 and of the subsequent calculations employing reduced virtual orbital space. References: [1] Michal Pitoňák et al. ; Optimized virtual orbitals for correlated calculations: Towards large scale ccsd(t) calculations of molecular dipole moments and polarizabilities, J. Mol. Struc., 768:79 89, [2] Pavlina Dedikova et al.; Toward more efficient ccsd(t) calculations of intermolecular interactions in model hydrogen-bonded and stacked dimers, J. Phys. Chem. A, 112: , [3] James A. Franz Carl Sosa, Jan Geerstsen.; Selection of the reduced virtual space for correlation calculations. an application to the energy and dipole moment of H2O, Chem. Phys. Letters, 112: , 1989

28 Li INSERTION INTO OXYGEN ISOTOPE LABELLED ANATASE: IN-SITU RAMAN SPECTROELECTROCHEMISTRY Mgr. Lásková Barbora Prof. RNDr. Ladislav Kavan, DSc. TiO 2 anatase is a promising material for the use as electrode in rechargeable Li-ion batteries. Anatase is able to store up to 0.5 mole of Li and a phase transition from tetragonal to orthorhombic structure takes place during Li insertion into the anatase lattice. Local structural and chemical changes could be observed as variations in Raman spectra as Li enters the tetragonal anatase lattice with the end product being the orthorhombic lithium titanate (Li 0.5 TiO 2 ). In-situ Raman spectroelectrochemistry is therefore a useful method for the observation of phase transition of the anatase lattice during lithium insertion. A few studies focusing on the lithium titanate have already been undertaken by means of ex-situ and in-situ Raman spectroscopy 1,2. Thus the Raman spectra of this structure are known. However, a complete and unequivocal assignment of the particular bands is still a point of interest. Using of isotope labelled compounds could be useful for determination of contributions of individual elements in the lithium titanate to their respective vibrational modes. Therefore in-situ Raman spectroelectrochemical measurements of lithium insertion into standard anatase TiO 2 and oxygen-isotope labelled anatase Ti 18 O 2 was carried out. The measurements of Ti 18 O 2 reveal red shifts for all peaks belonging to the orthorhombic phase and indicate a certain degree of the contribution of oxygen to all vibrations of lithium titanate observed in the Raman spectra. Acknowledgement: This work was supported by the Academy of Sciences of the Czech Republic (contract KAN ). References: 1. Baddour-Hadjean, R.; Bach, S.; Smirnov, M.; Pereira-Ramos, J. Raman Spectrosc. 2004, 35, Hardwick, L.J.; Holzapfel, M.; Novak, P.; Dupont, L.; Baudrin, E. Electrochim. Acta, 2007, 52,

29 THE ROLES AND SIGNATURES OF THE SOLVATED ELECTRON ON ICE NANOPARTICLES Ing. Jozef Lengyel Mgr. Michal Fárník, DSc. The solvated electron is one of the simplest reactive species and, in particular, is a fundamental transient in the radiation chemistry of water. From dissociative electron attachment experiments the solvated electron plays an essential role when the electron transfer process to CFC molecules on polar stratospheric clouds can lead to the formation of reactive chlorine radical that destroy ozone directly [1]. The generation of hydronium radical H 3 O species has been inferred in our photodissociation experiments of hydrogen halide molecules (HX) on ice nanoparticles. The H 3 O radical has been proposed by theoretical studies to be the cluster model of the solvated electron its electronic wavefunction corresponds to the structure of solvated electron in water [2]. In this study we have confirmed that the acidic dissociation of HX molecules takes place on ice nanoparticles and the contact ion pair is generated in the ground state. The zwitterionic structure H 3 O + (H 2 O) N X - is excited by the UV radiation into a charge transfer-to-solvent (CTTS) state, from which transition into a biradical state occurs. During the CTTS step, the electron is transferred from the halide anion to the protonated solvent, the proton and the electron mutually neutralize and H 3 O is formed. This rather general mechanism has been confirmed in a series of our experimental studies for various HX [3-5]. Acknowledgement: This project has been supported by the Grant Agency of the Czech Republic via Grant No. P208/11/0161. References: [1] Lu, Q.-B. Phys. Rep. 2010, 487, [2] Sobolewski, A. L.; Domcke, W. Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, [3] Fárník, M.; Buck, U. Phys. Scr. 2007, 76, [4] Poterya, V.; Fárník, M.; Slavíček, P.; Buck, U.; Kresin, V. J. Chem. Phys. 2007, 126, [5] Poterya, V.; Fedor, J.; Pysanenko, A.; Tkáč, O.; Lengyel, J.; Ončák, M.; Slavíček, P.; Fárník, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13,

30 ELECTROCHEMICAL REDUCTION OF Cr(0) AMINOCARBENES SUBSTITUTED BY HETEROCYCLE: INFLUENCE OF BINDING SITE AND HETEROATOM NATURE Ing. Radka Metelková Doc. RNDr. Jiří Ludvík, CSc. Fischer carbene complexes are useful precursors in organic synthesis and promising catalysts. For both these purposes, a fine tuning of their thermodynamic properties and reactivity is of high interest. Therefore a detailed insight into the structure reactivity correlation is necessary for aimed design and synthesis of compounds with required specific properties. Recently [1-3], we have studied a series of aminocarbene complexes bearing para-substituted phenyl ring on the carbene carbon. In this contribution [4] was electrochemically investigated a newly synthesized series of aminocarbene chromium(0) complexes, where the originally used phenyl substituent in the model compound pentacarbonyl[(n,n-dimethylamino)(phenyl)carbene] chromium(0) (I), was replaced by various five-membered heteroaromatic rings: furan (II), thiophene (III) and N-Me-pyrrol (IV), attached either by their position 2 or 3 (Figure). The electrochemical data analysis and interpretation have specified the position of oxidation and reduction center in this type of molecules, have suggested the electron delocalization extent in various structures and have revealed the relative inductive and mesomeric effect contribution of the heterocycles on the chromium aminocarbenes reduction. We have also found that a steric hindrance is another important factor influencing the reduction behavior. The redox properties of the new compounds were compared with those obtained for the model phenyl derivative (I), the experimental results were correlated with quantum chemical calculations and the influence of structural changes was discussed. Cr(CO) Cr(CO) 5 Cr(CO) NMe 2 X NMe 2 X Cr-2-het Cr-3-het I II-IV X = O, S, NMe NMe 2 Acknowledgement: This work was supported by the GA AV ČR (grant No. IAA ) References. [1] Hoskovcová, I.; Roháčová, J.; Tobrman, T.; Zvěřinová, R.; Electrochim. Acta 2010, 55, [2] Hoskovcová, I.; Zvěřinová, R.; Roháčová, J.; Dvořák, D.; Záliš, S.; Ludvík, J.: Electrochim. Acta 2011, 56, [3] Hoskovcová, I.; Dvořák, D.; Tobrman, T.; Záliš, S.; Ludvík, J. New Trends in Coordination, Bioinorganic and Applied Inorganic Chemistry, M.Melnik, P.Segla, M.Tatarko eds; SUT, Bratislava 2011, [4] Metelková, R.; Tobrman, T.; Kvapilová, H.; Hoskovcová, I.; Ludvík, J.: Electrochim. Acta 2012, in print

31 DETERMINATION OF TRIAZOLIC FUNGICIDE WITH THE USE OF COPPER SOLID AMALGAM ELECTRODE Ing. Kateřina Nováková Dr. Ing. Tomáš Navrátil Pesticides are chemical substances which are used for preventing losses on culture plants, stocks of food and feed. Undesirable consequences are contamination of surface water, damage of ecosystems, and accumulation in the life systems, etc. The trend is to reduce exposure and to use safer alternatives. Tebuconazole ((RS)-1-p-chlorophenyl-4,4-dimethyl-3-(1H-1,2,4-triazol-1-ylmethyl)-pentan-3-ol) is a relatively commonly used fungicide. Tebuconazole may interact also with essential elements in soil, such as copper, and/or with hazardous metals such as cadmium (1). The voltammetric behavior of tebuconazole was studied using the newly developed mercury meniscus-modified copper solid amalgam electrode (inner diameter 1.5 mm). Differential pulse voltammetry (DPV) and cyclic voltammetry (CV) were applied for these purposes. Applying CV and elimination voltammetry with linear scan (EVLS), the reaction mechanism was investigated. The optimum conditions for DPV determination of tebuconazole were found in Britton-Robinson buffer/methanol (1:1, v/v) of ph 6.3, initial potential and accumulation potential E acc =+400 mv vs. Ag/AgCl/3M KCl, scan rate 20 mv.s -1. Applying the prolonged accumulation time (60 s), the limit of detection mol.l -1 was achieved. Acknowledgments: The research was supported by GA AV CR (project No. IAA ) and by GA CR (project No. P206/11/1638 and project No. P208/12/1645). References: 1 - J. Jaklova Dytrtova, M. Jakl, D. Schroder, E. Cadkova, M. Komarek, Rapid Commun. Mass Spectrom. 2011, 25, 1037.

32 TRANSPORT OF CADMIUM AND COPPER IONS ACROSS MODEL SUPPORTED PHOSPHOLIPID MEMBRANES IN THE PRESENCE LMWOAs Bc. Martina Parisová Dr. Ing. Tomáš Navrátil Detail elucidation of transport mechanisms across the cell membranes is prerequisite for understanding of distribution of pollutants in real cells of more complex organisms. Because the real biological membranes are very complicated, the model membranes have been used. Transporting processes of copper and cadmium ions across supported artificial phospholipid bilayers (SPLBs) were characterized and studied using two electrochemical methods: electrochemical impedance spectrometry (EIS) and voltammetry. The SPLBs were formed from 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (lecithin) and its solution was applied on the Isopore TM polycarbonate membrane filters. Transport of above mentioned metallic cations was realized in the presence of ionophore calcimycin (A23187) and of low molecular weight organic acids (LMWOAs) in different ph milieus. Anodic stripping voltammetry and cyclic voltammetry were successfully used for determination and characterization of heavy metal complexes with low-molecular-weight organic acids (LMWOAs). Acknowledgments: The research was supported by GA AV CR (project No. IAA ) and by GA CR (project No. P206/11/1638 and project No. P208/12/1645). References: Navrátil T., Šestáková i., Mareček V.:Supported phospholipid membranes formation at a gel electrode and transport of divalent cations across them. Int. J. Electrochem. Sci., 6 (2011)

33 NEW MESOPOROUS MATERIALS FOR CO 2 ADSORPTION AND METATHESIS Mgr. Jakub Pastva Prof. Ing. Jiří Čejka, DrSc. RNDr. Hynek Balcar, CSc., Ing. Arnošt Zukal, CSc. Siliceous mesoporous molecular sieves are relatively new material with regular structures, high surface areas (even more than 1000 m 2 /g), high void volumes (up to 1.5 cm 3 /g), and pore size in mesoporous region (diameter from 2 nm to 50 nm) with narrow pore size distribution. Due to these exceptional properties, mesoporous sieves have great potential in many catalysis, separation and adsorption 1, 2. Olefin metathesis has become a powerful tool in organic synthesis and is now extremely useful having numerous applications in fine chemical synthesis. In the present work the heterogenous catalysts have been prepared by immobilization of commercial Hoveyda-Grubbs 1 st generation catalyst on siliceous mesoporous molecular sieves (SBA-15, SBA-16 and MCM-48) of different pore size and architecture modified with linkers containing dicyclohexylphosphine (PCy 2 ) groups. These catalysts show low Ru leaching and can be used repeatedly. Activity of the catalysts was tested in the ring closing metathesis of various substrates (Fig. 1.). Catal. - C2H4 Catal. - C2H4 Fig. 1. RCM of model substrates. Fig. 2. Ads. isotherms of CO 2 at 20 C. Modification of mesoporous silica with magnesium oxide provides efficient adsorbents for carbon dioxide. Doping with potassium cations dramatically enhances adsorption in the region of equilibrium pressures lower than 10 kpa (Fig. 2.). Modified SBA-15 materials prepared by novel method exhibit higher adsorption capacity for CO 2 than analogous materials prepared from SBA-16 or MCM-48. References: 1 Grubbs, R. H., Tetrahedron 2004, 60, Zukal, A.; Mayerová, J.; Čejka, J., Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12,

34 CIS-TRANS PHOTOISOMERIZATION OF AZOBENZENE UPON EXCITATION TO THE S1 STATE: AB INITIO MOLECULAR DYNAMICS AND QM/MM STUDY Bc. Marek Pederzoli, MSc Mgr. Jiří Pittner Dr. rer. nat. Azobenzene and its derivatives belong to the most widely studied molecules in the field of photochemistry. Its clean and reversible photoisomerization provides the basis for many important applications including photomechanical energy conversion, light triggered switches and photoresponsive polymer surfaces, just to name a few of them. In this contribution, I will discuss in detail the cis-to-trans isomerization of azobenzene upon S1 (n,π*) excitation both in gas phase and in n-hexane solution. Our study is based on ab initio non-adiabatic dynamics simulations with the nonadiabatic effects included via the fewest-switches surface hopping method with potential-energy surfaces and couplings determined on the fly. The non-adiabatic couplings have been computed based on overlaps of CASSCF wave functions. The solvent is described using classical molecular dynamics employing the quantum mechanics/molecular mechanics (QM/MM) approach. Azobenzene photoisomerization upon S1 (n,π*) excitation occurs purely as a rotational motion of the central CNNC moiety. Two non-equivalent rotational pathways, corresponding to clockwise or counterclockwise rotation, are available. The internal conversion occurs via a S0/S1 crossing seam located near the midpoint of both of these rotational pathways. Based on statistical analysis it is shown that the occurrence of one or other pathways can be completely controlled by selecting adequate initial conditions. The effect of the solvent on the preferred reaction pathway and quantum yield of the reaction will be discussed. References: Pederzoli, M.; Pittner, J.; Barbatti, M.; Lischka, H. J. Phys. Chem. A 2011, 115, Hammes-Schiffer, S.; Tully, J.C. J Chem. Phys. 1994, 101, 1061 Ruckenbauer, M.; Barbatti, M.; Müller, T.; Lischka, H. Phys. Chem. A 2010, 114, 6757

35 FOTOKATALYTICKÁ AKTIVITA TIO 2 FILMŮ V PLYNNÉ A KAPALNÉ FÁZI Marie Plasová Ing. Jiří Rathouský CSc. Ing. Vít Kalousek Mezi hlavními problémy životního prostředí patří v součastnosti znečištěné ovzduší a kontaminace vodních zdrojů. Fotokatalytická oxidaxce polutantů je jednou z variant pro úspěšné čištění vzduchu a vody. Hlavní výhodou je schopnost odbourávat polutanty přímou absorpcí světla za normálních podmínek prostředí. Byla vyvinuta nová strategie přípravy kombinující výhody dvou technik, a to spojením komerčně dostupných nanokrystalů oxidu titaničitého s amorfním oxidem titaničitým, který byl připraven metodou sol-gel s využitím polymerních templátů, který se chová jako strukturně řízená matrice a jako chemické lepidlo. Tato technika může být popsána jako přístup cihly a malty, kde malta se chová jako reaktivní prekursor pro další růst krystalické fáze, který je naočkován nanokrystalickými cihlami. Tato synergie vede k výrazně snížení teploty potřebnou pro krystalizaci a zachování mesoporézní struktury. Filmy byly charakterizovány pomocí řadou fyzikálně-chemických metod, jako je profilometrie, skenovací elektronová mikroskopie, Ramanova spektroskopie, Kr adsorpce při 77 K. Fotokatalytické aktivity mesoporézních vrstev TiO 2 byly testovány pro tyto systémy: plynná fáze (fotooxidace NO), kapalná fáze (rozklad 4-chlorfenolu). Zjišťovala se závislost aktivity na počtu nanesených vrstev a na množství obsahu TiO 2 nanočástic. References: Szeifert, J. M.; Fattakhova-Rohlfing, D; Georgiadou, D.; Kalousek, V., Rathousky, J.; Kuang, D.; Wenger, S.; Zakeeruddin, S., Grätzel, M.; Bein, T., Chem. Mater., 2009, 21, Účastnice mimosoutěžní kategorie, středoškolská studentka 3. ročníku Gymnázia Jana Palacha z Prahy 1- stážistka v rámci vzdělávacího a populrizačního projekltu ÚFCH JH s názvem Tři nástroje. V laboratoři Jiřího Rathlouského pracuje od roku 2010.

36 SPECIFIC ANIONIC EFFECT IN NEUTRAL AND POSITIVELY CHARGED LIPID BILAYERS Mgr. Šárka Pokorná Prof. Martin Hof, Dr. rer. nat. DSc. Lipid membranes are biological self-assemblies ubiquitously present in living organisms. Although the lipid molecules often contain one or more charged moieties, positively charged lipids are exceptionally rare in the biological membranes. On the other hand cationic lipids could be used in the model systems, where the bilayer surface charge is adjusted simply by the mixing of different lipid species in desired ratio. This advantage is especially useful when studying the processes where electrostatic charge plays an important role, such as Hofmeister effect. More than a century ago, Franz Hofmeister observed that ability of different salt to precipitate the hen egg white protein varies even for the ions with the same valency. The ions were ordered in the rows (one for cations and one for anions) according to their ability to induce this effect, which are nowadays known as the Hofmeister series. Despite the many experiments performed since its discovery, the origin of the Hofmeister effect is still not clear. In the present study we explore how different monovalent anions (mostly sodium halides) influence biophysical properties of model membranes. This was done by measuring: 1) fluorescence solvent relaxation of Laurdan probe, which is capable of monitoring the mobility and hydration of the lipid membrane at the glycerol level; and 2) isothermal titration calorimetry, which provides information about the reaction heat for the whole system. In order to better understand the experimental results, computer simulations were performed in the cooperation with the Institute of organic chemistry and biochemistry. References: Hofmeister, F. Arch. Exp. Pathol. Pharm. 1888, 24, W. Kunz; J. Henle; B.W. Ninham, Curr Opin Colloid Interface Sci, 2004, 9, Jurkiewicz, P.; Sykora, J.; Olzynska, A.; Humplickova, J.; Hof, M. J. Fluoresc. 2005, 15,

37 STUDIUM MECHANISMU OXIDACE FLAVONOIDŮ A JEJICH STABILITA ZA PŘIROZENÝCH PODMÍNEK Mgr. Šárka Ramešová Mgr. Romana Sokolová, Dr. V této práci byl studován mechanismus oxidace quercetinu (3,3,4,5,7- pentahydroxyflavon) a luteolinu (3,4,5,7-tetrahydroxyflavon). Tyto intenzivně barevné polyfenolické látky patří do velké skupiny přirozeně se vyskytujících flavonoidních sloučenin výhradně rostlinného původu. Flavonoidy jsou hlavními chromofory ve většině běžně používaných žlutých barvivech. Studie se zabývá analýzou rozkladných produktů původních barev, které byly použity na tapiseriích ze 16. století a dalších uměleckých dílech. Oxidace flavonoidních sloučenin byla studována pomocí elektrochemických metod. Při řešení oxidačního mechanismu byly elektrochemické techniky kombinovány se spektrofotometrií. Degradační produkty získané elektrolýzou byly odděleny a identifikovány pomocí LC-MS, LC-DAD a GC-MS. Celkový oxidační mechanismus zahrnuje přenos elektronů a spřažené chemické reakce a je ovlivněn acidobazickými vlastnostmi quercetinu. Oxidace quercetinu vede k vytvoření hlavního oxidačního produktu 2-(3,4 -dihydroxybenzoyl)-2,4,6- trihydroxybenzofuran-3(2h)-onu, který se dále rozkládá za pomoci vzdušného kyslíku na konečné nízkomolekulární hydroxysloučeniny. Pomocí analytických metod byl dále sledován vliv vzdušného kyslíku na rozložení oxidačních produktů bioflavonoidu quercetinu. Rychlý vznik oxidačních produktů za přirozených podmínek je zásadní pro manipulaci se základními roztoky těchto látek. Výrazně ovlivňuje analytická stanovení, ale také posuzování účinnosti těchto antioxidantů na prevenci srdečních chorob a rakoviny. Literatura: Sokolová R., Ramešová Š., Degano I., Hromadová M., Gál M., Žabka J.: Chem. Comm., 48, 2012, Ramešová Š., Sokolová R., Degano I., Žabka J., Bulíčková J., Gál M: Anal. Bioanal. Chem. 402, 2012, 975. Poděkování: Tento výzkum byl finančně podporován z projektu GAČR 203/09/1607.

38 HOVEYDA-GRUBBS TYPE METATHESIS CATALYST IMMOBILIZED ON MESOPOROUS MOLECULAR SIEVES: THE INFLUENCE OF PORE SIZE ON CATALYST ACTIVITY Mgr.-Tushar Shinde RNDr. Balcar Hynek, CSc. The Ru-alkylidene complexes belong to the most active and frequently used metathesis catalysts. Their high tolerance to the heteroatoms in substrate molecules made them an important tool in organic synthesis [1]. The main target of this research is to immobilize the zhan catalyst on different types of mesoporous molecular sieves of different pore size d (MCM-41, d = 4.0 nm; MCM- 48, d = 6.0 nm; SBA-15, d = 6.8 nm; SBA-15 large pore, d = 11.1 nm) and compare the activity of this immobilized catalyst in several olefine metathesis reactions. The zhan catalyst was immobilized on different molecular sieves by non covalent interaction [2]. These catalysts (1 wt. % Ru) exhibited high activity and selectivity in ring-closing metathesis (RCM) of diethyl diallylmalonate (DEDAM), citronellene and metathesis of decene and 1,9 decadiene. In RCM of bulkier substrate like citronellene, metathesis of 1,9-decadiene and 1-decene, the catalytic activity was found to increase with increasing pore size of the catalyst [3]. This may be probably due to faster diffusion of substrate into larger pores. In case of smaller substrate like 1, 7 octadiene, no significant difference was observed with respect to rate of reaction. By decreasing the catalyst concentration, high TON s (up to 4500) were achieved in RCM of citronellene. The Ru leaching depends on the polarity of solvent as well as substrate used in the reaction. The highest leaching was found for RCM of DEDAM in CH 2 Cl 2 and negligible leaching for RCM of 1,7-octadiene in cyclohexane. An enyne metathesis was studied by using homogeneous (zhan catalyst) and heterogeneous catalyst at different temperature with different substrate in cyclohexane. The zhan catalyst was observed an effective catalyst for co-metathesis of 3-hexyne, 1-Hexyne, 4 octyne and phenylacetylene with 1- heptene. - SBA-15 - MCM-41 - SBA-15 with large pore size R.T. 1/SBA-15 1/MCM-41 1/SBA-15 with large pore size 1/SiO2 1 Zhan catalyst - SiO 2 - MCM-48 1/MCM-48 Immobilized catalyst with 1wt% loading of Ru References: 1. R. Grubbs, Angew. Chem. Int. Ed., 2006, 45, Balcar H.,Shinde T., Žilková N., Bastl Z, Beilstein J. Org. Chem., 2011, 7, Shinde T., Žilková N., Balcar H., Catalysis Today, 2012, 179,

39 SYNTÉZA KONJUGOVANÝCH POLYMERNÍCH SÍTÍ ODVOZENÝCH OD BIFUNKČNÍCH ACETYLENYCKÝCH MONOMERŮ, CESTOU KOORDINAČNÍ POLYMERIZACE Mgr. Eva Slováková Doc. RNDr. Jan Sedláček, Dr. RNDr. Hynek Balcar, CSc. Cestou koordinační řetězové polymerizace a kopolymerizace bi- a monofunkčních ethynylarenů byly připraveny konjugované polymerní sítě nového typu s polyenovými hlavními řetězci a arylenovými spojkami. Jako modelový bifunkční monomer byl použit 1,4-diethynylbenzen, který byl polymerizován na (i) metathesních katalyzátorech odvozených od W a Mo a na (ii) inzertních katalyzátorech odvozených od Rh a Ir. S použitím Rh katalyzátorů vznikají polymerní sítě s výtěžkem okolo 90 %. Wolframové katalyzátory poskytují výtěžky okolo 30 % a katalyzátory odvozené od Mo a Ir jsou k těmto polymerizacím nevhodné (výtěžky pouze pod 10 %). Jako další studovaný parametr byl zvolen druh rozpouštědla. Pro přípravu polymerních sítí na Rh katalyzátorech byl použit jednak tetrahydrofuran a dále CH 2 Cl 2. V obou rozpouštědlech byly získány výtěžky v rozmezí 70 90%, avšak pouze polymery připravené v CH 2 Cl 2 vykazují zajímavé hodnoty specifického povrchu ( m 2 /g) [1]. Polymerní sítě připravené na Rh katalyzátorech v prostředí tetrahydrofuranu a polymerní sítě připravené na W katalyzátorech v prostředí CH 2 Cl 2 nebo benzenu vykazují specifický povrch menší než 10 m 2 /g. S cílem modifikovat složení polymerních sítí, byly dále s použitím Rh katalyzátorů v prostředí CH 2 Cl 2 připraveny kopolymery 1,4-diethynylbenzenu a těchto monofunkčních monomerů: (i) fenylacetylen (ii) (3-thienyl)acetylen (iii) [4-(difenylamino)fenyl]acetylen (iv) (4-nitrofenyl)acetylen s výtěžkem v rozmezí % a velikostí specifického povrchu m 2 /g. References: [1] Hanková, V.; Slováková, E.; Zedník, J.; Vohlídal, J.; Sivkova, R.; Balcar, H.; Zukal, A.; Brus, J.; Sedláček, J. Macromol. Rapid Commun. 2012, 33,

40 QM/MM STUDY OF PRODANE MOLECULE IN WATER Ing. Lukáš Sobek Mgr. Jiří Pittner Dr. rer. nat. Prodane molecule [6-propionyl,2-(NN'dimethyl)aminonaphthalene] is often used in biochemical research. It serves as a fluorescent probe for studying of phospholipid membranes. In this work, we investigated solvent effects of water on spectroscopic properties of two prodane twisted and planar coformers (Fig. I). Figure I. We performed Quantum Mechanics/Molecular Mechanics (QM/MM) methodology. In this approach, the system is divided into two regions, one of them is treated quantum mechanically, while the other using the classical molecular mechanics. In our case, the QM part contained prodane and five nearest water molecules and the rest of them (295 waters) were included in the MM region. We employed the time dependent density functional theory (TDDFT) with the hybrid BH-LYP functional and the DZP basis set for the QM region. The solvent/solute cluster was included in a sphere, equilibrated and thermalized at the MM level, while QM region keeping at frozen eqilibrium structure. After that preliminary step we ran molecular dynamics with QM region initial velocities from Wigner distribution for planar conformer and random velocities for twisted prodane conformer. We simulated absorption spectra for selected geometries obtained from the dynamics. In this lecture I will discuss the results and compare them with experimental spectroscopic data. References: Cwiklik L. et al. J.Phys. Chem. A, 2011, 115, 11428

41 SELECTED ION FLOW TUBE MASS SPECTROMETRY, SIFT-MS Mgr. Kristýna Sovová Prof. Patrik Španěl Dr. rer. nat. Selected Ion Flow tube Mass Spectrometry, SIFT-MS, allows a real time detection and quantification of trace amounts of gases including vapours of volatile organic compounds present in ambient humid air. This technique was previously used mainly for analyses of compounds present in human breath. However, it has a potential to be used in other areas of interdisciplinary research [1] including plant physiology and environmental research, medicine, food science or in the study of bacterial cultures. Although bacteria do not have any sensory organs, they somehow can perceive what is happening around them and it is possible that they are able to communicate using chemical signals. As a model system to investigate such communication we have studied volatile organic compounds released by bacterial colonies in selected clones of Serratia rubidaea (R, red and smooth), Serratia marcescens (F, fountain shape collonies) and Escherichia coli (Ec) grown on nutrient rich media [2]. These three organisms form an interesting ecosystem of competing species and their concurrent growth may result in the survival of the fittest scenario. In a ternary system like this the interaction can be seen as an analogue of the well known game rockpaper-scissor. Whilst the ultimate result of the population dynamics can be observed by counting of surviving colony forming units, it would be much more instructive to follow them in the real time using volatile signatures of the individual clones. It was the objective of this study to identify such chemical signatures and the preliminary results look very encouraging. [1] P. Španěl, D. Smith, Progress in SIFT-MS: Breath analysis and other applications, Mass Spectrometry Reviews, 30 (2011) [2] J. Čepl, I. Pátková, A. Blahušková, F. Cvrčková, A. Markoš, Patterning of mutually interacting bacterial bodies: close contacts and airborne signals, Bmc Microbiology, 10 (2010).

42 NUMERICAL MODELLING OF ION TRAJECTORIES IN SELECTED ION FLOW TUBE MASS-SPECTROMETRY Mgr. Anatolii Spesyvyi prof. RNDr. Patrik Španěl, Dr. rer.nat. Selected ion flow tube mass-spectrometry (SIFT-MS) is a technique for the real time quantification of trace gases in air and breath. The limit of quantification of concentrations of volatile organic compounds is currently about 10 ppbv (parts per billion by volume). However for new diagnostic uses in breath analysis, security areas and plant biology much better sensitivity with a detection limit of ppbv is needed. The first step for increasing SIFT-MS sensitivity is the optimisation of the injection quadrupole to get significantly higher ion signal transmitted from the ion source into the flow tube reactor via the injector. This goal can be achieved through the focusing by ion optical lens voltages and variation of their positions that would result into optimum ion trajectories. The easiest way for such optimization is using a computer model of the ion optics and mass filter system. In this work I have studied ion trajectories through the injection quadrupole using the special package SIMION for simulation of ion/electron trajectories in the optics systems. Scheme of the studied system indicating H 3 O + trajectories is represented in Figure 1. As the result of simulations it was found that the last exit lens voltage is the key parameter of ion current through the injector. Figure 1 Scheme of the injection quadrupole.

43 SYNTHESIS OF LAMELLAR ZEOLITES AND THEIR MODIFICATIONS BY PILLARING TREATMENT Mgr. Jana Šťavíková Prof. Ing. Jiří Čejka, Dr.Sc. Zeolites are crystalline microporous aluminosilicates widely used as catalysts in petrochemical industry due to their large surface areas, shape selectivity and strong framework acidity. Zeolite MFI is one of the most frequently used zeolites. This zeolite has a three-dimensional 10-ring pore system with channels of diameter 5.1 x 5.5 Å [1]. Its lamellar form has been synthesized with the use of the specially designed template ([C 22 H 45 -N + (CH 3 ) 2 -C 6 H 12 -N + (CH 3 ) 2 -C 6 H 13 ]Br 2 ) [2]. The individual layers of MFI are separated by the long chains of the template preventing the crystal growth in the third dimension. Pillaring Calcination Lamellar MFI Zeolite Pillared MFI Zeolite Lamellar MFI Pillared MFI Fig. 1 The illustration of proposed layer arrangements of MFI zeolite Fig. 2 Scanning electron micrographs of MFI Pillared forms of zeolites have the individual layers permanently separated. Transformation of lamellar MFI zeolite into its pillared form has been carried out using TEOS as a silica source. TEOS creates silica pillars among zeolite layers (Fig. 1). It is expected that the pillared zeolite possess higher accessibility of catalytic centers than conventional 3D MFI zeolites. SEM images confirm that the shapes of lamellar and pillared form of MFI are very similar (Fig. 2). Pillared form of MFI zeolite shows larger surface area than its lamellar form, which has been investigated by N 2 adsorption isotherms (428 m 2 /g lamellar vs. 798 m 2 /g pillared form). In my lecture I will describe the synthesis of lamellar MFI zeolite, characterization of its pillared form and discuss the results of the measurements gained from different techniques (XRD, SEM microscopy, N 2 sorption, FTIR spectroscopy), References: 1. Ghamami M., Sand L. B., Zeolites 1983, 3, Choi M., Na K., Kim J., Sakamoto Y., Terasaki O., Ryoo R., Nature 2009, 461,

44 MEMBRANE-ACTIVITY OF ANTIMICROBIAL PEPTIDES INVESTIGATED BY ADVANCED FLUORESCENCE TECHNIQUES Ing. Tomáš Steinberger prof. Martin Hof, Dr.rer.nat. DSc. When current antibiotics become less efficient, there is a promise that some antibiotics can be replaced by other nature s substances, e.g. peptides. Halictines are novel antimicrobial peptides isolated from the venom of the eusocial bee Halictus sexcinctus. We obtained four analogues of the native peptide HAL 1 from IOCB AV CR. They already characterized structural properties of these peptides and their antimicrobial activity against selected bacteria. Newly synthesized analogues were prepared by point mutations of native peptide. There is a hope that these modifications could increase antimicrobial activity and decrease undesirable hemolytic activity. Our aim was to characterized membrane permeation activity of Halictines through the use of a basic model of biological cells large unilamellar phospholipid vesicles LUVs. We prepared two basic types of leakage assays based on LUVs with free dyes entrapped inside and one assay with Laurdan content. We used classical Steady State Fluorescence Spectroscopy and advanced fluorescence methods for study of dyes escape from LUVs and we also used Laurdan Generalized Polarization technique for better understanding peptide insertion into membrane. In this way we received complementary information and we can conclude that the most active peptides are the native HAL 1 and analogue HAL 1/6. However HAL 1/6 requires presence of negatively charged phospholipids in membrane which may explain its higher selectivity against bacteria. Furthermore, FCS results have shown that the leakage in case of all HAL peptides happens via pore formation. Results from GP revealed that peptide insertion in the membrane do not lead directly to formation of pores. References: [1] Monincová L, et al. Amino Acids, 2010, 39, 3, [2] Andersson et al. Eur.Biophys J., 2007, 36: 621. [3] Pramanik, A.; Thyberg, P.; Ringler, R. Chem. Phys. Lipids, 2000, 104, [4] Macháň, R.; Hof, M. Int. J. Mol. Sci., 2010, 11, [5] Parasassi, T., Gratton, E. et al. Biophys. J., 1990, 57, pp

45 SPECTROSCOPIC STUDIES OF QUANTUM DOTS (AZA)PHTHALOCYANINES HYBRID SYSTEMS Ing. Jan Suchánek Doc. Ing. Zdeněk Zelinger, CSc. Quantum dots (QDs) are semiconductor nanocrystals (typical sizes 2-10 nm) with unique optical properties. They possess strong, narrow-size emission in the visible spectrum, broad absorption band, large fluorescence intensity and high photochemical stability. Moreover, their emission is size-tunable with decreasing size their emission is blue-shifted [1]. Chemical compounds, called photosensitizers, can transfer absorbed energy to oxygen and excite it to its reactive singlet form. Singlet oxygen, O 2 ( 1 Δ g ), is a powerful oxidant of biological targets and can be used in medicine for photodynamic therapy of tumors (PDT) [2]. The hybrid system of QDs and appropriate photosensitizers, such as phthalocyanines (Pc), can utilize the fluorescence of QD moiety for monitoring and the Pc moiety for PDT of cancer cells. In this work, the interaction between CdSe quantum dots and phthalocaynines has been studied by UV visible, time-resolved fluorescence and laser kinetic spectroscopy. The formation of the complex was deduced from the changes in the UV-Vis absorption spectra and the CdSe photoluminescence quenching by phthalocyanine was observed. The association constant of the complex K = 980 M -1 was determined from the UV-Vis absorption titration experiment. Further, the triplet absorption spectra of two Pc and one AzaPc and their rate constants of triplet states deactivation and rate constants of triplet states quenching by oxygen were determined for both uncomplexed and complexed (Aza)Pc by laser kinetic spectroscopy. QDs exhibit no significant influence on the rate constants. References: [1] Alivisatos, A. P. J. Phys. Chem.1996, 100, [2] Bonnett R.: Chem.Soc.Rev. 1995, 24, 19-33

46 PICK-UP PRŮŘEZ PRO ATMOSFÉRICKÉ MOLEKULY Mgr. Pavla Svrčková Mgr. Michal Fárník, DSc. Práce s klastry vody je důležitá pro informace o chování ledových nanočástic, které jsou v atmosféře a hrají tam nejrůznější důležité úlohy. Jedna z nich je, že polární stratosférické mraky jsou zodpovědné za vznik ozonové díry. K chemii, která vede k ničení ozonu, dochází na povrchu ledových částic v polárních stratosférických mracích (PSC) [1, 2]. Pokud chceme těmto procesům v atmosféře rozumět, potřebujeme porozumět ledovým nanočásticím a co se děje s molekulami na těchto ledových částicích. V naší laboratoři nás zajímá, jakým způsobem se na ně budou nachytávat molekuly. Supersonickou expanzí do vakua v komoře se vytvoří klastry, studované molekuly jsou nachytány na klastry v tzv. pickup komůrce a na konci aparatury je umístěn kvadrupólový hmotnostní spektrometr, kterým detekujeme fragmenty klastrů po ionizaci elektronem. Naším cílem je změřit průřez klastru pro zachycení molekuly (pickup cross section). Pickup cross section jsme schopni určit ze změny rychlosti nanočástice při záchytu nějaké molekuly na dané částici. Měřili jsme data pro různé molekuly na klastrech argonu [3] a vody a výsledky jsme porovnávali s jejich geometrickými průřezy i mezi sebou navzájem. Naměřená data jsme také měli možnost porovnávat s vypočtenými hodnotami, které byly získány pomocí počítačové simulace. Určené průřezy jsou velice důležitým parametrem, který vystupuje v nejrůznějších modelech atmosféry, např. nukleace ledových částic v mracích či tvorba a chemie v PSC. Ve většině případů se používá geometrický průřez, ale naše výsledky ukazují, že ve skutečnosti je několikanásobně jiný. References: [1] Molina, M. J.; Tso, T. L.; Molina L. T.; Wang, F. C. Y. Science 1987, 238, [2] Tolbert, M. A.; Rossi, M. J.; Golden, D. M. Geophys. Res. Lett. 1988, 15, 847. [3] Fedor, J.; Poterya, V.; Pysanenko, A.; Fárník, M. The Journal of Chemical Physics 2011, 135,

47 SYNTÉZA METALOCENOVÝCH KOMPLEXŮ ČTYŘMOCNÉHO TITANU S NENASYCENÝMI PENDANTNÍMI SKUPINAMI Miloš Večeřa RNDr. Martin Lamač, Ph.D. Sloučeniny titanu sehrávají velmi důležitou roli v katalýze. Typickým příkladem se stal náhodný objev polymerace alkenů, když jeden z pracovníků v laboratořích u Karla Zieglera řádně nevyčistil reakční aparaturu [1]. Výsledkem byl stereoregulární vysocemolekulární polyethylen s vysokým podílem krystalinity, který je pevnější než ocel. Zjistilo se, že reakci katalyzuje komplex vzniklý reakcí chloridu titaničitého a triethylaluminia. Až do současnosti se vyvíjí nové katalyzátory na bázi komplexů titanu s různými skupinami od prostého titanocen dichloridu až k dalším modifikovaným polosendvičovým komplexům [2]. Naším cílem jsou sendvičové a polosendvičové komplexy titanu, kdy naším cílem bylo připravit cyklopentadienylové ligandy s nitrilovými a iminovými (imidovými) skupinami. Vycházíme z 6,6-dimethylfulvenu, který má dvě resonanční struktury, přičemž amfionová podléhá na šestém uhlíku velmi snadno nukleofilnímu ataku. Je tak možné na cyklopentadien zavádět nejrůznější skupiny za vzniku soli substituovaného Cp ligandu, např. reakcí s lithiovanými nitrily, které mají v α-poloze kyselé protony nebo methylové skupiny. Pokud vzniklý adukt již nemá další kyselé protony, je možné provést alkylaci nitrilu za vzniku dilithné soli. Z těchto solí připravujeme komplexy přechodných kovů 4. skupiny a provádíme jejich další strukturní modifikace. H 3 C CH 3 H C + CH 3 C 3 - H 3 LiC(CH 3 ) 2 CN H 3 C H 3 C C - CH 3 Li + N Reference: [1] Wilke, G. Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, [2] (a) McKnight, A. L.; Waymouth, R. M. Chem. Rev. 1998, 98, ; (b) Britovsek, G. J. P.; Gibson, V. C.; Wass, D. F. Angew. Chem. Int. Ed. 1999, 38, ; (c) Gibson, V. C.; Spitzmesser, S. K. Chem. Rev. 2003, 103, ; (d) Braunschweig, H.; Breitling, F. M. Coord. Chem. Rev. 2006, 250,

48 THE INFLUENCE OF DIFFERENTLY TERMINATED GRAPHENE ON CELL BEHAVIOUR IN THE PRESENCE/ABSENCE OF FETAL BOVINE SERUM Mgr. Martina Verdánová RNDr. Ing. Martin Kalbáč, Ph.D. RNDr. Marie Kalbáčová, Ph.D. Graphene is a single atom thick carbon layer already tested for its biocompatibility with affirmative results (Kalbacova et al., 2010). The surface of graphene can be variously modified (e.g. by oxygen (-O) or hydrogen (-H)) resulting in different wettability. The aim of this study was to determine the differences in cell adhesion and proliferation on graphene-o, -H and polystyrene (PS) with or without the fetal bovine serum (FBS) during the initial adhesion. FBS is an essential component of the cultivation medium containing various growth factors, adhesion-responsible proteins and cytokines. Human osteoblastic cell line (SAOS-2) was cultivated on graphene-o, -H and PS for 2h or 48h in McCoy s 5A medium with and without 15% FBS during the first 2h of incubation. Cell number and morfology was determined by immunofluorescent staining of vinculin (component of focal adhesion (FA)), actin and nuclei. Focal adhesions are protein complexes which mediate interactions between cell and its substrate. The graphene-o, -H samples were prepared using a CVD method followed by high temperature treatment in flowing oxygen or hydrogen gas diluted in argon. It was observed that graphene with hydrophobic character (H-terminated) seems to be a better substrate for cell cultivation in presence of FBS than graphene with hydrophilic surface (O-terminated). Primary vinculin-based adhesions were only established in presence of FBS, thus the adhesions in the absence of FBS should be carried out by other type of interactions (e.g. carbohydrates). References: Kalbacova, M., Broz, A., Kong, J., Kalbac, M., Carbon, 2010, 48:15,

49 ELEKTROCHEMICKÁ DETEKCE SULFIDOVÝCH IONTŮ VYUŽÍVAJÍCÍ ELEKTRODY MODIFIKOVANÉ IMOBILIZOVANÝM DERIVÁTEM FTALOCYANINU Bc. Magda Zlámalová Ing. Pavel Janda CSc. Práce prezentuje elektrochemickou detekci sulfidových iontů S 2- /SH - metodou cyklické voltametrie na elektrodě tvořené bazální rovinou vysoce uspořádaného pyrolytického grafitu (HOPG) modifikované elektrochemickou depozicí derivátu ftlaocyaninu - N,N,N,N -tetramethyl-tetra-3,4-pyridinoporfyrazinátem kobaltu Co(Tmtppa) (obr.1), při které elektrochemickou redukcí [Co II (Tmtppa)] 4+ vzniká na povrchu HOPG nerozpustný film [Co I (Tmtppa)] 3+. Takto modifikovaná elektroda byla používána v argonové atmosféře ve vodném prostředí o ph < 8. Metodou cyklické voltametrie byla elektroda zkoumána jako systém vhodný k detekci a stanovení sulfidů ve vodném prostředí. Co(Tmtppa), jeden z mála metaloftalocyaninů rozpustných ve vodě, vykazuje elektrokatalytickou aktivitu při oxidaci sulfidů, která umožňuje oxidační reakci sulfidů při nižším přepětí než na nemodifikovaných elektrodách a stabilita odezvy elektrody je vyšší než u běžně používaných elektrod (Pt, Au, GC). Je známo, že při těchto nižších přepětích oxidace sulfidů končí na vylučování síry a nedochází ke vzniku jejích rozpustných kyslíkatých sloučenin (které vznikají rovněž při oxidaci sulfidů kyslíkem), je tato reakce i potenciálním řešením recyklace síry z odpadních vod.

50 NANOSTRUKTURNÍ SYSTÉMY PRO ZPEVŇOVÁNÍ POVRCHU HISTORICKÝCH MATERIÁLŮ A JEJICH PREVENTIVNÍ OCHRANU Mgr. Radek Žouželka Ing. Jiří Rathouský, CSc. Cílem práce je příprava částic anorganických hydroxidů a fosfátů pro zpevňování povrchových vrstev porézních materiálů sloužících jako nosiče aktivních komponent (např. nanočástice stříbra). Vyvinuté systémy umožní řízené uvolňování biocidní složky s cílem dosažení dlouhodobé preventivní ochrany historických materiálů před biologickou degradací. V oblasti vývoje se náš výzkum zaměřil na vypracování vhodné laboratorní metody pro přípravu částic hydroxidu vápenatého. Postup byl založen na srážení roztoku chloridu vápenatého roztokem hydroxidu sodného za zvýšené teploty, aby bylo možné oddělit endotermní nukleaci krystalů hydroxidu vápenatého od jejich dalšího růstu a Ostwaldova zrání, což jsou exotermní procesy. Vhodným reakčním prostředím je ethylenglykol s bodem varu 197 o C a vysokou dielektrickou konstantou. Suspenze hydroxidu vápenatého po peptizaci obsahovala částice o velikosti nm s malým podílem větších částic o velikosti kolem 1 μm. Pro biocidní ochranu porézních materiálů byly připraveny nanočástice stříbra redukcí stříbrných solí vhodnými cukry. Velikost částic lze ovlivnit volbou reakčních podmínek, zejména typem použitého cukru. Velikost částic má vliv na jejich biocidní vlastnosti, což bylo ověřeno na některých kmenech bakterií, jednobuněčných sinic a řas (Gloeocapsa, Chroococcus, Chlorococcum). Literatura: Giorgi R., Baglioni M., Berti D., Baglioni P., Acc. Chem. Res., 2010, 43,

51 Konferenční centrum v Liblicích u Mělníka Poznámka/Note

52 SEMINÁŘ STUDENTŮ ÚFCH JH 2012 Konferenční centrum AV ČR v Liblicích