Zápis z korespondenčního zasedání Oborové rady doktorského studijního programu Fyzikální chemie, konané dne 16. 3. 2009 Hlasování se zúčastnili: prof. Omelka, doc. Pekař, Doc. Klučáková, Doc. Veselý, prof. Taraba, prof. Šimon, Doc. Čeppan, Doc. Krčma, Doc. Čičmanec Nehlasovali: prof. Lapčík, prof. Vřešťál, prof. Cihlář, Dne 16.3.2009 se uskutečnilo korespondenční zasedání Oborové rady DSP fyzikální chemie, na kterém byly odsouhlaseny následující body: a.) Nová témata disertačních prací pro šk. rok 2009/2010 (viz. příloha) b) Předměty DSP Fyzikální chemie na šk.rok 2009/2010 Pokroky fyzikální chemie Rezonanční spektrální metody Reologie DSP Fyzika a chemie plazmatu Koloidika pro pokročilé Transportní procesy Aplikace fotochemických procesů Heterogenní katalýza Diagnostika plazmatu Spektroskopické metody Nerovnovážná termodynamika Molekulární kinetika Počítačem řízený experiment Informační technologie v chemické praxi Sorpce Metody termické analýzy Modelování a simulace ve fyzikální chemii Angličtina pro doktorandy Garant: prof Omelka prof Omelka doc. Klučáková prof. Janča doc. Pekař doc. Klučáková doc. Veselý prof. Cihlář doc. Pekař prof. Zmeškal prof. Zmeškal prof. Taraba Dr. Kučerík Dr. Žídek RNDr. Fišerová c. Komise pro přijímací zkoušky (18. 6.2009) Doc. Ing. Miloslav Pekař, CSc. Prof. Ing. Ladislav Omelka, DrSc. - předseda Doc. Ing. Michal Veselý, CSc. Prof. Ing. Oldřich Zmeškal, CSc. prof. Ing. Ladislav Omelka, DrSc. předseda Oborové rady DSP Fyzikální chemie Témata DSP Fyzikální chemie šk. rok 2009/2010 Příloha 1
Mezoporézní tištěné vrstvy oxidu titaničitého Školitel: doc. Ing. Michal Veselý, CSc. Příprava fotokatalyticky aktivních transparentních vrstev oxidu titaničitého pro samočisticí aplikace. Samočisticí vrstvy po ozáření kombinují dvě jedinečné vlastnosti: fotokatalytický účinek vznik velmi reaktivních kyslíkatých radikálů schopných degradovat organické nečistoty na povrchu s fotoindukovanou změnou hydrofility povrchu, vedoucí ke vzniku totálně smáčivého povrchu umožňující snadné odstranění degradačních produktů. Práce bude zaměřena na studium podmínek nanášení tenkých transparentních a mezoporézních vrstev tiskem, na studium složení solu prekurzoru oxidu titaničitého na bázi organotitaničitých sloučenin a jeho vlivu na fyzikálně-chemické vlastnosti připravených vrstev spolu se studiem fotokatalytické aktivity takto připravených tenkých transparentních vrstev. Katalytické blednutí inkoustů Školitel: doc. Ing. Michal Veselý, CSc. Práce bude zaměřena na studium katalytického procesu rozkladu inkoustů inkjetových výtisků, včetně digitálních fotografií. V procesu stárnutí výtisků se uplatňují různé mechanizmy degradace inkoustů v přijímací vrstvě potiskovaných médií, a to v závislosti na složení vrstvy, druhu inkoustů, interakce inkoustů jiných barev, intenzitě záření, přítomností polutantů a pod. Vzájemná interakce barviv v přijímací vrstvě může být navíc ovlivněna přítomností degradačních produktů jednoho barviva, katalyzující rozklad druhého barviva. Degradace inkoustů ve studovaných vrstvách bude sledovaná metodou urychleného tepelného stárnutí a stárnutí UV zářením včetně expozice ozonem. Bude studovaná kinetika tohoto procesu. Predikcia termooxidačnej stability materiálov pomocou termoanalytických metód. Školitel: Prof. Ing. Peter Šimon, DrSc. Štúdium termooxidačnej stability organických materiálov pomocou DTA, DSC a termogravimetrie. Extrapolácia výsledkov získaných zrýchleným starnutím na laboratórnu teplotu. Objektami štúdia budú papier, reštaurátorské tmely a biopolyméry. Tenkovrstvé struktury s organickými polovodiči - technologie Školitel: Doc. Ing. Ota Salyk, CSc. Téma je zaměřeno na přípravu aktivních vrstev pro organických elektronické prvky ( jako OELD - Organic Electroluminescent Device, FET- Field Effect Transistor, diody a fotovoltaické články a v neposlední řadě senzory) metodami vakuového napařování a odstředivého lití. Součástí tématu budou i základní charakterizační metody tenkých vrstev. Budou přednostně zkoumány deriváty diketopyrrolo-pyrrolů - DPP a jejich aplikační vlastnosti s ohledem na spolupráci s VÚOS Rybitví a Synthesia Semtín a v návaznosti na společné projekty Tenkovrstvé struktury s organickými polovodiči charakterizace Školitel: Doc. Ing. Ota Salyk, CSc. Téma je zaměřeno na charakterizaci aktivních vrstev pro organických elektronické prvky ( jako OELD - Organic Electroluminescent Device, FET- Field Effect Transistor, diody a fotovoltaické články a v neposlední řadě senzory) fyzikálními metodami jako IR a UV VIS absorpce, fluorescence, vodivost a vliv prostředí. Součástí tématu budou i základní metody přípravy tenkých vrstev. Budou přednostně zkoumány deriváty diketopyrrolo-pyrrolů - DPP a jejich aplikační vlastnosti s ohledem na spolupráci s VÚOS Rybitví a Synthesia Semtín a v návaznosti na společné projekty Studium plazmatu ve směsi N 2 -Ar a jeho dohasínání
Školitel: Doc. RNDr. František Krčma, PhD. Práce bude zaměřena na experimentální studium generace plazmatu ve směsi dusíku s argonem v různých typech výbojů a na studium následného rozpadu tohoto plazmatu. Bude využito stávající experimentální zařízení využívající plazmatu v proudícím režimu s různými excitačními zdroji (DC, MW, RF). K diagnostice plazmatu bude sloužit optická emisní spektroskopie, na jejímž základě bude možné stanovit relativní populace různých vibračních hladin a následně bude možné verifikovat různé mechanismy přenosu energie mezi částicemi. Součástí práce bude porovnávání získaných experimentálních výsledků s numerickou simulací aktivního výboje i kinetickým modelem jeho dohasínání. Interakce hyaluronanu a amfifilních molekul Práce bude úzce spojena s činností společné laboratoře FCH VUT a CPN, s.r.o. a s projektem COST. Studium interakcí hyaluronanu a tenzidů metodami fluorescenční spektroskopie. Zkoumání možností využití těchto koloidů k cílené distribuci aktivních látek (např. léčiv). Interakce hyaluronanu a peptidů Studium interakcí hyaluronanu a vybraných peptidů fluorescenčními metodami. Téma se upřesňuje během jednání s ÚSB Nové Hrady. Studium organické hmoty lignitu : Studium organické hmoty metodami selektivní extrakce, derivatizace a Pyr-GC-MS spojené s dlouhodobým pobytem na spolupracujícím pracovišti ve Francii (univerzita v Poitiers). Srovnání výsledků s předchozími studiemi provedenými s lignitickými huminovými kyselinami, zhodnocení ve vztahu k univerzálním sorpčním schopnostem lignitu. Racionálně-termodynamické modely chemické kinetiky Práce naváže na výsledky získané pro model lineární tekutiny a rozšíří je na jednodušší modely nelineární. Po literární rešerši zaměřené na dosud studované materiálové modely, obvykle nereagujících směsí, budou vybrány vhodné materiálové modely a doplněny o možnost chemické reakce. Racionálně-termodynamickým postupem bude hledána konstitutivní rovnice pro reakční rychlosti u každého modelu. Modely budou vybírány rovněž se zřetelem na studium gelů a procesu jejich vzniku. Téma vyžaduje zájemce s kladným vztahem k matematice. Tvorba hydrogelů, scaffoldů a jejich fyzikálně chemická charakterizace Obsahem disertační prácea by mělo být zejména zpracování získaných derivátů hyaluronanu (příp. jiných biopolymerů) do žádané podoby (scaffoldu pro tkáňové inženýrství) a jejich následná fyzikálně chemická charakterizace. Mezi fyzikálně chemickou charakterizaci lze zařadit zejména testování mechanických vlastností připravených hydrogelů (kompletní reologie), stanovení stupně rozpustnosti a bobtnavosti, stanovení porozity a velikosti pórů a využití dalších sofistikovaných metodik (DSC, termická analýza, příp. další). Integrální součástí práce by byla rovněž případná příprava (návrh na přípravu) derivátů hyaluronanu a dalších biopolymerů, testování jejich biologických vlastností, jejich biodegradability a biokompatibility, a to s využitím testů in vitro a in vivo. Předpokládá se, že připravené materiály budou zejména na bázi kyseliny hyaluronové a jejích derivátů, příp. dalších polymerů a jejich využití bude směrováno především k aplikacím tkáňového inženýrství.
Fotogenerace a transport nosičů náboje v organických materiálech Školitel: doc. Ing. Martin Weiter, Ph.D. Cílem práce je experimentální a teoretický výzkum optických a elektrických vlastností molekulárních polovodičů vhodných pro optoelekrické aplikace. Náplní práce je zjištování fyzikálních a fyzikálně chemických charakteristik studovaných látek, jako je generace a transport nosičů náboje, vodivost a fotovodivost, optická absorpce, foto- a elektroluminiscence. Snahou bude dosáhnout reprodukovatených postupů při vytváření vzorků molekulárních součástek a navrhnout technologie pro využití v nanoelektronice. Práce je součástí rozsáhlejšího mezinárodního výzkumného projektu podporovaného evropskými fondy. Elektrické transportní vlastnosti molekulárních materiálů pro pokročilé aplikace Školitel: doc. Ing. Martin Weiter, Ph.D.; školitel specialista: Mgr. Martin Vala, Ph.D. Cílem práce je experimentální a teoretický výzkum elektronových procesů souvisejících s generací nosičů elektrického náboje a jejich následným transportem v objemu organického polovodiče. Ke studium budou použity metody ustálené a časově rozlišené optické spektroskopie a fotovodivostní metody. V experimentální části práce bude využito unikátní laserové zařízení umožňující studium velmi rychlých elektronových procesů po pikosekundové optické excitaci. Práce je součástí rozsáhlejšího mezinárodního výzkumného projektu podporovaného evropskými fondy. Studium tepelných vlastností tepelně izolačních fólií Školitel: prof. Ing. Oldřich Zmeškal, CSc. Práce bude zaměřena na studium tepelných vlastností materiálů využívaných při konstrukci fotovoltaických panelů. Experimentální část bude zaměřena na měření průchodu tepla různými látkami pomocí plošných a bodových teplotních snímačů (termočlánek, termokamera). Při práci bude využita nová metoda vycházející z teplotních měření odezev na puls nebo skok dodaného tepla umožňující komplexní hodnocení vlastností uvedených látek. K měření absorpčních a emisních vlastností uvedených materiálů bude využita termokamera. Ke zpracování dat budou využity metody obrazové analýzy. Studium tepelných vlastností PCM materiálů Školitel: prof. Ing. Oldřich Zmeškal, CSc. Práce bude zaměřena na studium tepelných vlastností materiálů využívaných k akumulaci tepla založené na změně skupenství látek. Experimentální část bude zaměřena na měření akumulovaného tepla v různých látkách pomocí plošných a bodových teplotních snímačů (termočlánek, termokamera). Při práci bude využita nová metoda vycházející z teplotních měření odezev na puls nebo skok dodaného tepla umožňující komplexní hodnocení vlastností uvedených látek. K měření absorpčních a emisních vlastností uvedených PCM materiálů bude využita termokamera. Ke zpracování dat budou využity metody obrazové analýzy. Imobilizace polutantů huminovými látkami Školitel: doc. Ing. Martina Klučáková, Ph.D. Studium interakcí huminových látek s vybranými polutanty v různých disperzních systémech (ve vodných roztocích, gelech a suspenzích) za různých podmínek; využití jednoduchých organických látek a jejich směsí jako modelových systémů podobných strukturním jednotkám huminových látek pro studium jejich reaktivity. Hydrogely huminových kyselin Školitel: Ing.Jiří Kučerík, PhD. (prof. Ladislav Omelka)
Disertační práce se bude zabývat chemickou a fyzikální modifikací lignitických huminových kyselin za účelem zvýšení jejich kapacity a schopnosti zadržovat vodu. Metody studia budou zahrnovat termickou analýzu (DSC a TGA), ultrazvukovou spektroskopii a NMR spektroskopii (předpokládá se stáž v Neapoli nebo Palermu).