Centrální laboratoře

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Centrální laboratoře
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Jan Sýkora, Ph.D.

Anotace

Hlavním cílem práce je vyvinout univerzální postup pro syntézu polyaromatických sloučenin, ceněných v materiálové chemii zejména pro jejich optické vlastnosti. Modulární přístup umožní přípravu takových látek libovolných rozměrů a dále utevře prostor pro další modifikaci jejich fyzikálně chemických vlastností.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie pevných látek Centrální laboratoře
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Jan Sýkora, Ph.D.

Anotace

Hlavním cílem práce bude vyvinout softwarový nástroj pro vytváření návrhu možných 3D struktur na základě empiricky stanovených i předpokládaných interkací mezi molekulami v mikrokrystalickém, polykrystalickém či amorfním materiálu. Software bude sloužit pro identifikaci různých pevnofázových forem dané farmaceutické substance.

Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.

Garantující pracoviště:	Ústav informatiky a chemie Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Bioinformatika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Tatyana Kobets, Ph.D.

Anotace

Propojení klinického a základního výzkumu má zásadní význam pro lepší pochopení a léčbu kardiovaskulárních onemocnění, včetně srdeční arytmie, hypertenze a dalších poruch vedoucích k srdečnímu selhání. Tento doktorský projekt se zaměřuje na vývoj výpočetních pipeline pro integraci genové exprese, proteomiky a metabolomických dat s využitím R, Pythonu a pokročilých statistických metod. Cílem je vytvořit uživatelsky přívětivé a robustní pracovní postupy, které umožní bezproblémovou analýzu a interpretaci souborů omických dat v klinickém prostředí. Tento projekt, založený na biopsiích, lidských vzorcích a rozsáhlých a unikátních souborech omických dat, představuje spolupráci mezi vědeckým ústavem (FGÚ) a centrem klinického výzkumu (IKEM) v Praze. Tato pozice na plný úvazek v FGU, financovaná konsorciem CarDia (https://cardia.ikem.cz/en/home ), nabízí příležitost přispět k translačnímu výzkumu s reálným klinickým dopadem.

Garantující pracoviště:	Ústav informatiky a chemie Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Bioinformatika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Ondřej Kuda, Ph.D.

Anotace

Tento doktorský projekt se zaměřuje na pokrok v integraci metabolomiky a lipidomiky za účelem odhalení regulací komplexních biochemických sítí a metabolické dynamiky. Studie využívá nejmodernější techniky zpracování dat, výpočetní nástroje a algoritmy strojového učení k získání užitečných poznatků z rozsáhlých fluxomických datových souborů. Budou vyvinuty pipelines v Pythonu, které standardizují předzpracování dat, extrakci informací o metabolitech a jejich analýzu, a zároveň zahrnují modely strojového učení pro shlukování sítí, klasifikaci a prediktivní modelování metabolických drah. Projekt klade důraz na mezioborové přístupy a spojuje odborné znalosti z biochemie, bioinformatiky a datové vědy s cílem vytvořit robustní nástroje pro pochopení metabolických systémů. Očekává se, že výsledky přispějí k personalizované medicíně, metabolickému inženýrství a systémové biologii a nabídnou vědecké komunitě nové metodiky a softwarové nástroje. Práce bude probíhat v FGÚ AV ČR, kde se nachází servisní laboratoř metabolomiky a proteomiky. Práce je finančně zajištěna materiálně i úvazkem. Předpokladem úspěchu je znalost programovacích jazyků pro práci s daty (Python), základy biochemie (metabolity, dráhy, buněčné kompartmenty) a přehled v oborech omiky.

Laboratoř anorganických materiálů

Garantující pracoviště:	Laboratoř anorganických materiálů
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Richard Pokorný, Ph.D.

Anotace

Hlavním cílem práce je analýza jednoho z kritických procesů při přeměně kmene, a to vývinem a kolapsem primární pěny na rozhraní kmen-tavenina. Primární pěna, která působí jako izolační vrstva zabraňující přenosu tepla do reagujícího kmene, je výsledkem mnoha různých reakcí uvolňujících plyny, které jsou zachyceny ve vrstvě primární taveniny na rozhraní kmene a skla. Bude studována morfologie pěny a chemické reakce uvolňující plyny.

Garantující pracoviště:	Laboratoř anorganických materiálů
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jaroslav Kloužek, CSc.

Anotace

Analýza dějů v průběhu vitrifikačního procesu je prováděna s využitím matematického modelu, jehož vstupní data modelu jsou získávána souborem experimentálních metod zahrnujícím vysokoteplotní sledování tavicích procesů, analýzu uvolněných plynů, termickou analýzu a stanovení oxidačně redukční rovnováhy v taveninách.

Ústav anorganické chemie

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Kateřina Rubešová, Ph.D.

Anotace

Téma práce bude zaměřeno na přípravu, čištění a růst monokrystalů podvojných alkalicko-olovnatých halogenidů, především RbPb₂Cl₅, KPb₂Cl₅, ad. vertikální Bridgmanovou metodou a metodou micro-pulling-down. Cílem je zvýšit koncentraci prvků vzácných zemin, např. Nd, Tb, Dy, etc. (použité jako aktivátor), v matrici a stabilizovat ji, aby bylo možné dosáhnout jejich stimulované emise pro pevnolátkové lasery operující v blízké infračervené oblasti. Z tohoto hlediska budou testovány různá složení včetně přípravy směsných krystalů uvedených sloučeniny. Na připravených monokrystalech budou studovány jejich fyzikální, strukturní, termální, optické a luminiscenční vlastnosti.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie
Studijní program/specializace:	Anorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Zdeněk Sofer, Ph.D.

Anotace

Výzkumná práce je zaměřena na vývoj nových postupů pro transportní růst z par vrstvených dichalkogenidů přechodových kovů se zaměřením na řízení složení a snížení hustoty defektů. Dále se práce zaměřuje na vývoj metod depozice CVD pro heterostrukturní přípravu vrstvených chalkogenidů.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Ondřej Jankovský, Ph.D.

Anotace

V této práci bude připraven a analyzován hořečnatý oxychloridový cement (MOC) a zinečnatý oxychloridový cement (ZOC). Bude studováno jejich chemické a fázové složení a také morfologie. Nízkoteplotní tepelná kapacita čistých fází bude studována systémem měření fyzikálních vlastností (PPMS). Hlavní důraz bude kladen na tepelné vlastnosti mezi pokojovou teplotou a 1000°C, které budou studovány simultánní termickou analýzou kombinovanou s hmotnostní spektroskopií (STA-MS) za různých podmínek. Na základě těchto výsledků bude navržen mechanismus tepelné recyklace, kde lze odpadní oxychloridový cement plně znovu využít v další generaci oxychloridových kompozitů ve stavebnictví.

Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Jan Hynek, Ph.D.

Anotace

Neustále narůstající světová spotřeba energie a s tím spojené problémy v oblasti životního prostředí vede k nutnosti zavedení nových, ekologických zdrojů energie, což zahrnuje širší využití palivových článků a baterií. Důležitou součástí těchto zařízení jsou protonově vodivé membrány oddělující prostor obou elektrodových poloreakcí, avšak umožňující přenos protonů. Prozatím jsou pro tento účel využívány především vodivé polymery, které mají ovšem řadu nedostatků, např. vysokou výrobní cenu, propustnost pro některé druhy paliv či amorfní povahu, která znemožňuje hlubší pochopení mechanismu přenosu protonů. Metal-organické sítě (Metal-Organic Frameworks, MOF) jsou krystalické porézní koordinační polymery sestávající se z metalických center vzájemně propojených dvou- či vícevaznými organickými ligandy. Pravidelná struktura obsahující póry a možnost ladění jejich velikosti, fyzikálních a chemických vlastností činí tyto materiály vhodnými pro přenos protonů v rámci membrán ve vodíkových palivových článcích. Práce je zaměřena na přípravu zirkonočitých MOF obsahujících tetrakis(4-karboxyfenyl)porfyrin a jeho deriváty se snahou maximalizovat jejich protonovou vodivost. Připravované materiály budou odvozeny již známých struktur PCN-222 a MOF-525, které se vyznačují měrným povrchem v rozmezí 2200 – 2600 m2/g, mezoporézním charakterem a v porovnání s ostatními MOF nadprůměrnou chemickou stabilitou. Pomocí metod substituce porfyrinového ligandu a postsyntetických modifikací budou do struktur zavedeny skupiny s funkcí donorů (fosfonáty, fosfináty, sulfonáty) či akceptorů (aminy) protonů. Bude bude studován vliv těchto modifikací na protonovou vodivost výsledných materiálů.

Ústav anorganické technologie

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Martin Paidar, Ph.D.

Anotace

Elektrochemické metody jsou pro svou jednoduchost a vysokou účinnost vhodné pro úpravu procesních vod. Hlavní nevýhodou je zpravidla vyšší cenová náročnost. Elektrochemické metody tak nalézají uplatnění především při úpravě silně zasolených ev. jinak kontaminovaných vod, kde biochemické postupy selhávají. Aplikace jednotlivých metod je třeba optimalizovat s ohledem na konkrétní složení zpracovávaných vod.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Anotace

Získávání vodíku jako alternativního zdroje/nosiče energie je v současné době velmi významným a intenzivně studovaným procesem. Jednou z možností je jeho přímá produkce z vody pomocí slunečního světla. Významným proces je také odstraňování persistentních polutantů ve vodách pomocí pokročilých oxidačních procesů mezi které patří fotoelektrochemická oxidace. Tématem této disertační práce je příprava polovodičových fotoanod a fotokatod (např. WO3, BiVO4, CuO, CuFeO2, atd.) jak pro fotoelektrochemický rozklad vody tak pro fotoelektrochemickou odstraňování persistentních polutantů. Budou použity různé metody přípravy (aerosolová pyrolýza, sprejová pyrolýza,…), řada technik charakterizace (RTG, GDS, UV-VIS, BET, SEM) a stanoveny fotoelektrochemické vlastnosti (potenciál otevřeného obvodu, fotoproud, IPCE). Pozornost bude věnována vlivu složení, krystalické struktury, tloušťky a porosity vrstvy. Nejslibnější fotoanody a fotokatody budou aplikovány v tandemovém solárním fotoelektrochemickém článku a stanovena účinnost jak rozkladu vody tak odstraňování polutantů ve vodě slunečním světlem.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Anotace

Fotoelektrochemický systém zahrnující fotoanodu, fotokatodu, membránu a vhodné ox/red páry umožňuje konverzi sluneční energie na energii chemickou. Tématem této práce je výzkum možných systémů pro konverzi solární energie se zaměřením na vhodné materiály fotoanod a fotokatod a jejich kombinace s vhodnými elektrolyty. Součástí práce bude i příprava vybraných fotoanodových nebo fotokatodových materiálů (např. Fe2O3, ZnO, WO3, BiVO4, CuO, CuFeO2, atd.) a studium jejich chování při dlouhodobé fotoelektrochemické polarizaci. Budou použity různé metody přípravy (aerosolová pyrolýza, sprejová pyrolýza,…), řada technik charakterizace (RTG, GDS, UV-VIS, BET, SEM) a stanoveny fotoelektrochemické vlastnosti (potenciál otevřeného obvodu, fotoproud, IPCE). Pozornost bude věnována vlivu složení, dopace, krystalické struktury, tloušťky a porosity vrstvy.

Garantující pracoviště:	Slovenská technická univerzita v Bratislave Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce , Double Degree )
Školitel:	doc. Ing. Jaromír Hnát, Ph.D. doc. Ing. Matilda Zemanová, PhD.

Anotace

Cílem projektu je vývoj katalyzátoru pro katodický vývoj vodíku v procesu alkalické elektrolýzy vody. Katalyzátor bude připraven s využitím galvanického pokovování vhodného substrátu. Připravovaný katalyzátor bude založen na neplatinových prvcích ze skupiny přechodných kovů s cílem dosažení co nejnižšího přepětí pro požadovanou reakci a vysoké stability za podmínek vylučování vodíku. Toho bude dosaženo optimalizací podmínek přípravy, složení výchozí směsi a typem podkladu pro vyloučenou vrstvu. Projekt se vedle vlastní přípravy vrstvy zaměří rovněž na charakterizaci připravených materiálů z fyzikálně-chemického a elektrochemického hlediska. Vhodný materiál bude použit jako katalytická vrstva na 3D elektrodě a testován za podmínek alkalické elektrolýzy vody.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Vlastimil Fíla

Anotace

V současné době je věnována značná pozornost transformaci metanu popř. nižších uhlovodíků ze zemního plynu a bioplynu na produkty vyšší užitné hodnoty. Jedná se např. o procesy neoxidativní katalytické aromatizace metanu, selektivní oxidace metanu na metanol nebo dimethyl ether, apod. V rámci této práce bude vyvíjen vhodný katalyzátor pro vybraný proces. Bude studován vliv reakčních podmínek, vliv nosiče a procedury tvorby aktivní fáze na dosaženou konverzi methanu, stabilitu katalyzátoru a výtěžky produktů.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jaromír Hnát, Ph.D.

Anotace

Alkalické technologie konverze energie představují jednu z možných cest zvýšení využití instalovaných obnovitelných zdrojů elektrické energie. Výhodou této technologie oproti konkurenčním přístupům je možnost využití neplatinových katalyzátorů. Nevýhodou je nižší dosahovaná intenzita produkce vodíku, či elektrické energie. Tato práce zahrnuje syntézu a optimalizaci nových katalyzátorů, jejich testování standardními technikami, ale také testování za komplexních podmínek v zařízení pro konverzi elektrické energie.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Martin Paidar, Ph.D.

Anotace

Kyslíkem depolarizované elektrody mají zásadní význam v řadě elektrochemických aplikací. Vedle chemické výroby se stále více uplatňují i v energetických systémech, jako jsou palivové články a tzv. dýchací akumulátory. Tématem práce bude vývoj a optimalizace kyslíkových difuzních elektrod s ohledem na vlastnosti celého systému.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Roman Kodým, Ph.D.

Anotace

Matematické modelování představuje výjimečně silný nástroj k hlubšímu pochopení funkce elektrochemických zařízení a k jejich následné optimalizaci. V rámci tohoto tématu se pozornost zaměří na matematický popis transportu elektrického proudu, hmoty, tepla apod. v elektrochemických nebo elektro-membránových systémech (palivové články, PEM elektrolýza, elektrodialýza, vysokoteplotní elektrolýza na pevných oxidech) a vyhodnocení mechanizmu a kinetiky elektrodových reakcí. Budou navrženy a implementovány matematické modely založené na PDE rovnicích pro systémy s praktickým významem.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Vlastimil Fíla

Anotace

Univerzální simulační programy představují vhodný nástroj pro návrh nových a optimalizaci stávajících průmyslových technologií. V rámci této práce budou vyvinuty statické a dynamické modely vybraných pokročilých membránových nebo chemických technologií popř. jejich částí v prostředí univerzálních simulátorů umožňující studovat chování těchto technologií pomocí počítačového experimentu. Součástí práce bude verifikace vyvinutých modelů na základě provozních dat s cílem navrhnout změny (strukturální a parametrické) ve studované technologii sledující zlepšení ekonomických a ekologických ukazatelů.V práci budou využívány převážně univerzální simulační programy firmy Aspen Technology.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Martin Zlámal, Ph.D.

Anotace

Membránové separace nacházejí velmi široké uplatnění především v úpravě vody. Jejich další možnou aplikací je využití v chemickém průmyslu, kde se většinou pracuje s vysokými koncentracemi roztoků. Vyšší koncentrace roztoků však do procesu separace přináší řadu problémů, jako je například zpětná difuze, překročení hranice rozpustnosti či stabilita membrány. Pro aplikaci membránových procesů je tedy nutné tyto jevy a jejich vliv na vlastní proces membránové separace dobře popsat a mít tak možnost predikovat dlouhodobé chování systému.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Anotace

Znečištění vzduchu představuje významný problém, k jehož řešení lze výhodně využít fotokatalytické procesy. Náplní této disertační práce je příprava nových fotokatalyticky aktivních nanostrukturovaných materiálů na bázi TiO2 a stanovení jejich adsorpčních a fotokatalytických vlastností. Nanotrubice oxidu titaničitého připravených anodickou oxidací vykazují oproti planárním vzorkům větší aktivní plochu umožňující efektivnější odstraňování polutantů z plynné fáze. Bude sledován vliv modifikace nanotrubiček TiO2 a provozních parametrů (průtok, vlhkost a intenzita UV) na fotokatalytickou účinnost. Cílem je získat materiál mající vysokou schopnost odbourávat nežádoucí těkavé látky ve vzduchu. Součástí práce bude využití standartních ISO testů pro sledování kinetiky oxidačních reakcí (NOx, VOC) na povrchu připravených fotokatalyzátorů. Významnou částí je charakterizace materiálů/povlaků (RTG, SEM, BET, Ramanova spektroskopie) a dále vývoj/modifikace metod testování fotooxidačních, vlastností připravených materiálů/povlaků pro účely čištění vzduchu.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jaromír Hnát, Ph.D.

Anotace

Polymerní iontově selektivní materiály nacházejí široké uplatnění v celé řadě technologií od ochrany životního prostředí, přes potravinářský průmysl až k průmyslové výrobě základních chemických látek. Zařízení pro konverzi energie představují jedno z nedávných, avšak stále významnějších odvětví, kde se polymerní iontově selektivní materiály mohou s výhodou využívat. Práce je zaměřena na fyzikálně chemickou i elektrochemickou charakterizaci vývojových typů polymerních iontově selektivních elektrolytů.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Vlastimil Fíla

Anotace

Membránová separace plynů představuje jednu z perspektivních a energeticky úspornějších alternativ k některým v současnosti používaným separačním procesům (PSA, TSA apod.) V rámci této práce budou syntetizovány a charakterizovány hybridní membrány polymer-plnivo, které spojují výhody mikroporézních a polymerních membrán. Jako plniva bude využíváno mikroporézních materiálů na bázi ZIF-8, silikalitu-1, ETS, FAU, TS-1, AFX, MOF, které budou kombinovány s polymery na bázi polyimidů. Základním problémem při přípravě těchto materialů je zajištění mezifázové adheze plniva a matrice, neboť nedostatečná adheze snižuje pevnost a selektivitu membrány. Cílem práce je studium možností modifikace mirkoporézní fáze a polymeru tak, aby bylo dosaženo vysoké adheze polymer-plnivo. U připravených membrán bude studován vliv těchto modifikací na jejich separační vlastnosti v soustavách vybraných uhlovodíků, CO₂ a H₂.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Anotace

Hlavní náplní práce je příprava fotokatalyticky aktivních povlaků/ nátěrů na bázi TiO₂ a ZnO aplikací různých metod na vhodných podkladech (např. keramika, sklo, kovy, omítky, betonové stěrky). Významnou částí je charakterizace filmů (RTG, SEM, Ramanova spektroskopie) a vývoj metod umožňujících testování fotooxidačních, hydrofilních a antibakteriálních vlastností připravených vrstev. Studovanými parametry budou především metoda nanášení prekurzoru (ponoření, stříkání), dále vliv pojiva a substrátu.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Tomáš Bystroň, Ph.D.

Anotace

Elektrolýza vody představuje nedílnou součást vodíkové ekonomiky jako přístupu k budoucímu zabezpečení lidské společnosti elektrickou energií. Stávající průmyslově využívané technologie však trpí zásadními nedostatky. Zejména pak relativně nízkou energetickou účinností a omezenou flexibilitou. Proto je tomuto problému v současnosti věnována široká pozornost celé řady pracovišť. Mezi hlavní studované problémy patří kinetika elektrodových dějů, absence vhodných elektolytů a omezená korozní stabilita konstrukčních materiálů či recyklace drahých kovů. Významný problém představuje rovněž celkové uspořádání procesu.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Anotace

Tenké filmy polovodičů na bázi oxidů kovů (např. WO₃, Fe₂O₃, Fe₂TiO₅....) lze využít pro řadu fotoelektrochemických a sensorických aplikací. Na základě literární rešerše budou připraveny vybrané vrstvy polovodičů na bázi oxidů kovů a charakterizovány jejich materiálové (XRD, AFM, SEM), fotoelektrochemické (fotoproud, účinnost převodu fotonů na elektrony) a sensorické vlastnosti (měrný odpor). Optimalizované vrstvy budou využity jako sensory prto detekci látek plynných látek jako např. vodík, NO, NO2, acetaldehyd atd.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Vlastimil Fíla

Anotace

V současné době je věnována značná pozornost transformaci oxidu uhličitého na produkty vyšší užitné hodnoty jako methan, lehké uhlovodíky, methanol a další. Jedná se např. o procesy methanizace, aromatizace, disproporcionace. Současně se hledají nové způsoby dodaní energie k aktivaci vazby C=O. V rámci této práce bude vyvíjen vhodný katalyzátor pro vybraný proces. Bude studován vliv reakčních podmínek, vliv nosiče a procedury tvorby aktivní fáze na dosaženou konverzi CO2, stabilitu katalyzátoru a výtěžky produktů. Bude studován i vliv struktury katalyzátoru na jeho aktivitu.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Martin Paidar, Ph.D.

Anotace

Vysokoteplotní elektrolýza vody představuje moderní, vysoce perspektivní proces úzce spojený s problematikou optimalizace provozního režimu jednotek produkce elektrické energie, které jsou v současnosti využívány k regulaci zátěže distribuční sítě. Tato regulace je nezbytná vzhledem k narůstajícímu podílu nestabilních obnovitelných zdrojů připojitelných do distribuční sítě.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Tomáš Bystroň, Ph.D.

Anotace

Pozornost celé řady světových pracovišť zabývajících se problematikou palivových článků typu PEM se snaží vyřešit problém zvýšení jejich provozní teploty na hodnotu vyšší než 100 °C. Veškeré dosud prakticky používané systémy jsou založeny na bazickém polymerním elektrolytu impregnovaném přebytkem kyseliny fosforečné. Jako katalytická vrstva pak slouží struktury založené na polymerem vázaných Pt částicích fixovaných na uhlíkovém nosiči. Zásadní nevýhodu tohoto uspořádání představuje uvolňování kyseliny fosforečné do katalytické vrstvy a její vysoká korozní agresivita za používaných provozních teplot. Vyřešení tohoto problému, stejně jako bližší pochopení degradačních dějů za zvýšených teplot, představují zásadní výzkumné cíle nezbytné pro další rozvoj a širší aplikaci těchto systémů.

Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v. v. i.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Jan Mrázek, Ph.D.

Anotace

Aktivní optická vlákna jsou klíčovou součástkou vláknové lasery a distribuované luminiscenční senzory. S jejich rostoucím výkonem a jejich využití v extrémeních podmínkách, včetně jaderných reaktorů, vyžaduje nové materiály se zvýšenou luminiscenční účinností a teplotní stabilitou. Nanokrystalické materiály dopované prvky vzácných zemin jsou vhodnou alternativou k tradičním sklům a monokrystalům. Práce bude zaměřena na přípravu a charakterizaci transparentních nanokrystalických materiálů vycházejících ze systému Y2O3-Al2O3-SiO2 dopovaného prvky vzácných zemin. Bude studován vliv složení a podmínek přípravy na reakční a růstové mechanismy vzniku nanokrystalů rovnoměrně distribuovaných v amorfní matrici. Složení studovaného systému bude modifikováno za účelem snížení fononové energie nanokrystalů a zvýšení luminiscenční účinnosti v infračervené oblasti a pro konverzi vysokoenergetického záření. Bude vypracován teoretický model přenosu energie v iontech vzácných zemin a výsledky budou porovnány s experimentálními výsledky luminiscenčních měřeních. Vybrané materiály budou využity pro přípravu aktivních optických vláken, které budou využity pro přípravu vláknových laserů a distribuovaných scintilátorů.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické chemie Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Dr.Ing. Ivan Kašík

Anotace

Vláknové lasery jsou předmětem intenzivního výzkumu díky své vysoké účinnosti, kvalitnímu výstupnímu svazku, vysokému průměrnému výkonu a dalším výhodám, ze kterých profituje stále rostoucí okruh aplikací. Jejich srdcem jsou křemenná optická vlákna dopovaná ionty prvků vzácných zemin. Pro jejich využívání jsou důležité znalosti o stabilitě jejich optických vlastností. V rámci práce bude pozornost zaměřena na výzkum skelných materiálů o různých matricích dopovaných thuliem emitujících v oblasti okolo 2 um. Bude studována sklotvornost systémů, jejich index lomu, spektroskopické a mechanické vlastnosti. Nové poznatky vedoucí k výběru vhodného materiálového složení a metod jeho přípravy v podobě optických vláken budou následně ověřovány ve vláknových laserech.

Ústav chemické technologie restaurování památek

Garantující pracoviště:	Ústav chemické technologie restaurování památek
Studijní program/specializace:	Konzervační vědy v péči o hmotné kulturní dědictví ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Vítězslav Knotek, Ph.D.

Anotace

Kinematografické filmy vyrobené na podložce z triacetátu celulózy tvoří značnou část fondů filmových archivů. Filmy vyrobené v období přibližně od 50. do 80. let 20. století obsahují zvukovou stopu ve formě magnetického pásu. Podložka z triacetátu celulózy je náchylná k degradaci projevující se smrštěním, kroucením a křehnutím. Tyto rozměrové změny mohou vést k chybám při přehrávání magnetické zvukové stopy a obtížné digitalizaci. Práce se bude zabývat studiem degradačních procesů filmové podložky z triacetátu celulózy a jejich vliv na magnetickou zvukovou stopu. Jedním z cílů bude vyvinutí metod k dočasnému odstranění projevů degradace podložky a zjištění vlivu na zvukovou stopu. Zároveň bude zkoumán možný katalytický vliv přítomnosti magnetické zvukové stopy na degradaci podložky.

Garantující pracoviště:	Ústav chemické technologie restaurování památek
Studijní program/specializace:	Konzervační vědy v péči o hmotné kulturní dědictví ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Irena Kučerová, Ph.D.

Anotace

Polychromní barevná úprava sochařských děl byla historicky nedílnou součástí prezentace uměleckého díla. Základem práce bude studium barevné vrstvy, konkrétně leštěných nábrusů reálných vzorků polychromie, s důrazem na identifikaci použitých pigmentů a pojiv (VID a UV optická mikroskopie, SEM EDS, FTIR, …) a z toho plynoucí použití konkrétních výtvarných technologií. Studium se bude zabývat obdobím gotického a barokního umění v českých zemích. Práce se zaměří na popis historického vývoje polychromní vrstvy, a to v kontextu s materiálovou podstatou sochařského díla (kámen, dřevo, …) a jeho původním umístněním. Bude tedy studováno, existuje-li odlišnost ve výstavbě polychromní vrstvy určené pro prezentaci v interiéru či exteriéru, včetně možných odlišností v závislosti na použití konkrétního sochařského materiálu, např. v případě kamenného materiálu, je-li uplatňována stejná výstavba barevné vrstvy bez rozdílu na použití v Čechách běžných materiálů jakými jsou pískovec, opuka či vápenec. Získané poznatky budou diskutovány v rámci evropského kontextu.

Garantující pracoviště:	Ústav chemické technologie restaurování památek
Studijní program/specializace:	Konzervační vědy v péči o hmotné kulturní dědictví ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Dr. Ing. Michal Ďurovič

Anotace

Samotný proces diazotypie je známý od 80. let 19. století, jeho použití pro rozmnožování technických výkresů je zaznamenáno od počátku 20. let 20. století. Diazotypy nejsou stabilní materiály a vykazují vysokou citlivosti na okolní prostředí. Výsledkem degradace azobarviva na povrchu diazotypu je ztráta barvy hlavně v průběhu fotolýzy, fotooxidace a oxidace. Rychlost těchto procesů závisí na koncentraci kyslíku a škodlivých plynných polutantů v atmosféře, na teplotě, vlhkosti a na působení světla, ale také na kvalitě samotné papírové podložky. To se projevuje třemi způsoby: ztmavnutím pozadí, barevnou změnou azobarviva a zvýšenou křehkostí podložky. Cílem práce bude jednak laboratorní příprava různých typů diazotypických záznamů a následné studium vlivu vybraných degradačních faktorů na jejich stabilitu. Výsledky laboratorních testů budou porovnávány s archivními originály. Zvláštní pozornost bude také věnována studiu vlivu kvality použité papírové podložky a její případné odkyselování na stabilitu diazotypického záznamu.

Garantující pracoviště:	Ústav chemické technologie restaurování památek
Studijní program/specializace:	Konzervační vědy v péči o hmotné kulturní dědictví ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Klára Drábková, Ph.D.

Anotace

Garantující pracoviště:	Ústav chemické technologie restaurování památek
Studijní program/specializace:	Konzervační vědy v péči o hmotné kulturní dědictví ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Dr. Ing. Michal Ďurovič

Anotace

Instrumentální analytické a zobrazovací metody založených na interakci rentgenového záření s materiály jsou považovány za neinvazivní, tedy bez negativního dopadu na vlastnosti zkoumaných materiálů. Některé současné sofistikované rentgenové techniky poskytující přesnější informace o složení a struktuře předmětů vyžadují často i výrazně větší dávky ozáření např. mikro-analýz s fokusem RTG-záření do malého objemu na povrchu předmětu; analýzy v rentgenových svazcích synchrotronových zdrojů; výpočetní tomografie. Cílem bude studium nežádoucích radiačních a post radiačních efektů u vybraných organických materiálů se složitějšími molekulami, které mohou být poškozeny působením vzniklých radikálů (např. různé druhy papíru, textilu, kolagenové materiály, proteinová pojiva, případně arylmetanová barviva).

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.

Garantující pracoviště:	Ústav anorganické technologie Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Magdalena Caklová, Ph.D.

Anotace

S rostoucí spotřebou léčivých přípravků se zvyšuje také kontaminace odpadních vod farmaceutickými látkami. Většina standardních systémů čištění odpadních vod nedokáže tyto mikropolutanty efektivně odstranit, což vede k jejich uvolňování a kumulaci v životním prostředí. Vzniká tak potenciální riziko nejen pro vodní ekosystémy, ale i pro zdroje pitné vody. Nalezení účinné a ekologické technologie vhodné pro odbourávání těchto kontaminantů se stává nutností. Cílem této práce bude příprava, charakterizace a testování nových fotokatalyticky aktivních kompozitů na bázi grafitického uhlíku a oxidu titaničitého. Fotokatalytické vlastnosti připravených materiálů budou ověřeny při degradaci vybraných polutantů jak z modelových, tak reálných odpadních vod. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) chemického nebo environmentálního zaměření; • systematický a kreativní přístup k práci; • svědomitý a proaktivní přístup, analytické myšlení; • samostatnost i schopnost týmové práce.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Pavel Topka, Ph.D.

Anotace

Těkavé organické látky (VOC) jsou jedním z hlavních přispěvatelů ke znečištění ovzduší. Jsou prekurzory fotochemického smogu (přízemní ozon) a velmi účinné skleníkové plyny (až 11krát účinnější ve srovnání s CO2). Kromě toho jsou škodlivé nejen pro životní prostředí, ale i pro lidské zdraví (toxické, zapáchající, mutagenní a karcinogenní). Proto jsou celosvětově zaváděny stále přísnější předpisy s cílem snížit emise VOC do atmosféry. VOC jsou emitovány z tisíců různých zdrojů, jako jsou chemické závody, ropné rafinerie, elektrárny, průmysl nátěrových hmot, čerpací stanice, čistírny atd. V průmyslu jsou staré spalovací jednotky vybavovány technologií katalytické oxidace, což je ekologická a nákladově efektivní metoda pro snížení emisí VOC. Cílem práce je vývoj nových katalyzátorů pro oxidaci VOC. Aktivita a selektivita připravených katalyzátorů v oxidaci modelových VOC bude korelována s jejich fyzikálně-chemickými vlastnostmi a budou identifikovány faktory klíčové pro jejich účinnost. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v chemickém inženýrství, fyzikální chemii, organické technologii, chemické fyzice nebo podobném oboru; • ochota experimentovat a učit se nové věci, schopnost týmové práce.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Tomáš Strašák, Ph.D.

Anotace

Tématem projektu bude aplikace principů modulární syntézy při přípravě nových dendritických materiálů s vlastnostmi vhodnými pro medicínské uplatnění, a to především v oblasti regenerativní medicíny. V první fázi bude připravena knihovna karbosilanových stavebních bloků (dendronů) s využitím křemíku jako větvícího prvku a s vhodnou periferní funkcionalizací (sacharidové ligandy, kationtové skupiny, PEGylové řetězce apod.). Dále budou tyto komponenty sloužit ke konstrukci multifunkčních makromolekulárních systémů s přesně definovanou dendritickou strukturou. Součástí práce bude využití připravených produktů pro enkapsulaci nízkomolekulárních léčiv, komplexaci terapeuticky aktivních proteinů a růstových faktorů a fyzikálně-chemická charakterizace těchto systémů. Důraz bude kladen na vhodné farmakokinetické a cytotoxické vlastnosti. Práce bude součástí výzkumu podpořeného v rámci projektu OP JAK. V aplikačním uplatnění připravených materiálů bude student úzce spolupracovat s externími pracovišti v rámci projektu. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v organické chemii, organické technologii; • ochota experimentovat a učit se nové věci; • schopnost týmové práce.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Karel Soukup, Ph.D.

Anotace

Hlavním cílem navrhovaného projektu je vyhodnocení významu specifických vlastností nových polymerních nanovlákenných útvarů připravených technikou elektrostatického zvlákňování pro jejich využití jako účinných nosičů katalyticky aktivních složek. Další oblasti zkoumání, na které se zaměřuje tento projekt, budou zahrnovat optimalizaci procesních parametrů elektrostatického zvlákňování vzhledem k vlastnostem připravovaných nosičů, nanášení katalyticky aktivních center nebo jejich prekurzorů a hodnocení vlivu mikrostruktury nosičů na fenomenologickou kinetiku modelových reakcí. Modelové reakce budou zahrnovat jak reakce v plynné fázi (úplná oxidace těkavých organických látek), tak reakce v kapalné fázi (selektivní hydrogenace nenasycených karbonylových sloučenin). Kromě toho bude také zkoumán vliv možných rozdílů mezi povrchem polymerní hmoty nanovláken a konvenčních katalyzátorových nosičů na katalytické vlastnosti. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru chemické technologie, chemické inženýrství nebo chemie materiálů; • systematický a kreativní přístup k práci; • ochota experimentovat a učit se nové věci.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Jindřich Karban, Ph.D.

Anotace

Galektiny jsou podskupinou lektinů (proteiny vážící sacharidy, odlišné od enzymů a protilátek) vyznačující se afinitou k některým galaktosidům a sekvenční homologií. Nekovalentní interakce oligosacharidů s galektiny se podílejí na mnoha základních biologických procesech. Inhibice těchto interakcí syntetickými analogy sacharidových ligandů (glykomimetiky) má zásadní význam jak při studiu galektinů, tak i ve vývoji nových léčiv. Hlavním cílem tohoto projektu doktorského studia je syntéza a evaluace hybridních glykomimetických inhibitorů galektinů založených na kombinaci sacharidových a organometalických strukturních motivů. Zavedením organometalické komponenty do molekuly glykomimetického inhibitoru lze nejen dosáhnout vyšší afinity a selektivity inhibice, nýbrž i usnadnit studium interakce s galektiny pomocí elektrochemických metod. Přítomnost přechodného kovu v molekule inhibitoru také rozšiřuje možnosti jeho detekce v buňkách a tkáních. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru chemie. • Ochota osvojit si a aplikovat pokročilé postupy organické syntézy.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Jindřich Karban, Ph.D.

Anotace

Galektiny jsou podskupina lektinů (proteinů vážící sacharidy, odlišných od enzymů a protilátek) vyznačující se afinitou k některým galaktosidům a sekvenční homologií. Tzv. tandemové galektiny obsahují ve své molekule dvě příbuzné, ale neidentické vazebné domény s částečně odlišnými substrátovými preferencemi. Jejich inhibice syntetickými analogy sacharidů (glykomimetiky) má zásadní význam jak pro základní výzkum, tak i ve vývoji nových léčiv. Navázáním specifických monovalentních inhibitorů jednotlivých vazebných domén na vhodný nosič vznikne multivalentní inhibitor, kterým lze při vhodné topologii inhibovat obě domény kompletního tandemového galektinu současně a s vysokou efektivitou. Hlavním cílem tohoto projektu doktorského studia je syntéza a evaluace glykomimetických inhibitorů jednotlivých domén a ověření hypotézy, že vhodným prostorovým uspořádáním těchto inhibitorů na nosiči lze připravit vysoce účinné inhibitory tandemových galektinů díky multivalentnímu efektu. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru chemie. • Ochota osvojit si a aplikovat pokročilé postupy organické syntézy.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Jindřich Karban, Ph.D.

Anotace

Důležitým aspektem při navrhování léčiv a materiálů na bázi sacharidů je jejich konformační chování, které je zčásti podmíněno přítomností intramolekulárních vodíkových vazeb. K dosažení požadovaných vlastností těchto látek se používá regio- a stereoselektivní zavedení fluoru. Dosud však nebyl zkoumán vliv fluoru na intramolekulární vodíkové vazby v oligosacharidech tvořené funkčními skupinami vicinálními k fluoru. Cílem tohoto projektu doktorského studia je prozkoumat tento vliv a objasnit konformaci vybraných fluorovaných oligosacharidů. Budou syntetizovány fluorované disacharidy odvozené od N-acetyllaktosaminu a fluorované trisacharidy odvozené od Lewisova antigenu X (LewisX), které budou použity ke studiu intramolekulárních vodíkových vazeb včetně nekonvenční vodíkové vazby stabilizující LewisX. Kombinace výpočetních přístupů a NMR experimentů bude použita k objasnění konformačních stavů a k detekci a vyhodnocení intramolekulárních vodíkových vazeb. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru chemie. • Ochota osvojit si pokročilé postupy organické syntézy a strukturní analýzy

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Dr. Ing. Vladimír Církva

Anotace

Mnoho syntetických strategií se snaží měnit tvar a velikost π konjugovaného systému aromatických sloučenin a tím optimalizovat jejich vlastnosti. V poslední době se do popředí dostává alternativní přístup, kdy se do aromatického skeletu začlení heteroatom (fosfor), jehož specifické vlastnosti (chirální centrum na fosforu, snadná změna oxidačního stavu, možnost derivatizace) pak výrazně ovlivňují chování celého systému. Tento projekt se zabývá vývojem jednoduché a efektivní přípravy, která zavádí do aromatických struktur fosforové hexacykly. Snahou je tento přístup aplikovat při syntéze polyaromatických látek jako jsou fenaceny, heliceny či nanografeny obsahující atomy fosforu. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v organické chemii, • experimentální zručnost a praktická znalost organické syntézy, • schopnost týmové práce, • pracovní poměr na ÚCHP.

Ústav chemie pevných látek

Garantující pracoviště:	Ústav chemie pevných látek
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Barbora Doušová, CSc.

Anotace

Biochar je přírodní materiál schopný absorbovat a zadržovat ve srovnání s půdami a sedimenty velké množství vody, ale také adsorbovat např. toxické prvky samostatně nebo v kombinaci s jiným odpadním materiálem, např. popílkem. Smísení biocharu s vybranými půdními profily formou řízeného přídavku může ovlivnit vysychání půd, které se stává vzhledem ke stále častěji se vyskytujícím "suchým obdobím", a celkově nižším srážkovým úhrnům zásadním ekologickým problémem. Zároveň dochází i ke zlepšení kvality půdy díky záchytu kontaminantů. Metoda přídavku materiálu s vysokou nasákavostí do ekosystému může významně přispět k lepšímu hospodaření s vodou, vyrovnání vodního cyklu a zkvalitnění kontaminované půdy.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie pevných látek
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Jan Čejka, Ph.D.

Anotace

Vícekomponentní krystaly API (např. soli, solváty nebo kokrystaly) mají velký potenciál co se týče úpravy farmakokinetického profilu, stability API atd. Způsob zabudování rozpouštědla, iontu nebo koformeru do struktury farmaceutické látky může výrazně ovlivnit její aplikační vlastnosti. Cílem práce je příprava monokrystalů solí, solvátů, kokrystalů a solvatomorfů vybraných látek, určení případných polymorfních přeměn v závislosti na teplotě, jejich charakterizace řadou analytických metod s důrazem rtg-strukturní analýzu a následné srovnání a korelace strukturních parametrů, definování prostoru, který nový komponent ve struktuře zaujímá.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie pevných látek
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Jan Čejka, Ph.D.

Anotace

Téma práce bude zaměřeno na přípravu a růst krystalů těkavých a sublimujících organických sloučenin, především aktivních farmaceutických látek (polymorfů, solvátů, solí a kokrystalů) z plynné fáze a z roztoku s cílem připravit jejich objemové krystaly. Těžištěm práce bude navržení aparatury a optimalizace růstu krystalů modelových organických sloučenin depozicí z plynné fáze použitím horizontální dvousekční odporové pece s oddělenou regulací teploty. Tato metoda je založena na převedení (sublimaci) výchozí suroviny do plynné fáze v zásobní části růstového systému a jeho následné krystalizaci (desublimaci) v nejchladnějším místě druhé krystalizační části systému. Nastavením vhodného teplotního režimu v obou sekcích pece je regulována rychlost růstu vznikajícího krystalu. Nedílnou součástí práce bude (i) návrh krystalizační nádoby složené ze dvou částí – zásobní a krystalizační, (ii) optimalizace růstových podmínek (teplotní gradient v peci, teplotní režimy), a (iii) charakterizace připravených krystalů z hlediska jejich fyzikálních, strukturních a optických vlastností. Další část práce bude zaměřena na přípravu krystalů modelových organických sloučenin z roztoku a studium vlivu různých rozpouštědel na průběh krystalizace a výslednou kvalitu krystalů. Výsledné charakterizace krystalů získaných různými postupy budou porovnány.

Ústav informatiky a chemie

Garantující pracoviště:	Ústav informatiky a chemie
Studijní program/specializace:	Bioinformatika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Martin Šícho, Ph.D.

Anotace

Díky pokročilým technikám strojového učení se predikce proteinové struktury nedávno stala rychle se rozvíjejícím oborem výpočetní biologie s obrovským potenciálem umožňujícím nové poznatky o molekulárních funkcích a usnadnit vývoj léčiv. Nedávné pokroky, jako jsou AlphaFold, Boltz, Chai, ESMFold, OpenFold nebo RoseTTAFold, obohatili toto pole tím, že dosáhly bezprecedentní přesnosti při predikci 3D struktur proteinů založených výhradně na sekvencích aminokyselin. Nicméně přetrvávají omezení, jako je zpracování intrinsicky neuspořádaných oblastí, účinky mutací a modelování ligandem vázaných stavů. Tento projekt PhD si klade za cíl využít modely predikce proteinové struktury k řešení klíčových biologických otázek, zejména v charakterizaci nemocí a identifikaci cílů pro potenciální léčiva. Prozkoumá nové hypotézy pro pochopení mechanismů onemocnění a identifikaci terapeutických cílů. Dále bude výzkum hodnotit nové techniky objasnění proteinové struktury pro virtuální screening a predikci afinity biologicky aktivních ligandů, především s důrazem na jejich potenciál v návrhu léčiv založeném na proteinové struktuře. Projekt se také zaměří na hodnocení a zlepšení současných modelů tím, že identifikuje a navrhne řešení omezení v případě konformační flexibility nebo účinků mutací.

Garantující pracoviště:	Ústav informatiky a chemie
Studijní program/specializace:	Bioinformatika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Jan Pačes, Ph.D.

Anotace

Biotelemetrie je moderní a efektivní metoda monitoringu rybích populací, jejíž hlavní výhodou je možnost získávání cenných dat o pohybu a chování ryb bez nutnosti jejich opětovného odlovu na konci měření. Tato metoda umožňuje sledovat dlouhodobé změny v populaci, avšak časové řady získané tímto způsobem často obsahují mezery způsobené omezenou dostupností signálu nebo jinými environmentálními faktory. Cílem této studie bude navrhnout a implementovat vhodné extrapolační metody založené na Markovovských procesech, které umožní doplnění chybějících dat a zajištění robustnější analýzy. Důležitou součástí bude také identifikace nepozorovaných stavů rybí populace pomocí skrytých Markovovských modelů (HMM), což umožní lépe pochopit dynamiku populace i v situacích, kdy přímé pozorování není možné. Záměrem této studie je přispět k lepšímu pochopení ekologických procesů ovlivňujících rybí populace a zároveň poskytnout užitečné nástroje pro optimalizaci chovných metod a efektivní řízení rybářského hospodaření.

Ústav inženýrství pevných látek

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Ondřej Kvítek, Ph.D.

Anotace

Hydrogel CMC bude připravován za použití různých síťovacích činidel – kyselina citronová, FeCl₃, AlCl₃. Antibakteriální látky budou vloženy do reakční směsi hydrogelu, nebo následně absorbovány a sušením budou vytvořeny pevné vzorky. Tyto pevné vzorky pak budou využívat pomalého vymývání, či rozpouštění derivátů celulózy k řízenému uvolňování antibakteriálních látek, kdy lze pomocí parametrů připravených materiálů kontrolovat jejich koncentraci v ideálním rozmezí. Vlastnosti připravených pevných vzorků budou studovány metodami UV-Vis spektroskopie, IR spektroskopie, konfokální laserové skenovací mikroskopie, gravimetrie a goniometrie. Na pevných vzorcích budou provedeny antibakteriální zkoušky ve spolupráci s ústavem biochemie a mikrobiologie.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc.

Anotace

Chiralita je základní vlastností přírody. V oblasti medicíny je klíčovým rysem chirality různá biochemická aktivita opačných organických enantiomerů. V poslední době chiralita se promital i do světa nanomateriálů– byly syntetizovány první nanomateriály, které v sobě zahrnují chiralitu v rámci jednotlivých jednotek/nanočástic (podobně jako organické enantiomery). Biologická a biochemická aktivita těchto materiálů se teprve začíná zkoumat. V tomto světle je klíčová otázka, zda se situace s různou aktivitou a vlastnostmi jednotlivých organických molekul bude se opakovat v případě jejich větších analogů – chirálních nanomateriálů. Cílem této práce je najít odpověď na tuto velmi zajímavou otázku. Během realizaci práce bude připravena řada chirálních nanomateriálů a bude studována jejich aktivita a potenciál pro interakci s buňkami a bakteriemi.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc.

Anotace

V současnosti kolem 80 % bakteriálních onemocnění pochází od biofilmů. Biofilm představuje bakteriální kolonii, která je ukotvená na povrchu a natočena specifickou “zdí”, díky čemuž je schopna se bránit běžné antimikrobiální léčbě. Další nebezpečné jevy probíhající v biofilmu souvisí s bakteriálním quorum-efektem a velkým rizikem vývoje rezistence vůči antibiotikům. Proto prevence tvorby a ničení biofilmů představuje jednu z klíčových otázek v oblasti materiálů pro medicínu. Tradiční způsoby jako je inkorporace antimikrobiálních látek nejenže často selhávají, ale mohou vést i k řadě nežádoucích efektů, jako je nárůst výše zmíněné resistivity vůči antibiotikům nebo dalším antimikrobiálním látkám. V této práci bude realizován nový způsob obrany medicinských povrchů proti biofilmům – použití povlaků na bázi smart materiálů. Díky svému složení tyto povrchy zaručí dvojitou obranu – prevence před bakteriální kolonizaci a současně jsou schopny uvolňovat antimikrobiální sloučeniny.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc.

Anotace

Adheze a růst lidských buněk na povrchu materiálů pro medicínské aplikace (kožní a kostní implantáty, implanty chlopní a náhrady cév) je složitý proces, který probíhá v několika postupných fázích. Z hlediska realizace jednotlivých stupňů musí mít materiál často různé a někdy i zcela odlišné vlastnosti (např. lokální mechanické nebo chemické „pnuti“ je vhodné pro adhezi buněk a absence takového pnutí je významná pro jejich proliferaci). Takové „opačné“ vlastnosti je obtížné dosáhnout v rámci jednotlivých materiálů. Lze je úspěšně implementovat v případě chytrých, přepínatelných materiálů. Hlavní myšlenkou tohoto projektu je vytvoření chytrých materiálů pro medicinské aplikace. Takové materiály mohou postupně měnit své vlastnosti v průběhu času, např. mají lokální stresová centra pro buněčnou adhezi a imobilizaci a poté mění svou strukturu, aby podporovaly buněčnou proliferaci. Realizace této práce umožní zavést nové principy a přístupy v oblasti materiálů pro medicinské použiti a regenerativní medicínu a také výrazně zlepšit úroveň zdravotnické péče.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Petr Slepička, Ph.D.

Anotace

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

Metanol a čpavek jsou v současnosti považovány za paliva budoucnosti. Jejich použití úzce souvisí s vývojem palivových článků, u kterých je nutné provádět „studenou“ oxidaci metanolu a čpavku s maximální energetickou účinností. V současné době je však takový proces téměř nemožné realizovat pomocí „klasických“ a běžné dostupných materiálů a katalyzátorů. V této práci bude navřena příprava a testovaní mono-atomových katalyzátorů, tzn. atomárních redox-aktivních center zabudovaných do 2D materiálů nebo 3D struktur s velkým měrným povrchem. Příprava jednoatomových katalyzátorů bude prováděna řadou inovativních technik, které využívají elektrochemické postupy nebo depozici z plynné faze a nebo i kombinaci těchto metod. Takové katalyzátory by měly poskytovat vysoce účinnou oxidaci metanolu nebo čpavku při pokojových teplotách a atmosférickém tlaku, což potenciálně umožní učinit další krok ve vývoji energetiky budoucnosti a tak zajistit udržitelnou budoucnost.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

V současnosti využití a konverzi CO2 lze považovat za extremně důležitou otázku. Dostupné metody zachycování a konverze CO2 (tj. příprava monomerů/polymerů nebo methanolu z CO2) vyžadují velmi náročné experimentální podmínky a jsou extrémně náročné z hlediska energetické spotřeby. Navrhovaná práce se zaměří na vytvoření nové generace materiálů, které budou schopny zajistit konverzi CO2 s použitím světelných zdrojů energie (ideálně - slunečního světla). V podstatě budou řešeny dvě klíčové otázky: zachycení a využití CO2 ze vzduchu (na rozdíl od běžných metod předchozí separace CO2) a implementace obnovitelných zdrojů energie (sluneční světlo) pro konverzi CO2 např. na monomery nebo methanol.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Petr Slepička, Ph.D.

Anotace

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

Základem moderní energetiky a mnoha elektronických zařízení (od mobilních telefonů až po elektromobily) jsou jejich baterie. Bohužel většina moderních baterií pracuje na principu redukce/oxidace lithia. Získávání lithia je však technologicky složitý a ekologicky velmi problematický proces, který kompletně niveluje současné trendy v zavádění „zelené“ energie. K omezeni použití lithia v je nutné vyvinout nové materiály, které poskytují efektivní skladovaní energie pomocí alternativních kovů, jako je např. hořčík nebo zinek. Cílem této práce je nalézt podobné materiály pro konstrukci elektrod v hořčíkových nebo zinkových bateriích. Jako výchozí bod využijeme řadu našich dosavadních výsledků, spočívajících ve vytváření rozvětvených uhlikovych nanostruktur nebo 2D materiálu dopovaných redox-aktivními atomy, které dokážou efektivně zajistit oxidaci a redukci hořčíku a zinku (stejně jako průběh podpůrných elektrochemických procesů.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Jakub Siegel, Ph.D.

Anotace

Vědecký úkol zaměřený na optimalizaci ukotvení kovových nanočástic na polymerních nosičích pro přípravu nové generace antimikrobiálních povrchů. K imobilizaci nanočástic budou využity fyzikální metody založené na interakci částic s laserovým zářením. Antibakteriální účinky a biokompatibilita vyvinutých povrchů budou vyhodnoceny ve spolupráci s Ústavem biochemie a mikrobiologie VŠCHT Praha a Fyziologickým ústavem AV ČR.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc.

Anotace

Čpavek je nezbytnou součásti výroby hnojiv a taky je povazován za účinný prostředek přenosu energie. Ovšem současna výroba čpavku je velmi náročná z hlediska energetické spotřeby a taky je založena z velké míry na použiti fosilních paliv, tzn. neobnovitelných materiálových zdrojů. Proto se hledají alternativní moznosti přípravy čpavku z běžných materiálových zdrojů jako jsou atmosféricky dusík a voda. Ideálně tato příprava by mela byt méně energeticky náročná než konvenční. Tato práce je zaměřena na studium a inovativních hybridních materiálů schopných aktivovat dusík a zajistit jeho chemické proměny na čpavek. Jedna se o výzkum v oblasti elektrochemicky nebo foto-elektrochemicky aktivních materiálu, mezi kterými patří cela rada sloučenin na bázi boridu, sulfidu, kovových slitin a tak dále. Hlavním cílem práci bude vyvinout katalyzátor, v respektive radu katalyzátorů, které zaručí moznost dosáhnout vysoké Faradayové a kvantové účinnosti v reakci aktivaci dusíku a výroby čpavku.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

Potřeba ochrany životního prostředí a vývoje udržitelných zdrojů energie vede k vývoji energetiky založené na „vodíku“, která poskytuje z ekologického hlediska ideální „materiálový cyklus“. Jedna důležitá otázka v této oblasti však dosud zůstává nevyřešená – příprava/výroba levného a „zeleného“ vodíku. Běžné metody, kdy se vodík vyrábí z ropy, nelze považovat za optimální. Proto v poslední době byla velká pozornost zaměřena na tzv. „zelený“ vodík, tj. vodík vyrobený z vody elektrolýzou. „Běžnou elektrolýzu“ však také nelze považovat za perfektní metodu z hlediska energetické náročnosti. Navrhovaná práce bude zaměřena na využití především světlem řízeného štěpení vody s minimálním zapojenim jiných zdrojů energie. Bude vyvinuta a použita nová generace materiálů, které jsou schopny účinné absorbovat celé spektrum slunečného záření a iniciovat fotolýzu vody při osvícení.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc.

Anotace

Práce je zaměřena na vývoj nových materiálů zaměřených na řešení klíčových problémů v oblasti dělení vody. Zejména mluvíme o štěpení mořské vody, elektrolýze při vysokých proudových hustotách, přímém či nepřímém zapojení sluneční energie. Jako materiály bude studována celá řada nových sloučenin, jako jsou vysoko entropické kompozity, mono-atomické katalyzátory, stabilizované klastry atd.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc.

Anotace

Vývoj společnosti vede k odchodu od nenahraditelných zdrojů energie a přechodu k obnovitelným alternativám. Vzhledem k tomu, že obnovitelná energie obvykle prochází fází „konzervace“ ve formě elektřiny, vyvstává otázka, jak elektřinu skladovat. Tento problém lze vyřešit pomocí struktur, jako jsou superkondenzátory, které jsou schopny ukládat a uvolňovat relativně velké množství elektřiny a nevyžadují „přístupy“ na bázi lithia (na rozdíl od baterií). Použití superkondenzátorů je však omezeno jejich neřízenou rychlostí vybíjení. Tato práce je zaměřena konkrétně na tvorbu chytrých materiálů a struktur, které umožní řídit vybíjení superkondenzátorů. Jako základ pro takové materiály budou použity chytré hydrogely dopované uhlíkovými nanostruktury s velkým měrným povrchem. Uhlíkové nanostruktury budou zodpovědné za celkové množství náboje uskládaného superkondenzátorem. Přepínání stavu chytrého hydrogelu umožní regulovat rychlost vybíjení superkondenzátoru – dosáhnout pulzních hodnot výstupní energie nebo naopak konstantního vybíjení bez poklesu výstupního napětí. Jako typické aplikace takových materiálových struktur mohou být uvedeny ostrý záblesk fotoaparátu nebo nepřetržitý provoz mobilního telefonu „do posledního procenta nabití“, realizované v rámci jednoho zásobníku energie bez zavádění dalších jednotek elektroniky.

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

SERS (povrchově zesílena Ramonaova spektroskopie) poskytuje jedinečnou schopnost detekovat velmi nízké koncentrace analytů včetně medicínsky relevantních sloučenin, jako jsou např. léky, jejich metabolity nebo markery onemocnění. Použití SERS při měření reálných vzorků je však značně omezováno interferencí, protože celkový analyticky signál je produkován jak cílovou molekulou, tak i velkým počtem dalších molekul přítomných v reálním vzorku. K vyřešení tohoto problému jsme navrhli a v současné době vyvíjíme přístup SERS-ANN, který sestává z kombinace měření SERS a umělé inteligence pro zpracování spektrálních dat. Cílem této práce je další rozvoj tohoto přístupu, jeho kvantitativní i kvalitativní zdokonalování včetně sběru spektrálních databází i zavedení multimodální detekce či variabilních vstupních dat (např. kombinace SEPS a IR nebo MS analytických metod). Hlavním přínosem práce bude zavedení přístupů, které dosáhnou větší spolehlivosti a jednoduchosti v analytické a medicínské chemii a zároveň výrazně zjednoduší práci zdravotnického personálu.

Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Konzervační vědy v péči o hmotné kulturní dědictví ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Alena Michalcová, Ph.D.

Anotace

Historické skleněné materiály obsahují často nanočástice kovů a jejich oxidů, které jim poskytují zajímavé optické vlastnosti. Cílem této práce je detailní charakterizace těchto nanočástic mikroskopickými technikami (skenovací a transmisní elektronová mikroskopie) a rentgenovými technikami. Historické materiály budou porovnány s modelovými laboratorně připravenými vzorky.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jiří Kubásek, Ph.D.

Anotace

Tato disertační práce se zaměřuje na vývoj biodegradovatelných materiálů na bázi železa určených pro aplikace v medicíně pro dočasné implantáty. Hlavním cílem je navrhnout a optimalizovat materiály se zvýšenou korozní rychlostí a vhodnými mechanickými vlastnostmi, které řeší současná omezení biodegradovatelných železných implantátů, jež obvykle vykazují pomalou degradaci a nedostatečnou biokompatibilitu v modelových prostředích lidského organismu. Práce využije pokročilé metalurgické techniky, zejména práškovou metalurgii, pro přesné řízení mikrostruktury materiálu. Zvláštní pozornost je věnována legování železa biokompatibilními prvky (např. manganem, hořčíkem nebo zinkem) a začlenění porozity za účelem urychlení degradace. Součástí práce je analýza mechanických vlastností i hodnocení korozního chování v simulovaných fyziologických podmínkách. Tato práce přispívá k rozšíření poznatků o biodegradovatelných slitinách železa a k vývoji nové generace materiálů, které se rozpouští uvnitř lidského těla, přičemž si zachovávají strukturální integritu po dobu své funkční životnosti. Výsledky výzkumu mají za cíl inspirovat další studie a otevřít cestu k praktickému využití biodegradovatelných slitin železa v oblasti ortopedie a kardiovaskulární medicíny.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Kovové materiály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Nguyen Hong Vu, Ph.D.

Anotace

Redukční pochod pomocí vodíku nabízí efektivní a ekologický postup pro zpracování hlubokomořských konkrecí za účelem získávání zájmových kovů. Práce bude zaměřena hlavně na zjištění mechanismu a kinetiky redukce konkrecí vodíkem za různých reakčních podmínek. Dalším cílem práce je nalézt vhodné hydrometalurgické postupy pro efektivní získávání kovů ze vyredukovaných konkrecí připravených za optimálních redukčních podmínek.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch

Anotace

V souvislosti se současnými ekologickými trendy v lidské společnosti jsou stále více zmiňovány a rozvíjeny vodíkové technologie. Je však dlouhodobě známo, že vodík negativně ovlivňuje mechanické vlastnosti některých typů kovových materiálů. Vodíkové zkřehnutí, tzn. snížení plasticity a houževnatosti materiálu díky působení vodíku, které někdy vede k jeho katastrofickému selhání, bylo mnohokrát prokázáno např. pro titanové slitiny, vysoce pevné oceli a další materiály. Nedávné výzkumy však ukázaly, že materiály vyrobené 3D tiskem z kovových prášků jsou na vodíkové zkřehnutí náchylnější než materiály vyrobené klasickou metalurgickou cestou. Důvodem jsou specifické strukturní rysy 3D tištěných materiálů (velice jemná struktura, mnoho fázových rozhraní, vnitřní pnutí atd.). V rámci disertační práce bude u technicky významných 3D tištěných slitin (titanové slitiny, vysoce pevné oceli, hliníkové slitiny a další) studován vliv vodíku na vlastnosti, zejména mechanické (lomy, houževnatost, zkřehnutí, únava...). K prostudování mechanismů působení vodíku bude využita řada náročných experimentálních technik - mechanické, strukturní, fázové, chemické analýzy (tah, tlak, ohyb, tvrdost, únava, LM, SEM, TEM, XRD, AFM, FA, Kelvinova sonda, absorpční/desorpční charakteristiky vodíku...). Výsledkem budou zcela nové poznatky o interakcích 3D tištěných kovových materiálů s vodíkem použitelné jak v konstrukcích energetických a chemických zařízení, tak v moderních pohonných vodíkových systémech.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jaroslav Fojt, Ph.D.

Anotace

Kovové materiály stále hrají nezastupitelnou roli v medicíně. Stav povrchu významným způsobem ovlivňuje vlastnosti a chování biomateriálů. Jedná se zejména o interakci na fázovém rozhraní kov-elektrolyt, tj. biokompatibilitu a korozní chování, ovlivněny mohou být však i mechanické vlastnosti. V rámci práce budou modifikovány povrchy kovových biomateriálů za účelem zvýšení jejich užitných vlastností. Ty budou hodnoceny s využitím standardních materiálových, elektrochemických a spektroskopických metod.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Pavel Novák, Ph.D.

Anotace

V současné době se uvažuje o masovém nasazení výroby "zelené oceli", tedy železa redukovaného vodíkem. V takovém případě ale chybí zpevnění intersticiálním uhlíkem, takže jsou zkoumány alternativní koncepty legování. Jednou z možností je využití maraging ocelí, které ale obsahují kobalt, klasifikovaný jako kritická surovina. Proto se tato práce zaměřuje na vývoj nástrojového materiálu tvořeného matricí na bázi železa s výztuží na bázi silicidů. Aby bylo dosažené dobré otěruvzdornosti a mechanických vlastností, bude testováno vytvoření gradientní struktuy, kde bude obsah silicidu u povrchu vysoký a směrem do jádra bude klesat. Při návrhu bude využito predikce mechanických vlastností kompozitu na základě znalostí vlastností matrice a silicidu.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Filip Průša, Ph.D.

Anotace

Tyrkysový vodík, produkt moderního přístupu k pyrolýze metanu, se objevuje spolu s vedlejším produktem odpadního uhlíku. Modifikací procesu přidáním částic kovových oxidů je uhlík přeměněn na různé fáze karbidů a uhlíkových nanostruktur. Mezi nimi TiC a WC, prokazující jednu z nejvyšších tvrdostí mezi karbidy, budou použity pro cílenou přípravu špičkových materiálů schopných vysoké disipace kinetické energie. K tomuto účelu budou karbidy / uhlíkové nanostrukturované směsi připravené plasmou iniciovanou pyrolýzou metanu důkladně zkoumány na úrovni prášků a jejich kompaktních forem. Slitiny Ni-Ti a CoCrNi s vysokou lomovou houževnatostí budou vyztuženy těmito částicemi. Inkorporační strategie bude zpočátku testována na sendvičových strukturách zhutněných pomocí SPS, což poskytne obecné znalosti, které budou využity pro přípravu aditivní technologií DED. Střídající se vrstvy, jejich složení, vzájemné promíchávání a propojení povedou k syntéze funkčně gradovaných materiálů s potenciálem být implementovány jako balistická ochrana.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch

Anotace

Technologie 3D tisku kovových materiálů jsou velice perspektivní metody pro výrobu náročných konstrukčních součástek i lékařských implantátů, neboť umožňují zhotovení i velmi složitých tvarů, vysoce porézních struktur atd. V práci budou studovány mikrostruktury, mechanické, korozní a biologické vlastnosti pokročilých korozivzdorných a vysoce pevných ocelí, titanových slitin, kobaltových slitin a biodegradovatelných materiálů na bázi železa a hořčíku pro použití v medicínských aplikacích. Materiály budou vyrobené technologiemi SLM, DED a WAAM. Budou studovány vlivy parametrů procesů 3D tisku na vlastnosti vyrobených materiálů. Studium umožní navržení technologie a procesních parametrů vhodných pro získání materiálů s požadovanými vlastnostmi.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Filip Průša, Ph.D.

Anotace

Slitiny s vysokou entropií jsou poměrně novou skupinou materiálů, které jsou charakterizovány preferenčním vznikem tuhých roztoků namísto intermetalických sloučenin. Tyto materiály vykazují řadu vynikajících vlastností, především vysokou pevnost při zachování dostatečné tažnosti, dobré korozní odolnosti a dalších. Vhodným zpracováním je možné u těchto slitin dosáhnout dalšího podstatného zlepšení těchto již velmi dobrých vlastností. Práce bude zaměřena na přípravu nových, pokročilých slitin s vysokou entropií kombinujících významně vyšší pevnosti při zachování dostatečné plasticity.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Alena Michalcová, Ph.D.

Anotace

Práce se zabývá přípravou kompozitních materiálů s kovovou matricí a výztuží z biokomapatibilních materiálů. Cílem práce je najít vhodnou techniku přípravy a charakterizovat vzniklý materiál. Bude studována jeho mikrostruktura, mechanické vlastnosti, tribologické vlastnosti a korozní odolnost.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Alena Michalcová, Ph.D.

Anotace

Práce se zabývá přípravou nanokrystalických slitin hliníku s přechodnými kovy a popisem jejich mikrostruktury.Slitiny budou připraveny metodami rychlého tuhnutí a mechanického legování. Připravené slitiny budou dále kompaktizovány slinováním v plazmatu. Bude popsána mikrostruktura a vlastnosti kompaktních materiálů. Cílem práce je popsat vliv legujících prvků na strukturu a vlastnosti slitiny a nalézt optimální podmínky kompaktizace slitin.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Milan Kouřil, Ph.D.

Anotace

Koroze pod izolací představuje pro chemický a petrochemický průmysl vážné riziko z bezpečnostního, ekologické a v důsledku i ekonomického hlediska. Korozní monitoring s funkcemi včasného varování by byl účinný nástroj pro zajištění bezpečnosti provozu. Práce je zaměřená na vývoj nového zařízení pro monitoring koroze pod izolací. Bude rozvíjen nejen samotný princip meřicí metody, která je založená na změně elektrického odporu kovu vlivem koroze, ale budou také vyvíjena nová korozní čidla, měřicí elektronika, software a systém přenosu a zpracování dat.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jan Stoulil, Ph.D.

Anotace

Student se bude zabývat aktuální problematikou materiálů kontejneru pro vyhořelé jaderné palivo a ovlivnění jejich životnosti korozími mechanismy. První část práce je zaměřena na vliv mikrobiálního oživení na lokalizaci napadení. V této části práce budou využity techniky elektrochemické (potenciostatická metoda), rezistometrická sonda, wire array elektroda a metoda ZRA. Dalé proběhne stanovení kritické suché objemové hmotnosti bentonitu pro omezení proliferace a jejího vlivu na korozní děje. Druhá část bude zaměřena na přípravu umělých agregátů korozních produktů s různou porozitou a její vliv na mechanické vlastnosti agregátů. Budou využity techniky digitální analýzy obrazu, BET porozimetrie, mechanických testů a nanoindentace. Poslední část práce bude zaměřena na korozní praskání uhlíkové oceli v pórovém roztoku bentonitu. Budou využity techniky mechanického namáhání v tahu s pomalou rychlostí deformace a mikroskopie.

Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Michal Pechar, CSc.

Anotace

Budeme se zabývat syntézou a charakterizací vysokomolekulárních biodegradovatelných polymerních nosičů léčiv a diagnostik umožňujících zvýšenou akumulaci v nádorové tkáni díky tzv. efektu zvýšené permeability a zádrže (EPR) nebo v důsledku aktivního směrování pomocí rekombinantních proteinových ligandů. Budou připraveny a studovány zejména kopolymery na bázi N-(2-hydroxypropyl)-methakrylamidu, z nichž některé obsahují ve své struktuře i vazby štěpitelné v lidském organismu za specifických podmínek různými mechanismy. Zaměříme se na studium různých způsobů kovalentního i nekovalentního připojení směrujících ligandů k polymernímu nosiči a vyhodnocení vlivu struktury polymerních terapeutik a diagnostik na jejich účinnost a biologické vlastnosti. Bude zkoumán vliv různých typů kancerostatik připojených ke směrovanému polymernímu nosiči na protinádorovou aktivitu konjugátů.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Hana Macková, Ph.D.

Anotace

Ke sledování strukturálních, funkčních a molekulárních změn v biologických tkáních se hojně používají různé moderní zobrazovací techniky. Každá z nich má své výhody a omezení, jako je nízké prostorové nebo hloubkové rozlišení a malá citlivost, které ztěžují získání přesných informací z požadovaného místa. Multimodální zobrazování může tyto nedostatky kompenzovat a hrát důležitou roli při optimalizaci lékařského výzkumu a klinické praxe. Tento projekt se zaměří na vývoj a řízenou syntézu funkcionalizovaných lanthanidových nanočástic povlečených biokompatibilními polymery s cílem navrhnout nové multimodální buněčné markery. Kombinací různých lanthanidů v nanokrystalické struktuře částic vznikne trimodální sonda pro optické (down- a up-konverzní), MRI v ultravysokém poli a rozšířené výpočetní tomografické zobrazování. Reaktivní polymery budou použity k řízení chemické a koloidní stability částic a k imobilizaci bioaktivních nízkomolekulárních sloučenin. Ve spolupráci s biologickými pracovišti bude vyhodnocena účinnost lanthanidových nanomarkerů in vitro a in vivo jako multimodálních kontrastních látek z hlediska jejich schopnosti barvit buňky, vytvářet kontrast a případně stanovena biodistribuce částic.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Miroslav Šlouf, Ph.D.

Anotace

Biodegradovatelné polymerní systémy mají mnoho aplikací v humánní i veterinární medicíně. V našem týmu jsme v posledních letech vyvinuli a patentovali multifázové polymerní systémy sestávající z termoplastifikovaného škrobu (TPS), polykaprolaktonu (PCL) a komerčně dostupných antibiotik (ATB). Morfologie a vlastnosti těchto systémů mohou být modifikovány změnami složení a fázové struktury během zpracování. Základní systémy TPS/PCL mohou být využity pro technické aplikace, zatímco systémy TPS/PCL/ATB mohou sloužit pro léčbu silných lokálních infekcí, například akutního zánětu kostí (osteomyelitida). Navržený projekt zahrnuje přípravu zmíněných systémů (mísení v tavenině), optimalizaci jejich fázové struktury (modifikací podmínek přípravy), charakterizaci výsledné struktury (pomocí elektronové mikroskopie) a mechanických vlastností (mikro- a makromechanické vlastnosti). Předpokládá se i podíl na testování biodegradovatelnosti (pro technické aplikace) a na mikrobiologickém testování účinnosti inkorporovaného antibiotika (biomedicinální aplikace, spolupráce s FN Motol).

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Martin Hrubý, Ph.D., DSc.

Anotace

Léčba hypoxických nádorů je komplikovaná kvůli vyšší radio /chemorezistenci vedoucí k následně nižšímu klinickému výsledku léčby. Navrhovaný projekt se zabývá novým konceptem samouspořádaných polymerních radiosenzibilizátorů k překonání problému nízké citlivosti hypoxických nádorů na radioterapii. Navrhovaný přístup je založen na ovlivnení radiosenzitivity hypoxické nádorové tkáně dopravou prekurzorů reaktivních forem kyslíku (ROS) cílenou na hypoxii, jakož i na selektivním rozkladu peroxidu vodíku v hypoxické tkáni ovlivňujícím systém HIF-1 alfa. Navrhovaný koncept využívá biokompatibilní nosiče na bázi hydrofilních biokompatibilních polymerů s nitroaromáty cílícími na hypoxickou tkáň. Náplní dizertační práce je chemická syntéza, fyzikálně-chemická charakterizace a studium samouspořádání u multiresponzivních nanočástic citlivých na více podnětů současně konkrétní zaměření bude brát v úvahu zájmy studenta. Studované systémy budou určeny pro diagnostiku a cílenou terapii nádorových onemocnění. Optimalizované nanočástice budou poté poskytnuty spolupracujícím biologickým pracovištím k testování pro reálné aplikace.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Hynek Beneš, Ph.D.

Anotace

Zvyšující se produkce skleníkového plynu oxidu uhličitého (CO2) lidskou činností dosáhla v roce 2021 více než 36 Gt a CO2 je tak obecně považován za největší příčinu globální změny klimatu. Současný výzkum se snaží tento problém řešit fixací CO2 a jeho využitím jako suroviny pro syntézu polymerů. Cílem této práce je prozkoumat možnosti přeměny CO2 na polymerní materiály. První možností je reakce CO2 a oxiranového (epoxidového) kruhu, která vede k produkci cyklických karbonátů, které slouží jako monomery pro nové typy polymerních materiálu jako jsou neisokyanátové polyuretany (NIPUs) a epoxidy. Druhým přístupem je přímá přeměna CO2 na polykarbonáty (PC). Třetí způsob zahrnuje kopolymeraci za otevření kruhu epoxidu a CO2 vedoucí k lineárním kopolymerům karbonátu a etheru. Všechny výše uvedené strategie budou přednostně využívat bio-monomery tak, aby výsledné polymerní materiály byly koncipovány jako 100% obnovitelné. Důležitou součástí tohoto doktorského tématu bude nalezení vhodného katalytického systému pro každou syntetickou cestu. Naše předběžné experimenty ukázaly katalytickou účinnost imidazoliových a kovových iontových kapalin (ILs) pro cykloadiční reakci CO2 a epoxidu. Vzhledem k nesčetnému množství kombinacím aniontů a kationtů ILs a jejich výhodným vlastnostem (nízký tlak par, nízká hořlavost, vysoká tepelná a chemická stabilita) se ILs jeví jako univerzální katalyzátory pro cykloadici epoxidu a CO2. umožňující řídit reakci směrem k lineární / cyklické tvorbě karbonátů a etherů. V rámci doktorského projektu se předpokládá několikaměsíční stáž studenta na zahraničním spolupracujícím pracovišti (INSA Lyon, Francie). Uchazeči by měli mít dobré komunikační dovednosti v angličtině (mluvené i psané), měli by být schopni pracovat vtýmu i samostatně. Předpokládá se aktivní účast na zahraničních stážích, školeních a vědeckých konferencích.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Michal Babič, Ph.D.

Anotace

Projekt je zaměřen na syntézu, charakterizaci a optimalizaci vlastností polymerních částic, které jsou schopny vyvolat kontrastní signál prostřednictvím transformace budícího impulsu s potenciálním využitím v lékařské diagnostice. Příprava nových kompozitních mikro- a nanočástic bude prováděna metodami heterogenních polymerizací (především disperzní a emulzní polymerizací) a pomocí koacervace. Bude studován vliv reakčních podmínek na morfologii a složení polymerních částic. Bude zkoumán vliv morfologie a složení polymerní matrice hybridních částic na parametry kontrastního signálu. Dále bude zkoumán vliv typu, množství a distribuce signál konvertujícího barviva a pigmentu v polymerních částicích na parametry kontrastního signálu. Cílem projektu je nalézt podmínky synergie vlivu polymerní matrice a konvertujícího barviva na intenzitu kontrastního signálu. Ve spolupráci s Centrem pokročilého preklinického zobrazování 1. LF UK budou tyto kontrastní látky testovány ve zvířecích modelech.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Petr Chytil, Ph.D.

Anotace

Polymerní nosiče léčiv jsou netoxické, neimunogenní a biokompatibilní polymerní materiály, které umožňují cílenou dopravu a řízené uvolňování biologicky aktivních látek v postižené tkáni, a tím minimalizují vedlejší účinky nesených léčiv. Tématem doktorské práce bude příprava a studium vlastností nových na míru připravených hydrofilních, případně amfifilních polymerů, které budou využitelné jako nosiče protinádorových léčiv. Téma práce je vhodné primárně pro absolventy chemických, případně farmaceutických oborů. Student si osvojí různé syntetické postupy i metody charakterizace a může se podílet i na biologické charakterizaci jak na tuzemských, tak zahraničních pracovištích. Nabízíme zajímavou a pestrou práci v zavedeném týmu Biolékařských polymerů, poskytující kvalitní přístrojové a materiální zázemí.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Michal Babič, Ph.D.

Anotace

Projekt je zaměřen na vývoj, syntézu a charakterizaci nových polymerních částic v koloidní formě pro terapeutické a diagnostické účely prostřednictvím podání do nosu. Částice budou připravovány technikami heterogenních polymerací (disperzní, popřípadě srážecí) a hlavní polymerační reakce bude založena na mechanismu aromatické substituce. Jako monomery budou využity bioanalogické látky odvozené od aromatických struktur rostlinného i živočišného původu. Bude studován vliv reakčních podmínek na morfologii a složení polymerních částic a další fyzikálně chemické parametry určující chování polymerních částic v biologických prostředích. Následně budou částice derivatizovány za účelem jejich detekce pomocí zobrazovacích preklinických metod tak, aby bylo možné sledovat jejich biodistribuci distribuci a farmakokinetiky po intranasálním podání. Biologické testování částic bude prováděno na spolupracujících pracovištích UEM AV ČR a 1. LF UK. Cílem této spolupráce je popsat, jak složení a morfologie částic z nových typů polymerů ovlivňuje mechanismus jednotlivých typů intranasálního přenosu dále do organismu. Řešitelským pracovištěm budou laboratoře ÚMCH v biotechnologickém centru BIOCEV.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Zdeněk Starý, Ph.D.

Anotace

Na polymerní materiály jsou v dnešní době kladeny stále větší nároky, které jsou spojené s jejich novými aplikacemi a technologiemi zpracování. Jako příklad mohou sloužit materiály pro 3D tisk nebo elektricky vodivé polymerní kompozity. Ve většině případů se jedná o systémy s heterogenní fázovou strukturou, která do značné míry ovlivňuje vlastnosti výsledného materiálu. Rozvoj nanotechnologií umožňuje dnes nejen získání nových funkčních vlastností kompozitních materiálů, ale i revoluční řešení závažných materiálových a technologických problémů, jako jsou nedostatečné mechanické vlastnosti nebo hořlavost kompozitů. Cílem práce je vyvinout nové funkční kompozitní materiály relevantní pro vybrané aplikace a zároveň popsat a pochopit vztahy mezi jejich strukturou a vybranými vlastnostmi. Náplní práce bude příprava polymerních materiálů včetně syntézy funkčních nanočástic a studium jejich struktury pomocí pokročilých charakterizačních metod. Dále budou připravené systémy charakterizovány z hlediska jejich mechanického a tokového chování. Studovány budou i zpracovatelské vlastnosti kompozitů včetně analýzy výskytu tokových nestabilit.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Petr Chytil, Ph.D.

Anotace

Příprava účinných a bezpečných vakcín je stále velkou výzvou v humánní i veterinární medicíně. Použití biokompatibilních, netoxických a neimunogenních polymerních materiálů jako nosičů antigenů, případně adjuvans může vést k vývoji vysoce potentních polymerních vakcín při minimalizaci vedlejších účinků. Tématem doktorské práce bude příprava a studium vlastností nových na míru připravených hydrofilních a amfifilních polymerů, které budou využitelné jako nosiče antigenů, či adjuvans. Téma práce je vhodné primárně pro absolventy chemických, případně farmaceutických oborů. Student si osvojí různé syntetické postupy i metody charakterizace a může se podílet i na biologické charakterizaci jak na tuzemských, tak zahraničních pracovištích. Nabízíme zajímavou a pestrou práci v zavedeném týmu Biolékařských polymerů, poskytující kvalitní přístrojové a materiální zázemí.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Jiří Pánek, Ph.D.

Anotace

Cílem dizertační práce je rozvoj konceptu potenciometrického senzoru založeného na polymerních detekčních vrstvách, využitelného pro detekci markerů bakteriálních a sterilních zánětů, přítomnosti endotoxinů, případně vícemocných iontů toxických kovů. Student bude rozvíjet znalosti polymerní syntézy, osvojí si technologie nanášení polymerních senzorických vrstev a jejich charakterizaci instrumentálními metodami, jako jsou potenciometrie a cyklická voltametrie, spektrofluorometrie (steady-state, time-resolved), konfokální mikroskopie, mikroskopie atomárních sil (AFM), rentgenová fotoelektronová spektroskopie (XPS) a další. Součástí práce bude testování funkčnosti připravených detekčních vrstev nejdříve na syntetických analytech. Získané výsledky poslouží k optimalizaci polymerních elektrod, které budou následně testovány na reálných biologických, případně environmentálních vzorcích. Nové poznatky student použije k návrhu konceptu multisenzorové elektrody. Téma práce je vysoce interdisciplinární, zahrnuje řadu metodik a může být dále upraveno podle individuálních zájmů studenta. Aplikační potenciál dosažených výsledků bude ověřen v rámci spolupráce s pracovišti fakultních nemocnic.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Gloria Huerta Angeles, PhD

Anotace

Vznikající kontaminanty (ECs) představují v dnešním světě potenciální zdravotní rizika. Tento výzkum se zaměřuje na vývoj nových nanokompozitů odvozených z monomerů na bázi biomasy a biopolymerů k odstranění EC. Vztah mezi strukturou a vlastnostmi materiálů pro adsorpci vznikajících kontaminantů nebyl plně pochopen, což vážně omezuje jejich účinnost. Proto bude provedena kompletní strukturní charakterizace připravených nanokompozitů včetně pórovitosti, stability, mechanických a tepelných vlastností pro vysvětlení účinnosti z hlediska makromolekulární struktury a aktivních míst. Nanokompozity budou hodnoceny z hlediska jejich účinnosti při adsorpci nebo degradaci EC. Bude studována kinetika adsorpce, aby se identifikoval mechanismus a rychlost adsorpčního procesu. Degradační mechanismus a identifikace degradačních produktů budou studovány přibližnými analytickými technikami. Tento projekt nabízí alternativu ke konvenčním metodám, jehož cílem je minimalizovat dopady na životní prostředí.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Jan Kučka, Ph.D.

Anotace

Tato doktorská práce se zaměřuje na vývoj a optimalizaci značení polymerů a nanočástic pro medicínu a biologické testování. Značení umožňuje sledování v organismu a poskytuje informace pro terapii a další biologické testování. Cílem této práce je vyvinout metody pro radioaktivní a fluorescenční značení polymerů a nanočástic.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Hynek Beneš, Ph.D.

Anotace

Osud plastového odpadu a udržitelné využívání syntetických polymerů je jednou z hlavních ekologických výzev 21. století. Polyisokyanurátové (PIR) pěny jsou vysoce tuhé pěny používané především pro tepelnou izolaci ve stavebnictví, chlazení a dalších průmyslových odvětvích. Vyrábějí se reakcí polyolů (obvykle petrochemického původu) s isokyanáty, což vede k pěně, která má vynikající termo-izolační vlastnosti, tepelnou a požární odolnost. PIR pěny jsou chemicky podobné polyuretanovým pěnám, ale mají vyšší obsah isokyanurátů, což zvyšuje jejich tepelnou stabilitu a požární odolnost. Recyklace PIR pěn je proto náročná, protože jejich kovalentní struktura je vysoce zesítěná a obsahuje hydrolyticky vysoce odolné struktury, které snadno nepodléhají chemické depolymeraci. Cílem doktorského studia je studium degradačního chování PIR pěn s cílem nalézt vhodnou metodu pro jejich chemickou recyklaci (solvolýzu). Doktorandi by měli mít dobré komunikační dovednosti v angličtině (mluvem i písmem), měli by být schopni pracovat v týmu i samostatně. Předpokládá se aktivní účast na zahraničních stážích, školeních a vědeckých konferencích.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Hynek Beneš, Ph.D.

Anotace

Cílem doktorského tématu je připravit a charakterizovat polymerních materiálů na bázi obnovitelných surovin (karboxylové kyseliny, deriváty vanilinu, furanové sloučeniny, apod.). Připravené materiály budou dynamicky síťovány prostřednictvím reverzibilních kovalentních vazeb a nekovalentních interakcí (vodíkové můstky, koordinační vazby kov-ligand, tvorba komplexů či elektrostatické/iontové interakce), čímž materiál získá samo-opravitelné („selfhealing“) a recyklovatelné vlastnosti. V rámci doktorského projektu je plánována několikaměsíční stáž studenta na zahraničním spolupracujícím pracovišti (Krakovská technická univerzita, Polsko). Uchazeči by měli mít dobré komunikační dovednosti v angličtině (mluvené i psané), měli by být schopni pracovat v týmu i samostatně. Předpokládá se aktivní účast na zahraničních stážích, školeních a vědeckých konferencích.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Libor Kostka, Ph.D.

Anotace

Sílící společenské tlaky na omezování používání produktů živočišného původu, zejména pak proteinů prodiagnostické účely, otevírá nové příležitosti pro syntetické makromolekuly. Nahradit komplexní strukturu proteinů syntetickým materiálem je výzva, která díky moderním metodám polymerní syntézy, zejména pak Photo-RAFT nebo CuRDRP není neřešitelná. Cílem této dizertační práce bude syntéza sekvenčně definovaných polymerů na bázi methakrylamidů či metakrylátů s různou architekturou polymerního řetězce. Těžiště práce bude spočívat v organické syntéze nových monomerů a ve vývoji a optimalizaci jejich polymerizací. Uchazeč si dále osvojí také instrumentální techniky pro charakterizaci polymerů, zejména (SEC, FFFF, LC-MS, NMR, apod.). Testování připravených materiálů v biochemických aplikacích bude probíhat v rámci spolupráce s domácími i zahraničními pracovišti. Během studia nabízíme možnost zahraniční stáže v rámci spolupráce. Znalost a zkušenosti uchazeče v organické a/nebo makromolekulární chemii jsou výhodou, a to společně s chutí učit se novým věcem v dalších oborech, např. biochemii či biologii. Nabízíme zajímavou a pestrou práci v mladém dynamickém kolektivu na špičkově vybaveném akademickém pracovišti.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Martin Hrubý, Ph.D., DSc.

Anotace

Samouspořádání (makro)molekul je základem architektury živých organismů. Supramolekulární systémy mají klíčové vlastnosti závislé právě na samouspořádání a nalézají uplatnění především v oblasti biomedicínských aplikací, zejména pokud jsou schopné reverzibilně reagovat na vnější podněty (změny pH, světla, redoxpotenciálu, ultrazvuku, teploty, nebo přítomnosti některých látek). Náplní dizertační práce je chemická syntéza, fyzikálně-chemická příprava a studium samouspořádání u multiresponzivních nanočástic a injikovatelných depotních systémů citlivých na více podnětů současně (změny pH, redoxpotenciálu a teploty); konkrétní zaměření bude brát v úvahu zájmy studenta. Studované nanočástice budou určeny pro diagnostiku a cílenou personalizovanou imunoradioterapii a imunochemoterapii nádorových a autoimunitních onemocnění. Optimalizované nanočástice budou poté poskytnuty spolupracujícím biologickým pracovištím k testování pro reálné aplikace.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Zulfiya Černochová, PhD

Anotace

Kvantové tečky (QD) jsou polovodičové nanočástice s vynikajícími optoelektronickými vlastnostmi. Přesněji řečeno, QD vykazují široká absorpční spektra, úzké světelné pásy a vynikající fotovoltaickou stabilitu, díky čemuž jsou užitečné v biovědě a medicíně, zejména pro snímání, optické zobrazování, separaci buněk a diagnostiku. Obecně se QD během syntézy stabilizují pomocí hydrofobního ligandu, a proto jejich hydrofobní povrchy musí projít hydrofilní modifikací, pokud mají být QD použity v bioaplikacích. Oxid křemičitý je jednou z nejúčinnějších metod pro překonání nevýhod QDs díky fyzikálně-chemické stabilitě, netoxicitě a vynikající biologické dostupnosti oxidu křemičitého. Mikro a nanočástice SiO2 budou pokryty polydopaminem nebo směsí kyseliny citronové a močoviny nebo melaminem. Pokrytá vrstva bude karbonizována v přítomnosti vodivého kovu iontově spojeného s pokrytou vrstvou. Celý SiO2 může být rozpuštěn. Zbytkové duté nabité částice budou zkoumány elektrochemickými, fluorescenčními metodami a dalšími technikami potřebnými pro charakterizaci kvantových teček.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Zulfiya Černochová, PhD

Anotace

Kvantové tečky (QD) jsou polovodičové nanočástice s vynikajícími optoelektronickými vlastnostmi. Přesněji řečeno, QD vykazují široká absorpční spektra, úzké světelné pásy a vynikající fotovoltaickou stabilitu, díky čemuž jsou užitečné v biovědě a medicíně, zejména pro snímání, optické zobrazování, separaci buněk a diagnostiku. Obecně se QD během syntézy stabilizují pomocí hydrofobního ligandu, a proto jejich hydrofobní povrchy musí projít hydrofilní modifikací, pokud mají být QD použity v bioaplikacích. Oxid křemičitý je jednou z nejúčinnějších metod pro překonání nevýhod QDs díky fyzikálně-chemické stabilitě, netoxicitě a vynikající biologické dostupnosti oxidu křemičitého. Mikro a nanočástice SiO2 budou pokryty polydopaminem nebo směsí kyseliny citronové a močoviny nebo melaminem. Pokrytá vrstva bude karbonizována v přítomnosti vodivého kovu iontově spojeného s pokrytou vrstvou. Celý SiO2 může být rozpuštěn. Zbytkové duté nabité částice budou zkoumány elektrochemickými, fluorescenčními metodami a dalšími technikami potřebnými pro charakterizaci kvantových teček.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Zulfiya Černochová, PhD

Anotace

Biokompatibilní polymerní ionty byly intenzivně studovány jako slibné materiály v terapeutické a diagnostické oblasti nanomedicíny. Nedávno bylo prokázáno, že polyaniony s vysokou hustotou náboje jsou schopny potlačit biologické účinky kationtového amfifilního peptidu (CAMP) melittinu z včelího jedu jeho vazbou na komplex polyplex. V budoucnu bioinspirované nanostruktury naložené toxickým lékem uvnitř uvolňují lék na potřebném místě. Jako lék bude včelí jed melittin. Potřebným místem bude nádor.Katelicidin je prvek vrozené imunity, který hraje důležitou roli ve vývoji patogenního procesu u psoriázy. Očekává se, že jak katelicidin, tak defensiny se budou chovat podobně jako mellitin z hlediska interakce s polyaniony, jako je kyselina polyakrylová. Vychytávání těchto peptidů lokálně podávanými polyaniony by tedy mělo přerušit cyklus cytokinových bouří, což by vedlo k indukci psoriázy, a tím její potlačení. Řada nanogelových kyselin bude připravena technikou mikroemulzní polymerace. Bude provedeno In vitro testování (hemolýza na myších erytrocytech) získaných materiálů. Bude provedeno chemické, fyzikální a biomedicínské vyšetřování.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Miroslav Otmar, CSc.

Anotace

Iontovýměnné polymerní membrány mají široké uplatnění v laboratorním i průmyslovém měřítku. K nejvýznamnějším aplikacím patří zejména elektrochemické odsolování mořských a brakických vod, čištění odpadních vod, dělení směsí při výrobě promyslových chemikálií a léčiv, oddělení elektrolytů od neelektrolytů v elektrochemických zařízeních jako jsou elektrolyzéry, palivové články a akumulátory. V poslední době nabývá na významu jejich použití ve vodíkovém hospodářství a při skladování přebytků elektřiny získané z obnovitelných zdrojů. Využívání tzv. zeleného vodíku produkovaného v elektrolyzérech je jednou z cest při přechodu na bezuhlíkovou energetiku. Téma zahrnuje syntézu polymerů a polymerních membrán nesoucích funkční skupiny pro daný účel. Např. sulfo a fosfonoskupiny pro katexy nebo kvartérní amoniové skupiny pro anexy. Dále jsou to polymery využitelné pro konstrukci elektrod, jako nosiče katalyzátorů nebo pro další aplikace. Běžně jsou používány metody preparativní organické chemie a polymerační reakce. Naše oddělení je dostatečně flexibilní na to, aby případný uchazeč měl dostatečný prostor pro uplatnění své invence

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Miroslav Otmar, CSc.

Anotace

Polymerní membrány jsou široce používány v separačních procesech díky své univerzálnosti, účinnosti a nákladové efektivitě. Tyto membrány jsou navrženy tak, aby selektivně propouštěly určité molekuly nebo ionty a zároveň blokovaly jiné, což je ideální pro aplikace, jako je filtrace vody, separace plynů a dialýza. Polymerní membrány lze přizpůsobit konkrétním separačním úkolům úpravou faktorů, jako je velikost pórů, chemické složení a povrchové vlastnosti. Jejich použití sahá od čištění pitné vody pomocí reverzní osmózy až po separaci plynů v průmyslových procesech. Díky neustálému pokroku hrají polymerní membrány i nadále zásadní roli při zlepšování udržitelnosti a výkonnosti různých separačních technologií. Téma zahrnuje syntézu nových a funcionalizaci komerčních polymerních materiálů použitelných pro dělení směsí chemických látek včetně plynů nebo enantiomerních směsí. Metodicky se bude jednat o polymerační reakce, modifikace polymerů zaváděním funkčních skupin a reakce používané v preparativní organické syntéze. Naše oddělení je dostatečně flexibilní na to, aby případný uchazeč měl dostatečný prostor pro uplatnění své invence.

Ústav organické chemie

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Pavel Lhoták, CSc.

Anotace

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

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Petra Ménová, Ph.D.

Anotace

DC-SIGN je protein vázající sacharidy, který je exprimován na povrchu imunitních buněk. Jeho cílení by mohlo být využito dvěma způsoby: (1) k vývoji účinnějších vakcín a (2) k vývoji nových léčebných postupů proti některým patogenům. Navzdory potenciálu přírodních sacharidových ligandů se jejich použití k dosažení specifického cílení na buňky exprimující DC-SIGN dosud ukázalo jako neúspěšné. Ve spolupráci s Molecular Drug Targeting Group z Univerzity ve Vídni pracujeme na návrhu a vývoji nových glykomimetických ligandů, které se váží na DC-SIGN s vysokou selektivitou a přiměřenou afinitou. V uplynulých letech jsme identifikovali několik nových strukturních motivů DC-SIGN ligandů. Navrhovaný projekt bude zaměřen na studium vztahu mezi strukturou a aktivitou (structure–activity relationship, SAR) těchto nových ligandů. Hlavní část práce bude založena na syntetické organické chemii. Doktorand se naučí základy chemie sacharidů a glykosylací, stejně jako další organické reakce (využití ortogonálních ochranných skupin, cross-coupling reakce katalyzované přechodnými kovy…). Hodnocení vazebné afinity bude probíhat ve Vídni a doktorand bude mít příležitost naučit se základy těchto metod (buď NMR techniky pro studium interakcí protein–ligand, nebo práce s buněčnými kulturami) během stáže.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
Studijní program/specializace:	Chemistry ( výuka v anglickém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Tomáš Tobrman, Ph.D.

Anotace

Předmětem práce je příprava nových polydentátních fosfanových ligandů. Ligandy budou obsahovat minimálně čtyři fosforová centra. U připravených komplexů budou studovány jejich komplexační vlastnosti. Primární využití připravených ligandů bude spočívat v jejich selektivní izolaci vzácných kovů (Rh, Pd, Au) z přírodních zdrojů a aplikace v cross-coupling reakcích.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Radek Cibulka, Ph.D.

Anotace

Redoxně neaktivní kovy byly dlouho dobu využívané ve fotoredoxní katalýze nebo v redoxních reakcích obecně jako Lewisovy kyseliny. Výsledky získané v poslední době však ukazují, že za vhodných podmínek mohou soli takových kovů, například skandité soli, vystupovat jako samostatné fotoaktivní částice vystupující po excitaci jako silná oxidační činidla. Cílem této práce je studium možného využití skanditých solí při oxidativních transformacích s využitím viditelného světla. Jako příklad využití lze uvést C-C a C-heteroatom couplingové reakce. Dalším cílem studia je ověření použitelnosti další iontů kovů s podobnými vlastnostmi ve fotoredoxní katalýze.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Pavel Lhoták, CSc.

Anotace

Pillar[n]areny lze považovat za relativně nové členy rodiny fenolických makrocyklů. Díky jedinečnému válcovitému tvaru a elektronově bohaté kavitě, našly pillar[n]areny mnoho využití v moderní supramolekulární chemii. Abychom jmenovali alespoň některé, lze zmínit rozpoznávání různých analytů, supramolekulární self-assembly, supramolekulární polymery reagující na vnější podněty, popř. využití jako modelové systémy pro studium různých nekovalentních interakcí. Z chemie calix[n]arenů je dobře známo, že zavedení síry namísto běžných methylenových můstků vede k dramatickým změnám v chemickém a supramolekulárním chování takovýchto systémů. V nedávné době se ukázalo, že tyto systémy lze konstruovat s využitím 1,4-konjugované adice vhodných stavebních kamenů. Cílem tohoto projektu je konstrukce pillararenů a jejich analogů nesoucích heteroatomy jako můstkové jednotky a výzkum těchto nových makrocyklů včetně jejich charakterizace, derivatizace a studia možných supramolekulárních aplikací.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Martin Tlustý, Ph.D.

Anotace

Porézní krystalické materiály jsou využívány pro separaci a skladování plynů, katalýzu či chemické rozpoznávání. Jejich vlastnosti jsou významně ovlivněny jejich porozitou. Jedním z problémů znemožňujících přípravu vysoce porézních materiálů je interpenetrace, tedy vzájemné propletení více krystalických mřížek. Cílem práce bude využít mechanické vazby jako chránicí skupiny pro zabránění interpenetrace, a tedy pro přípravu vysoce porézních materiálů.

Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Dr. habil. Ullrich Jahn

Anotace

Axinellaminy patří k nejsložitějším alkaloidům se zajímavými biologickými vlastnostmi. V rámci tohoto projektu budou zkoumány biomimetické přístupy, které umožní krátké totální syntézy přírodních produktů a jejich analogů. Ve spolupráci bude zkoumán jejich biologický profil.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Irena G. Stará, CSc.

Anotace

Cílem projektu je vyvinout přípravu nových deformovaných a chirálních nanouhlíkových systémů, jakými jsou helikální pi-konjugované makrocykly, cirkuleny a cykloareny. Chirální látky budou připraveny v opticky čisté formě skrze resoluci racemátů či pomocí asymetrické syntézy. Budou studovány jejich (chir)optické vlastnosti, samoskladba v 2D/3D prostoru, aromatický charakter a jejich konformační či redoxní chování s cílem identifikovat jejich možné aplikace v chemii či nanovědě.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Radim Nencka, Ph.D.

Anotace

Doktorand(ka) se bude zabývat návrhem a syntézou nových inhibtorů methyltransferáz – virových, fungálních nebo lidských. Student(ka) bude ve své práci využívat in silico přístup molekulárního modelování, které by mělo zefektivnit vývoj aktivních látek. Hlavní část pracovní náplně bude ovšem organická syntéza. Příprava analogů vhodných ligandů s fluorescentní značkou umožní efektivní vývoj screeningové metody.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Michal Hocek, DSc.

Anotace

Budou navrhovány a syntetizovány nukleotidy nesoucí specifické ligandy nebo reaktivní skupiny, z nichž bude enzymovými metodami syntetizována modifikovaná DNA, na kterou potom budou připojeny cílové proteiny. Mezi aplikace budou patřit soustavy několika enzymů.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Michal Hocek, DSc.

Anotace

Budou syntetizovány modifikované 2'-deoxyribonukleosid-trifosfáty a použity při enzymové syntéze oligodeoxyribonukleotidů a DNA nesoucích několik modifikací ve specifických pozicích pomocí nového přístupu zahrnujícího opakované nasedání RNA templátů, prodlužování primerů a digesci RNA. Aplikace budou zahrnovat prostorově definované připojení několika různých biomolekul, zejména proteinů, na DNA.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Dr. habil. Ullrich Jahn

Anotace

Právě jsme dokončili přístupy ke glycinovým alkoxyaminům, které jsou velkým příslibem v biokonjugaci. V rámci tohoto projektu bude prozkoumán potenciál těchto nepřírodních derivátů aminokyselin pro přístup k novým peptidovým strukturám

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Ivo Starý, CSc.

Anotace

Cílem Ph.D. projektu je příprava nových helikálně chirálních komplexů kovů pro využití v enantioselektivní katalýze. Pozornost bude soustředěna na syntézu metallacyklů odvozených od helicenů a helikálních cyklopentadienylových komplexů. Tyto látky budou využity ve vybraných enantioselektivních reakcích katalyzovaných tranzitními kovy jako například cykloisomerizaci alkynů, metathesi olefinů a hydrogenaci.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Radim Nencka, Ph.D.

Anotace

Doktorand(ka) se zaměří na návrh a organickou syntézu nových inhibitorů methyltransferáz, a to virových, fungálních nebo lidských. Při vývoji těchto sloučenin bude student(ka) využívat in silico molekulární modelování, jehož cílem je zefektivnit a zrychlit hledání a optimalizaci inhibitorů. Hlavním těžištěm práce však zůstane organická syntéza potenciálních léčivých látek. Součástí projektu bude příprava analogů ligandů opatřených vhodnou značkou, ať už fluorescentní nebo funkční (biotin pro pulldown, talidomid pro PROTAC technologii).

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Dr. Paulo Paioti

Anotace

Nedávno jsme vyvinuli metodu syntézy jinak obtížně dostupných atropizomerů nukleofilní aromatickou substitucí. Jednou z výhod je, že výchozí materiály, N-H heterocykly a fluoroareny, jsou snadno dostupné, a další je, že reakce jsou vysoce účinné a široce použitelné. Metoda však v současné době produkuje racemáty atropisomerů a není katalytická. Doktorandi v naší laboratoři proto budou vyvíjet katalytickou atroposelektivní syntézu těchto a dalších sloučenin. Bude studováno několik možností. Molekuly syntetizované v rámci tohoto projektu budou široce testovány ve screeningu medicinální chemie.

Garantující pracoviště:	Ústav informatiky a chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Bioinformatika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Tomáš Pluskal, Ph.D.

Anotace

Cílem projektu je umožnit výpočetní charakterizaci a inženýrství terpensyntáz, důležité třídy biosyntetických enzymů, které vytváří chemické kostry největší známé skupiny přírodních látek, terpenoidů. Projekt má tři cíle: 1. Sestavení komplexní databáze popisující dosud charakterizované reakční mechanismy terpensyntáz. 2. Vývoj modelu hlubokého učení s využitím transformátorových neuronových sítí pro predikci substrátů, produktů a reakčních mechanismů terpensyntáz přímo z jejich aminokyselinových sekvencí. 3. Vývoj generativního algoritmu pro návrh umělých terpensyntáz s požadovanou funkcí.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Jiří Kaleta, Ph.D.

Anotace

Projekt se zaměřuje na vývoj a studium speciálních organických molekul, které lze přepínat světlem a které svou funkcí napodobují biologické systémy. Tyto syntetické „molekulární stroje“ budou sestaveny z různých fotospínačů a molekulárních motorů, přičemž jejich jednotlivé části bude možné selektivně spínat nebo aktivovat pomocí světla o specifické vlnové délce. Hlavním cílem Ph.D. projektu je příprava a detailní studium těchto unikátních molekul, stejně jako jejich potenciální využití při konstrukci funkčních prototypů molekulárních strojů. Důraz bude kladen jak na různé kombinace fotospínačů, tak na způsoby jejich vzájemného propojení (orthogonální vs. neortogonální).

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Zlatko Janeba, Ph.D.

Anotace

V medicinální chemii představují heterocykly ve strukturách biologicky aktivních molekul důležité farmakofory. Cílem projektu je syntéza nových heterocyklických sloučenin s potenciálními protirakovinnými účinky, optimalizace jejich struktury a vyhodnocení jejich biologických vlastností (aktivita, ADME vlastnosti atd.).

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Tomáš Pluskal, Ph.D.

Anotace

Naše laboratoř kombinuje nejnovější experimentální (např. hmotnostní spektrometrie, metabolomika, RNA-seq) a výpočetní (např. bioinformatika, molekulární sítě, strojové učení) přístupy a vyvíjí nové postupy pro objevování a využití bioaktivních molekul odvozených z rostlin. Cílem tohoto projektu bude vývoj postupů pro strukturní analýzu malých molekul izolovaných z rostlin pomocí metody krystalových hyb (crystalline sponge) a rentgenové difrakce. Zájemci o tuto pozici by již měli mít laboratorní zkušenosti s krystalografií malých molekul.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Tomáš Slanina, Ph.D.

Anotace

Elektrofily a Lewisovy kyseliny patří mezi nejběžnější meziprodukty používané pro katalytické reakce. Existuje mnoho pokusů charakterizovat a klasifikovat sílu a reaktivitu těchto elektronově deficitních částic. Klasický koncept elektrofility a Lewisovy kyselosti se však začíná rozpadat, když uvažujeme o částicích s otevřenou elektronovou slupkou (radikály, radikálové ionty) a excitovaných stavech. Disertační práce se zaměří na vývoj elektrofilních systémů s neklasickou elektronovou strukturou schopných různých specifických interakcí s nukleofily a radikály. Toto jedinečné chování bude využito nejen pro vývoj nových katalytických reakcí, ale bude použito při přeformulování pravidel pro chemickou vazby mezi radikály a elektronicky excitovanými molekulami. Kandidát provede syntézu a charakterizaci organických neklasických elektrofilů a Lewisových kyselin a bude studovat jejich katalytické vlastnosti a nekovalentní interakce. Vysoce motivovaný a zručný uchazeč bude mít možnost rozšířit své absolventské vzdělání v organické chemii o studium elektrochemických, fotochemických a fyzikálně chemických metod.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Ivo Starý, CSc.

Anotace

Cílem projektu je příprava nových helikálních TADF a excimerových luminoforů odvozených od helicenů a studovat jejich chiroptické vlastnosti v roztoku a tenkých vrstvách (zejména cirkulárně polarizovanou luminiscenci) za účelem identifikace vhodných materiálů pro budoucí konstrukci CP-OLED.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Zlatko Janeba, Ph.D.

Anotace

Cílem projektu je syntéza nových látek s potenciálními protivirovými účinky, optimalizace jejich struktury a vyhodnocení jejich biologických a farmakokinetických vlastností ve spolupráci s dalšími vědeckými skupinami (např. virologie, biochemická farmakologie). V případě potřeby budou připravena a studována vhodná proléčiva.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Dr. habil. Ullrich Jahn

Anotace

V rámci projektu budou vyvinuty syntézy komplexních indoloterpenových akaloidů a jejich analogů, vykazující různorodé biologické aktivity.

Garantující pracoviště:	Ústav informatiky a chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Bioinformatika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Tomáš Pluskal, Ph.D.

Anotace

Naše laboratoř kombinuje experimentální (hmotnostní spektrometrie, metabolomika a RNA-seq) a výpočetní (bioinformatika a strojové učení) přístupy pro objevování nových bioaktivních molekul odvozených z rostlin. Cílem tohoto projektu bude vývoj výpočetních metod pro procesování a interpretaci dat z hmotnostní spektrometrie malých molekul, zejména automatických technik pro interpretaci hmotnostních spekter, pro anotaci molekul a pro generování a vizualizaci molekulárních sítí. Kandidáti na tuto pozici byl měli být schopni samostatného programování v jazycích Java a Python.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Tomáš Slanina, Ph.D.

Anotace

Fotoindukovaný přenos elektronů a separace náboje je jedním z nejdůležitějších jevů ve vesmíru. Hraje důležitou roli v procesech nezbytných pro život, jako je fotosyntéza, dýchání, skládání proteinů a biokatalýza. Je také vysoce relevantní pro vývoj solárních článků, baterií, molekulární elektroniky a chytrých materiálů. Disertační práce bude zaměřena na vývoj systémů pro reverzibilní přenos náboje mezi dvěma redox-aktivními centry. Přenos náboje bude v obou směrech řízen světlem a oba stavy budou stabilizovány následnou chemickou reakcí (intramolekulární cyklizace, protonace a další). Reverzibilní fotoindukovaný přenos elektronů bude využit pro reorientaci dipólů, řízení nábojů a protiiontů a regulaci elektrostatických interakcí. Tyto unikátní vlastnosti budou dále využity při návrhu nových materiálů a zařízení v molekulární elektronice. Kandidát provede syntézu a charakterizaci organických redoxně aktivních molekul a bude studovat jejich vlastnosti. Vysoce motivovaný a zručný uchazeč bude mít možnost rozšířit si své absolventské vzdělání ve fyzikální a organické chemii o studium elektrochemických, fotochemických a pokročilých spektroskopických metod.

Ústav organické technologie

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Martin Veselý, Ph.D.

Anotace

Dvoudimenzionální (2D) materiály, a grafen jako jejich typický zástupce, se jeví jako vhodný katalytický nosič. Takové nosičové katalyzátory vykazují zvýšení katalytické aktivity oproti katalytické aktivitě na konvenčních nosičích a to díky specifickým interakcím mezi kovovými aktivními centry a 2D nosičem. Projekt je zaměřen přípravu hybridů typu 2D nosič – kovová nanočástice různými postupy, které se budou lišit v tom, zda-li se kovová složka zavádí na již exfoliovaný materiál, či zda syntéza a exfoliace probíhat současně. Nedílnou součástí bude pokročilová korelativní spektroskopická a mikroskopická charakterizace připravených materiálů a jejich vztah k pozorované katalytické activity modelových chemických reakcí jako jsou selektivní hydrogenace, oxidace či C-C coupling.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Jan Patera, Ph.D.

Anotace

Volná povrchová energie je jedním z důležitých parametrů v průmyslové aplikaci a procesech práškových a vláknitých materiálů. Rozdíly v povrchové energii mají vliv na mezifázové interakce, jako je například smáčení, koheze či adheze. Jelikož široká škála použití práškových látek je řízena povrchovými reakcemi či interakcemi, charakterizace povrchových energií může být důležitými informacemi pro zlepšení povrchových vlastností (např. povrchovou modifikací). Obecné teorie lze aplikovat pouze na hladkých, molekulárně plochých pevných površích nebo částicích. Většina rozhraní u partikulárních látek však nemá ideálně hladký povrch anebo ideálně homogenizovaný povrch, proto se bude práce věnovat určení heterogenity povrchových vlastností; heterogenity povrchové energie a jejím vztahem k dalším vlastnostem těchto látek.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Eliška Vyskočilová, Ph.D.

Anotace

Kvartérní amoniové sole mohou sloužit jako katalyzátory pro řadu významných reakcí z nichž významnou roli zastává cykloadice oxidu uhličitého na epoxidy nebo alkeny vedoucí k cyklickým karbonátům. Další z důležitých reakcí, které mohou být katalyzovány amoniovými solemi, je Knoevenagelova kondenzace aldehydů s nitrily. Tato reakce je významná z hlediska využití v oblasti chemických specialit jako jsou vonné látky nebo intermediáty farmaceutik. Nevýhodou amoniových solí je jejich použití v homogenním reakčním uspořádání, a tedy komplikovaná separace z reakční směsi a nemožnost opakovaného použití. Cílem práce bude příprava heterogenních analog kvartérních amoniových solí, jejich detailní charakterizace a testování jako katalyzátorů ve vybraných reakcích. Bude sledován vliv strukturních vlastností připravených materiálů na jejich katalytickou aktivitu a v neposlední řadě možnost opakovaného použití.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Pavel Čapek, CSc.

Anotace

Práce je zaměřena na matematické modelování kompozitních materiálů, jejichž příprava zahrnuje vytvoření suspenze částic plniva v kapalné směsi rozpouštědla a prekursoru polymeru, objemovou kontrakci suspenze vyvolanou odpařováním rozpouštědla a formováním pevné polymerní matrice. Výchozí suspenze je modelována pomocí metody náhodného sekvenčního přidávání částic různých tvarů. Pak následuje modelování pohybu částic plniva ve smršťující se suspenzi. Každá modelová mikrostruktura a odpovídající mikrostruktura reálného vzorku kompozitního materiálu jsou charakterizovány statistickými mírami a tyto míry jsou následně porovnány, aby byla ohodnocena kvalita modelu. Reálné mikrostruktury kompozitních materiálů jsou dedukovány ze snímků jejich nábrusů, které jsou pozorovány v řádkovacím elektronovém mikroskopu.

Garantující pracoviště:	Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i. Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Kamila Syslová, Ph.D.

Anotace

V posledních několika desetiletích rychlý rozvoj zemědělství a průmyslu vede celosvětově ke kontaminaci životního prostředí různými znečišťujícími látkami, včetně těžkých kovů, polychlorovaných bifenylů, plastů a biologicky aktivních farmaceutických látek (FAL). Právě posledně zmiňovaná skupina FAL tvoří druhou nejčastější skupinu polutantů, distribuovaných do prostředí člověkem, vyskytujících se v půdě a povrchových vodách, což má za následek znehodnocování zdrojů pitné vody a celkové znečištění životního prostředí. Přítomnost těchto látek v životním prostředí vyvolává velké obavy kvůli jejich vzájemné interakci, toxicitě, biologické stabilitě a nedostatečnému odbourávání v současných systémech čistíren odpadních vod (ČOV). Pro hlavní zdroje kontaminace prostředí farmaky se tak stávají společným uzlovým bodem odpadní vody, jejichž prostřednictvím jsou dominantně přes povrchové vody FAL distribuovány zpět do prostředí. K zabránění celkové dysbalanci ekosystémů je proto nutné postupně vyvíjet a zavádět stále nové technologické procesy využitelné v odbourávání těchto polutantů z půdních a vodních ekosystémů, a případně směřovat tyto procesy i k recyklaci opětovného využití přírodních dekontaminovaných odpadních materiálů. Cílem výzkumného záměru bude detailní studium degradačního potenciálu specifických mikroorganismů nebo jejich konsorcií, které díky své bohaté funkční rozmanitosti řadíme mezi unikátní skupinu organismů se schopností odbourávat polutanty z prostředí. Síla a jedinečnost jejich mechanismů budeme sledovat kombinací různých přístupů, od mikrobiálního screeningu mikroorganismů s biodegradačním potenciálem, jejich následnou kultivaci v definovaných podmínkách v laboratorním bioreaktoru pro přípravu syntetického celobuněčného katalyzátoru, přes analytické nástroje využívající metody LC-MS a NMR k identifikaci cílových nemetabolizovaných molekul FAL a jejich metabolických forem. Vedle metabolomiky využijeme proteomickou analýzu k charakterizaci klíčového enzymového aparátu a ke konstrukci potenciálních biodegradačních buněčných procesů. Podpora biotechnologických a „omics“ přístupů umožní detailně charakterizovat funkční aktivitu unikátního směsného celobuněčného katalyzátoru nebo specifických katalyzátorů tvořených mikrobiálním konsorciem nebo unikátním kmenem. Následná integrace tohoto syntetického katalyzátoru do in situ modelových klíčových environmentálních procesů povede k modifikaci původních mikrobiálních konsorcií s cílem efektivně a ekologicky šetrně bioremediovat zatížené lokality různých ekosystémů.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Eliška Vyskočilová, Ph.D.

Anotace

Esenciální oleje a extrakty z rostlin známých pro své léčivé účinky obsahují široké spektrum různých látek, ne všechny však mají biologickou aktivitu. Pro izolaci jednotlivých biologicky aktivních látek z rostlinných extraktů či esenciálních olejů lze použít několik postupů. Jedním z nich je extrakce na pevné fázi, při které lze volbou optimální kombinace stacionární a mobilní fáze docílit velmi účinné selektivní separace. Molekulárně otištěné polymery (MIP) by mohly být vhodnou alternativou konvenčně používaných stacionárních fází. Výhodou MIP je i jejich stabilita, a to jak fyzikální, tak chemická. Proces přípravy MIP, při kterém jsou v polymeru utvářeny kavity komplementární k žádané separované molekule je zodpovědný za jejich vysokou selektivitu. Vždy je nezbytné optimalizovat jak přípravu samotného polymeru (metoda, použité monomery, síťovací činidla, poměr reaktantů, teplota, čas), tak proces extrakce templátové molekuly z polymeru a v neposlední řadě také postup extrakce na pevné fázi (kondicionace stacionární fáze, eluční medium). Pro disertační práci budou vybrány terpenické molekuly, budou připraveny vhodné MIP a bude testována možnost separace zvolených molekul z vybraných extraktů rostlin.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D.

Anotace

Vlhká granulace je klíčovým krokem ve farmaceutické výrobě, který je zodpovědný za přeměnu jemných prášků na granule s lepšími tokovými vlastnostmi, rovnoměrností a stlačitelností. Nejpoužívanějšími jednotkovými operacemi vlhké granulace, které jsou pro farmaceutickou výrobu nezbytné, jsou vysokosmyková granulace a fluidní granulace. Kvůli potřebě výroby vysoce kvalitních pevných lékových forem vzrůstá důležitost vývoje robustních způsobů pro lepší kontrolu kritických atributů kvality (CQA) granulí. Cílem tohoto výzkumu je řešit omezení empirických metod využitím mechanistického modelování a výpočetních nástrojů k modelování, simulaci a optimalizaci procesů vysokosmykové granulace a granulace ve fluidním loži. V tomto výzkumu bude mechanistické modelování sloužit jako základ pro pochopení dynamiky granulace, včetně růstu a rozpadu částic, přidávání a distribuce pojiva a kinetiky sušení s cílem usnadnit systematický přístup k optimalizaci procesů tím, že umožní přesný popis základních fyzikálně-chemických procesů. Výzkum bude zahrnovat konstrukci modelů pro simulaci různých provozních podmínek a pochopení jejich vlivu na vlastnosti granulí, jako je velikost, pórovitost a obsah vlhkosti. Experimentální ověřování bude hrát klíčovou roli při zdokonalování tohoto přístupu s využitím souborů dat z průmyslových procesů granulace od laboratorního až po výrobní měřítko. Ověřené modely pak budou použity k optimalizaci procesů granulace. Integrací tohoto pracovního postupu má tento výzkum za cíl řešit problémy spojené se zvětšováním měřítka, snižováním variability a zvyšováním účinnosti řízení procesu granulace. Proto bude hlavním cílem výzkumu také pokročit v mechanistickém chápání granulace a zároveň přispět k přijetí vývoje procesů založených na modelech ve farmaceutickém průmyslu, což zajistí efektivnější a spolehlivější výrobu v souladu se zásadami QbD (Quality by Design).

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Pavel Čapek, CSc.

Anotace

Práce je zaměřena na simulaci a experimentální stanovení transportních vlastností kompozitních membrán typu polymer – plnivo, které se budou lišit použitými polymery a plnivy. Dále budou zkoumány různé poměry polymer – plnivo. Experimentální stanovení propustnosti membrán bude doprovázeno statistickým zpracováním získaných dat. Propustnost bude také modelována na základě rekonstruované mikrostruktury membrán a transportních vlastností složek tvořících membránu.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Martin Veselý, Ph.D.

Anotace

Nízko-dimenzionální vrstevnaté materiály, jejichž vlastnosti závisí na rozsahu exfoliace a chemické modifikaci povrchu, představují slibné možnosti využití v různých oblastech nanotechnologií či v katalýze, kde byl pozorován pozitivní vliv dvou-dimenzionálního (2D) nosiče kovového katalyzátoru na jeho katalytickou aktivitu díky specifickým interakcím mezi kovem a 2D nosičem. Projekt je zaměřen na přípravu a chemické modifikace vrstevnatých materiálů založených na germaniu, křemíku a jejich směsí SixGe(1-x), s cílem připravit chemicky i opticky uniformní 2D sheety s charakteristickými rozměry v řádu desítek µm a 0D kvantové tečky s rozměry v řádu jednotek nm. Cílená modifikace a uniformita připravených nízko-dimenzionálních materiálů umožní nové způsoby studia heterogenních katalytických systémů a charakterizaci jevů jako je I) stanovení mechanismu specifických interakcí mezi 2D nosičem a kovem u litograficky nanesených platinových nanočástic či II) hodnocení propojenosti a dostupnosti porézního systému konvenčních katalyzátoru 0D kvantových teček s proměnou velikostí.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D.

Anotace

Kinetika dezintegrace tablet je určujícím krokem pro jejich celkové disoluční chování, protože určuje velikost a specifický povrch fragmentů vznikajících při jejich rozpadu. Tato kinetika závisí na rychlosti pronikání disolučního média do mikrostruktury tablety, a to jak do pórů, tak do bobtnavých složek tablety a dále na schopnosti pochodů vnitřního rozpouštění a bobtnání narušit její soudržnost. Cílem této práce je studovat kinetiku absorpce vody do tablety do tablety v závislosti na jejím složení a mikrostruktuře prostřednictvím texturní analýzy a mikroskopických měření, studovat odolnost tablety vůči erozním vlivům v závislosti na množství absorbované kapaliny a velikost fragmentů, vytvářených v důsledku těchto pochodů. Získané poznatky by pak měly být využity ke tvorbě plně nebo částečně prediktivního modelu, schopného předpovídat desintegrační chování na základě mikrostruktury tablety a fyzikálních vlastností jejích složek.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Jarmila Zbytovská, Dr. rer. nat.

Anotace

Molekulární mechanismy tvorby mezibuněčné lipidové matrix, která je klíčová pro kvalitní bariérové funkce kůže, nejsou stále dostatečně popsány. Tato práce bude cílit na odhalení těchto pochodů pomocí biofyzikálních technik na modelových membránách (SAXS, FTIR, Ramanova spektroskopie, AFM a další), v této souvislosti bude studována též permeabilita membrán. Na základě těchto poznatků budou definovány podmínky designu topických lipidových formulací schopných obnovy narušené (nemocné) kožní lipidové bariéry.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Iva Paterová, Ph.D.

Anotace

Podvojné vrstevnaté hydroxidy, známé také jako sloučeniny typu hydrotalcitu nebo aniontové jíly, tvoří důležitou skupinu materiálů s širokým spektrem využití. Mohou sloužit jako katalyzátory, prekursory katalyzátorů nebo iontoměniče. Uplatnit se mohou také v sorpčních a dekontaminačních procesech, mohou být využity rovněž pro interkalaci nejrůznějších látek včetně léčiv. Cílem práce bude tyto materiály připravit, modifikovat jejich povrch sloučeninami na bázi silanolů a charakterizovat vhodnými metodami. Připravené materiály budou využity jako nosičové materiály pro imobilizaci vybraných aktivních substancí.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Tereza Školáková, Ph.D.

Anotace

Farmaceutické produkty jsou sofistikované směsi celé řady látek, které mohou být kapalné nebo pevné. Existuje však stále otázka, jak je efektivně vybrat bez nákladných a časově náročných testů, které jsou spojeny se složitostí vývoje léku. Povrchová energie by mohla být použita jako mocný predikční nástroj pro provádění takových výběrů. Cílem této práce je poskytnout nový pohled na predikci kompatibility složek (API a excipient) pro návrh formulace pro výrobu pevných lékových forem na základě povrchových vlastností jejich složek.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Mgr. Jarmila Zbytovská, Dr. rer. nat.

Anotace

Nově vyvíjená léčiva jeví často problematický fyzikálně-chemický profil s následkem velmi nízké biologické dostupnosti. Nanočásticové formulace nabízí možnost řešení. Tato práce se bude zabývat formulací vybraných účinných látek do různých typů nanočástic a studiem jejich účinnosti na biologickou dostupnout do živé tkáně.

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Eliška Vyskočilová, Ph.D.

Anotace

Práce se bude zabývat přípravou chemických specialit, jako jsou vonné látky, pesticidy nebo látky pro farmaceutický průmysl. Výchozími látkami pro přípravu budou materiály vycházející z biomasy, například pineny nebo furfural. Bude sledována možnost využití těchto látek, bude prováděna optimalizace reakčních podmínek a bude studován vliv reakčního uspořádání na průběh reakce

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Studijní program/specializace:	Chemie a chemické technologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Martina Pitínová, Ph.D.

Anotace

2D materiály jsou definovány jako vrstevnaté materiály jež tvoří krystaly o minimální tloušťce jednoho až několika málo atomů. Prvním a nejznámějším zástupcem 2D materiálů je grafen, který byl v roce 2004 izolován z přírodního grafitu. Kromě grafenu byla od té doby popsána celá řada 2D materiálů. Vrstevnaté 2D materiály jsou charakteristické vysokým specifickým povrchem, schopností tvorby povrchových defektů, možností funkcionalizace jejich povrchu a řadou dalších vlastností. Pro tyto vlastnosti je jedním z možných oblastí použití těchto materiálů katalýza, kde mohou sloužit jako vhodné nosiče pro ukotvení katalyticky aktivních kovů. Významným benefitem užití 2D nosičů je možnost snížení množství aktivních kovů nezbytného pro katalyzovaní chemické reakce. Náplní práce bude hledání vhodných heterogenních katalyzátorů využívajících právě 2D nosiče pro základní organické syntézy jako jsou hydrogenace, oxidace či hydroformylace. Experimentální práce bude tedy zahrnovat přípravu nosičových katalyzátorů, kdy jako nosiče budou sloužit vybrané 2D materiály, které budou modifikovány různými vzácnými kovy, jako jsou Pt, Pd, Rh, Ru, Ag, Cu, Ni či další. Připravené katalyzátory budou podrobně charakterizovány pomocí dostupných analytických metod (SEM/EDS, TEM, XRD, N2-fyzisorpce, Ramanova spektroskopie atd.) a konečně testovány ve vybraných modelových reakcí.

Ústav polymerů

Garantující pracoviště:	Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i. Ústav polymerů
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Tomáš Etrych, Ph.D., DSc.

Anotace

Hlavním cílem práce bude vyvinout nové biokompatibilní a neimunogenní nanoterapeutika a nanodiagnostika na bázi polymerů přizpůsobené pro multimodální terapii pokročilých neoplastických onemocnění. Disertace bude založena na přípravě nových hybridních polymerních nanomateriálů kombinujících syntetické a přírodní makromolekuly. Tyto nanomateriály umožní řízenou dopravu aktivních léčebných látek, nebo vizualizaci nádorů pro fluorescenčně navigovanou chirurgi. Práce se zaměří na přípravu polymerních systémů navržených na míru pro kovalentní navázání aktivních molekul s několika funkcemi: cílený transport aktivních molekul, jejich ochrana během transportu proti degradaci a řízené uvolňování na základě místně specifických podnětů. Předmětem disertační práce bude návrh struktur, syntéza a studium fyzikálně-chemických a biologických vlastností polymerních materiálů. Znalost a zkušenosti uchazeče v organické a/nebo makromolekulární chemii jsou výhodou, a to společně s chutí učit se novým věcem v dalších oborech, např. biochemii. V rámci práce se předpokládá úzká spolupráce se spolupracujícími biologickými pracovišti v Čechách i v zahraničí, včetně zahraniční stáže na vybraném pracovišti.

Garantující pracoviště:	Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i. Ústav polymerů
Studijní program/specializace:	Léčiva a biomateriály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Tomáš Etrych, Ph.D., DSc.

Anotace

Při chirurgickém odstranění nádorů, a to zvláště u endoskopického odstranění nádorů hlavy a krku, hraje velkou roli schopnost chirurga rozpoznat hranice nádoru, tak aby mohl odebrat nádorovou tkáň kompletně, bez nebezpečí odebrání zdravé tkáně. Disertace se zaměří na vývoj nové zobrazovací metody využitelné pro endoskopickou fluorescenčně naváděnou chirurgii nádorů, a to s využitím směrovaných polymerních sond. Disertace bude založena na polymerních sondách směrovaných k nádorové vaskulatuře s aktivací zobrazovacího signálu přímo v nádorové tkáni. Nová metoda by měla chirurgům jednoznačně zvýraznit hranice solidních nádorů, které mohou následně přesně odstranit. S cílem zvýšit akumulaci nosičů na hranici nádorové tkáně budou využity směrující skupiny. Budou využity fluorescenční sondy s emisí v blízké infračervené oblasti s cílem umožnit dostatečný prostup signálu tkání. Disertační práce se zaměří na návrh struktur, syntézu a studium fyzikálně-chemických a biologických vlastností polymerních sond s aktivovatelným signálem v cílené části organismu. Znalost a zkušenosti uchazeče v organické a/nebo makromolekulární chemii jsou výhodou, a to společně s chutí učit se novým věcem v dalších oborech, např. biochemie. V rámci práce se předpokládá úzká spolupráce se spolupracujícími biologickými pracovišti v Čechách i v zahraničí, včetně zahraniční stáže na vybraném pracovišti.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Zdeněk Hrdlička, Ph.D.

Anotace

Stabilita halogenovaných polymerů bude sledována TGA spřaženou s potenciometrickou titrací, resp. s dalšími metodami. Hodnocen bude např. vliv změkčovadel a stabilizačních systémů v plastu na míru uvolňování těkavých látek a přesnost stanovení.

Ústav skla a keramiky

Garantující pracoviště:	Ústav skla a keramiky
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Martina Šídlová, Ph.D.

Anotace

Green Deal, ambiciózní plán Evropské unie, má zásadní dopady na stavebnictví 21. století. Tento plán se zaměřuje na snížení emisí skleníkových plynů a podporu udržitelného rozvoje, což vede k inovacím v oblasti stavebních materiálů a technologií. To sebou přináší celou řadu změn, jež je potřeba řešit. Cílem práce bude jednak zmapovat nové trendy ve stavebnictví, jednak vhodnou úpravou surovin přispět k efektivnímu snížení uhlíkové stopy stavebních výrobků. Tento materiálový výzkum by měl primárně přinést posun ve výzkumu aktivace příměsí a snížení uhlíkové stopy.

Garantující pracoviště:	Ústav skla a keramiky
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Tereza Unger Uhlířová, Ph.D.

Anotace

Tato disertační práce následuje jeden z nejnovějších trendů keramické vědy, kterým je nízkoteplotní (≤400 °C) slinování keramiky označované jako cold sintering. Aplikace takto nízké teploty je možná díky přítomnosti kapalné fáze a aplikaci vysoké zátěže. Práce se zabývá teorií celého procesu, především tedy vlivům kapalné fáze (voda nebo roztoky kyselin a zásad), teploty, tlaku a doby výdrže na slinování. Tyto teoretické základy budou ověřovány a budovány na základě experimentu, jehož součástí bude příprava keramických materiálů (oxidů a halidů) a charakterizace jejich složení a mikrostruktury metodami rentgenové difrakce (XRD), skenovací elektronové mikroskopie (SEM), optické mikroskopie, charakterizace mechanických vlastností, především tvrdosti a lomové houževnatosti (indentačními metodami), ale také elastických vlastnosti (dynamickými metodami) a teplotní nebo tepelné vodivosti (metodami neustáleného přenosu tepla). Součástí práce bude navíc obrazová analýza a modelování souvislosti mezi složením, mikrostrukturou a vlastnostmi.

Garantující pracoviště:	Ústav skla a keramiky
Studijní program/specializace:	Konzervační vědy v péči o hmotné kulturní dědictví ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Alexandra Kloužková, CSc.

Anotace

Keramická výroba je nejstarším odvětvím lidské činnosti spojeným s tepelným zpracováním přírodních surovin. Funkční rozmanitost keramických výrobků je velmi široká, což z ní činí jeden z nejlépe prozkoumaných archeologických materiálů. Základní archeologickou otázkou je provenience nálezů a v případě keramiky je vysoký potenciál v identifikaci dvojice izotopů Sr a Nd, protože horniny mají různé hodnoty 87Sr/86Sr a 143Nd/144Nd. Předmětem práce bude výzkum této problematiky, který bude probíhat ve spolupráci s Geologickou službou a Archeologickým ústavem AV ČR, Praha, v. v. i..