TÉMATA BAKALÁŘSKÝCH PRACÍ NA SPOTŘEBNÍ CHEMII

TÉMATA BAKALÁŘSKÝCH PRACÍ NA SPOTŘEBNÍ CHEMII VLASTNÍ VYPSANÁ tvůrčí činnost ústavu (bio)koloidy molekulární aplikace (elektronika) fotochemie plazmochemie 1

BIOKOLOIDY HYALURONAN přírodní polysacharid aplikace v medicíně, kosmetice spolupráce s výrobcem www.hyaluronan.cz www.nanomedic.cz kontakt: doc. M. Pekař, 3121, pekar@fch.vutbr.cz BIOKOLOIDY LIGNIT nepálit pomocník zemědělství pomocník ochrany životního prostředí www.terraclean.cz kontakt: doc. M. Pekař, 3121, pekar@fch.vutbr.cz 2

BIOKOLOIDY HUMÍNOVÉ LÁTKY vymyslela příroda my žasneme kontakt: doc. M. Pekař, 3121, pekar@fch.vutbr.cz PC modelování molekul pomůcky pro výuku fyzikální chemie kontakt: doc. M. Pekař, 3121, pekar@fch.vutbr.cz 3

doc. Ing. Martina Klučáková, Ph.D., klucakova@fch.vutbr.cz, tel.: 541149410 doc. Ing. Martina Klučáková, Ph.D., klucakova@fch.vutbr.cz, tel.: 541149410 1

doc. Ing. Martina Klučáková, Ph.D., klucakova@fch.vutbr.cz, tel.: 541149410 2

Radikálové reakce H-donorů, studované metodou EPR spektroskopie EPR spektroskopie = nejefektivnější metoda studia volných radikálů. Je založena na chování elektronů v magnetostatickém poli v přítomnosti elektromagnetického záření. Způsob detekce a) přímý zaznamenává se přímo EPR spektrum konkrétního radikálů b) nepřímý metoda spin-trappingu X + ST XTS Radikálové reakce H-donorů: XH -H X. odštěpení vodíku může proběhnout fotochemicky, chemicky OH -H O fenoxylové radikály -H R 1 NH R 2 R 1 N R 2 aminylové radikál R CH -H R C uhlíkaté radikály 1

Lab 3076 2 3 témata ve spolupráci s Textilním zkušebním ústavem (Ing. Petr Nasadil) Předběžná témata: Elektronický nos a možnosti jeho využití Stanovení stárnuti bavlny pomocí změny polymeračního stupně celulosy Ing. Jiří Kučerík Ph.D. místnost 3138 mail: kucerik@fch.vutbr.cz 1

Témata bakalářských prací 2008/09 Okruh podle zaměření výzkumubiokoloidy Mgr. Naděžda Fasurová,Ph.D. ÚFSCH-pracovna 3139, fasurova@fch.vutbr.cz, 541149486 Přehled témat-zaměření huminové kyseliny 1. Studium huminových kyselin excitačně emisní metodou 2. Izolace fulvinových kyselin z půdních vzorků a studium jejich fluorescence 3. Studium fluorescence HK v pevné fázi 1

Obecné seznámení s tématy Huminové kyseliny, fulvinové kyseliny, huminy- jsou podskupiny huminových látek Použití těchto látek v upraveném stavu: nejčastěji ve formě humátů v zemědělství (úpravy kvality půdy, ovlivnění růstu zemědělských plodin, zlepšení kvality potravy zemědělských zvířat, lékařství Tyto látky mohou vázat do své struktury polutanty, těžké kovy Jejich význam je velký a lze využít jejich vlastností ku prospěchu společnosti Fluorescence Huminové kyseliny a fulvinové kyseliny mají ve své struktuře aromatické cykly nejčastěji fenolické skupiny, kumariny a chinony fluorescence Fluorescenční spektra HK a FK lze odlišit podle polohy exitačních a emisních píků FK emitují záření při nižších vlnových délkách, HK při vyšších vlnových délkách 2

MATERIÁL A METODY Lignitické huminové kyseliny jsou extrahovány z lignitu (lokalita Mikulčice) nebo z půd metodou alkalické extrakce s použitím roztoku NaOH a Na 4 P 2 O 7.10 H 2 O. Vzorky humátu jsou připraveny z přečištěné HK. Roztok HK je titrován roztokem NaOH na humát sodný (ph 7), který se dialyzuje a vymrazí při -50 C, nebo vysuší při 50 C. Standardy HK, FK- společnost IHSS Měření fluorescence na přístroji Aminco Bowman Měření fluorescence EXCITAČNÍ SPEKTRA, EMISNÍ SPEKTRA, SYNCHRONNÍ SPEKTRA, EXCITAČNĚ-EMISNÍ SPEKTRA (EEM): 3D SPEKTRUM VRSTEVNICOVÝ SPEKTROFLUOROGRAM Zpracování naměřených dat do 3D zobrazení a do vrstevnicového fluorogramu v programu Origin 3

Příklady naměřených spekter 6 5 4 R.F.I 3 Extrakt HK černozem Extrakt HK lignitu 2 1 0 220 320 420 520 620 720 vlnová délka (nm) Obr.1 Synchronní spektrum půdní a lignit. HK ( λ=20 nm) Obr.2 EEM- spektrum lignit. HK 4

LABORATOŘ CHEMIE A FYZIKY POKROČILÝCH FUNKČNÍCH MATERIÁLŮ Martin Weiter, Martin Vala, Oldřich Zmeškal, Ota Salyk, Stanislav Nešpůrek, Pavel Bednář, Jiří Navrátil INSTITUTE OF PHYSICAL AND APPLIED CHEMISTRY TÉMATA PRACÍ: 1. Organické materiály pro fotovoltaickou přeměnu sluneční energie 2. Vliv polárních aditiv na optické a elektrické vlastnosti π-konjugovaných materiálů 3. Vliv donorů a akceptorů na optické a elektrické vlastnosti π-konjugovaných materiálů 4. Studium interakce aditiv a π-konjugovaných materiálů pomocí optické spektroskopie 5. Elektrické a dielektrické vlastnosti derivátů diketo pyrrolo-pyrrolů 6. Určení tloušťky a indexu lomu tenkých vrstev s využitím interferenční mikroskopie 7. Studium homogenity tenkých vrstev metodami obrazové analýzy 29.4.2008 1 Pokročilé funkční materiály R 2 O R 1 N N R 1 O R 2 3,6-diphenyl-2,5-dihydropyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4 dione jsou materiály,které díky svému uspořádání (struktuře) vykazují vlastnosti využitelné v mnoha oborech (optika, fotonika, molekulární elektronika, senzory...) často slouží jako náhrada jiných (dražších materiálů) např. náhrada drahých anorganických polovodičů levnějšími organickými a nebo se používají ke konstrukci principiálně nových zařízení (např. inteligentní papír) 29.4.2008 2

Příklady aplikace pokročilých materiálů 29.4.2008 3 Pokročilé materiály v naší laboratoři OLED organická fotovoltaika aplikace DNA a bioanalogických mat. Pokročilé materiály senzory optické a optoelektronické aplikace výzkum nových materiálů 29.4.2008 4

Bakalářské práce - příklady Organické materiály pro fotovoltaickou přeměnu sluneční energie (doc. Weiter) Vliv donorů a akceptorů na optické a elektrické vlastnosti π-konjugovaných materiálů (doc. Weiter) Vliv polárních aditiv na optické a elektrické vlastnosti π-konjugovaných materiálů (Dr. Vala) Studium interakce aditiv a π- konjugovaných materiálů pomocí optické spektroskopie (Dr. Vala) 29.4.2008 5 Bakalářské práce - příklady Elektrické a dielektrické vlastnosti derivátů diketo pyrrolo-pyrrolů (prof. Zmeškal) Určení tloušťky a indexu lomu tenkých vrstev s využitím interferenční mikroskopie (prof. Zmeškal) Studium homogenity tenkých vrstev metodami obrazové analýzy (prof. Zmeškal) 29.4.2008 6

Interference images of mechanical cut in polymer layer PEDOT Al PEDOT ITO glass Al glass ITO PEDOT λ = 256 nm a) measured from the side of "air" b) measured from the side of "polymer" 29.4.2008 7 Senzorické vlastnosti aromatických a heterocyklických sloučenin s konjugovanými vazbami. Obr. 1. Zástupce 1,4-diketo-3,6-bis-(4 -dipyridyl)- pyrrolo-[3,4-c]pyrrole 29.4.2008 8

BP1 Studium tenkých vrstev organických molekulárních látek pomocí mikroskopu Vedoucí: O.Salyk 29.4.2008 9 BP2 Studium tenkých vrstev organických molekulárních látek pomocí rentgenového záření. Vedoucí: O.Salyk U12 - Si 2Th.[ ] 2Th [rad] Height [cts] Rel. Int. [%] FWHM [ ] Order d-spacing [A] vafer 6,061 0,106 32468,590 100,000 0,067 1 14,570 12,148 0,212 4923,650 15,160 0,117 2 14,560 18,288 0,319 1578,590 1,4,1986 0,117 3 14,542 24,488 0,427 835,900 1,2,1957 0,117 4 14,529 29.4.2008 10

Děkujeme za pozornost! POTŘEBUJETE DALŠÍ INFORMACE? JSME VÁM K DISPOZICI, PŘIJĎTE SE ZEPTAT! Martin Weiter, Martin Vala, Oldřich Zmeškal, Ota Salyk, Stanislav Nešpůrek, Pavel Bednář, Jiří Navrátil 29.4.2008 11

Fotochemie Doc. Ing. Michal Veselý, CSc. Ing. Petr Dzik, Ph.D. Záření a TiO 2 1

1. Stabilita kompozitních filmů PVAl-TiO 2 (Petr Dzik) 2. Příprava strukturovaných tenkých vrstev TiO 2 (Michal Veselý) 3.Barvivy senzibilizované solární články (Petr Dzik) 4. Synergický účinek světla a polutantů na fotografie (Michal Veselý) Původní povrch hydrofobní Hydrofilní povrch hν Super-hydrofilní povrch 2

TiO 2 vrstva 3

Stabilita kompozitních filmů PVAl-TiO2 (Petr Dzik) Experimentální práce: Příprava kompozitů PVAl a oxidu titaničitého Studium fotokatalytických vlastností na modelových látkách Studium destrukce polymerní matrice s TiO 2 účinkem záření Analýza produktů UV-VIS a IČ spektroskopií, mikroskopickými technikami (polarizované světlo, fázový kontrast) Příprava strukturovaných tenkých vrstev TiO 2 (Michal Veselý) tištěné vrstvy Epson R300, R220 4

Příprava strukturovaných tenkých vrstev TiO 2 (Michal Veselý) Příprava strukturovaných tenkých vrstev TiO2 (Michal Veselý) Experimentální práce: Příprava nano-strukturovaných vrstev oxidu titaničitého sol-gel technikou a nanášení solu inkjetovou technikou Studium fotokatalytických vlastností připravených vrstev Analýza vrstev spektroskopickými a mikroskopickými technikami (polarizované světlo, fázový kontrast) 5

Barvivy senzibilizované solární články (Petr Dzik) Dye Sensitised Solar Cells - DSSC Poznámka: od nanostrukturovaných vrstev oxidu titaničitého je blízko k solárním článkům. DSSC: Jsou založeny na levných anorganických a organických materiálech Elektrony jsou generovány absorpcí světla v organickém barvivu (Rutheniový komplex) a následně transportovány polovodivou matricí (TiO 2 ) k elektrodám Vysoká porozita je nutná pro zajištění dostatečně velké plochy pro absorpci záření Barvivy senzibilizované solární články (Petr Dzik) Experimentální práce: Přehled o současné situaci na poli výzkumu DSSC Způsoby a principy měření účinnosti konverze slunečního záření Testování komerčního článku získání praktických dovedností při měření účinnosti konverze Výroba pilotního článku z komerčně dostupných surovin 6

Synergický účinek světla a polutantů na fotografie (Michal Veselý) Synergický účinek světla a polutantů na fotografie (Michal Veselý) 7

Synergický účinek světla a polutantů na fotografie (Michal Veselý) Experimentální práce: Příprava modelových přijímacích vrstev pro fotorealistický tisk inkoustovými tiskárnami Tisk testovacích obrazců a objektivní hodnocení tisku Procesy urychleného stárnutí (tepelné i světelné, ozón, NO x ) Měření spektrálními kolorimetry a hodnocení změn barevnosti 8

PLAZMOCHEMIE témata bakalářských prací ELEKTRICKÉ VÝBOJE V PLYNECH GlidArc (klouzavý výboj) vzduch, plynné směsi N 2, O 2 rozklady VOC (toluen, xylen, cyklohexan aj.) DBD (dielektrický povrchový výboj) vzduch, plynné směsi N 2, O 2 rozklady VOC (toluen, xylen, cyklohexan aj.) povrchové úpravy materiálů: papír, polymery, textilie, netkané textilie plazmové sterilizace: mikroorganismy, plísně Afterglow (dohasínající plazma) N 2 (čistý, příměsi: O 2, CH 4 aj.) kinetika numerické modelování RF kapacitně vázané plazma (za sníženého tlaku) H 2 odstraňování korozních vrstev různých kovových materiálů (Fe, Cu, slitiny ) PLAZMOCHEMIE témata bakalářských prací ELEKTRICKÉ VÝBOJE V KAPALINÁCH Diafragmový výboj vodné roztoky rozklady organických barviv (textilní, potravinářská aj.) huminové kyseliny plazmové sterilizace: mikroorganismy, plísně Pulsní výboje nad a pod vodní hladinou (AV ČR Praha) generace reaktivních částic (radikály, ionty) rozklady organických sloučenin (fenol aj.) plazmové sterilizace: mikroorganismy, plísně 1

DIAGNOSTIKA PLAZMATU PLAZMOCHEMIE témata bakalářských prací OES (optická emisní spektroskopie) stanovení rotačních a vibračních teplot kontrola depozičních procesů (zakázky pro ÚCHM prof. Čech, Zlín Precission) Elektrické charakteristiky statické (VA charakteristiky) dynamické PLAZMOCHEMIE vědecká skupina doc. RNDr. František Krčma, Ph.D. (http://www.fch.vutbr.cz/home/krcma/) Ing. Zdenka Stará, Ph.D. Ing. Jitka Vrajová Mgr. Věra Mazánková Ing. Ivo Soural Spolupráce: ČR: PřF MU Brno, TM Brno, UFP AV ČR, Zlín Precission Zahraničí: MFF UK Bratislava, Paříž, Lisabon, Porto, Ghent 2