Počkejte prosím chvíli...
Nepřihlášený uživatel
Nacházíte se: VŠCHT PrahaFCHT  → Studium → Doktorské studium → Témata disertačních prací
iduzel: 25193
idvazba: 31902
šablona: stranka
čas: 12.12.2018 20:10:26
verze: 4545
uzivatel:
remoteAPIs: https://cis-web-test.vscht.cz/redirect/
branch: trunk
Obnovit | RAW

Témata disertačních prací pro rok 2018/2019

Anorganická chemie

Studijní program: Chemie (čtyřletá)

Koordinační sloučeniny přechodných kovů s redoxně aktivními ligandy odvozenými od vitaminu B6

Hoskovcová Irena, Ing. CSc. ( hos...@vscht.cz)
Syntéza iminových ligandů kondenzací pyridoxalu a vhodných aminokyselin. Popis redoxního chování volných ligandů. Syntéza jejich koordinačních sloučenin s biogenními přechodnými kovy, sledování vlivu komplexace na redoxní chování kovu i ligandu.

Krystalochemie a termoelektrické vlastnosti směsných oxidů kobaltu

Sedmidubský David, prof. Dr. Ing. ( sed...@vscht.cz)
Studium vztahů mezi chemickým složením, krystalovou strukturou a fyzikálními vlastnostmi směsných oxidů kobaltu s cílem optimalizovat jejich koeficient temoelektrické účinnosti pro termoelektrickou konverzi.

Příprava směsných oxidů a modifikace jejich vlastností metodami sol-gel

Rubešová Kateřina, doc. Ing. Ph.D. ( kat...@vscht.cz)
Práce bude zaměřena na přípravu směsných oxidů specifických vlastností, zejména elektrických, magnetických a optických. Metody sol-gel budou využity k nanášení tenkých vrstev těchto materiálů pomocí spin coatingu.

Termodynamické vlastnosti nestechiometrických oxidů

Sedmidubský David, prof. Dr. Ing. ( sed...@vscht.cz)
Experimentální a teoretické studium vlivu kyslíkové nestechiometrie na tepelnou kapacitu a další materiálové vlastnosti oxidů přechodných kovů

Výpočty elektronové struktury a termodynamických vlastností vrstevnatých materiálů

Sedmidubský David, prof. Dr. Ing. ( sed...@vscht.cz)

Karboxyláty kovů jako produkty interakcí pigmentů s pojivy v malířských dílech

Bezdička Petr, Dr. RNDr. ( p...@iic.cas.cz)
Malířská díla jsou tvořena širokou škálou materiálů, mezi nimiž pigmenty jako barvicí látky a pojiva jako kohezní medium hrají důležitou roli v konečném vzhledu díla. Mezi těmito pigmenty a pojivy však dochází v průběhu času k nejrůznějším interakcím. To může vest ke tvorbě sekundárních fází, které dramaticky ovlivňují stabilitu a vzhled děl. Karboxyláty kovů, včetně kovových solí jednoduchých karboxylových kyselin až po mastné kyseliny (tak zvaná kovová mýdla) reprezentují takovou skupinu nežádoucích sekundárních produktů vznikajících v olejomalbě. Kovová mýdla formující se in situ mohou být výsledkem reakcí mezi pigmenty obsahujícími například Pb, Zn, Cu a volnými mastnými kyselinami z olejového media malířských děl. To může vyústit ve ztrátu mechanické soudržnosti barevných vrstev. V obecnějším kontextu, karboxyláty dvojmocných kovů jsou používány jako sikativa (sušidla) v barvách, tepelné stabilizátory v plastech, přísady antikorozních povlaků. Jsou také výhodně využívány jako prekurzory pro přípravu nanočástic a nanofilmů. Přestože mají karboxyláty kovů aplikační potenciál a zároveň saponifikace způsobuje závažný problém – degradaci uměleckých děl, není ani v současnosti dostatek relevantních referenčních dat týkajících se krystalových struktur kovových mýdel. To komplikuje kvalitativní fázovou analýzu a znemožňuje kvantitativní analýzu. Navíc, chemické faktory, které podporují nebo naopak inhibují saponifikační procesy v barevných vrstvách, nejsou dosud jasné. Abychom vyplnili mezery v současném poznání, bude tato práce zaměřena na přípravu a charakterizaci vybraných karboxylátů kovů, studium jejich tvorby v uměleckých dílech včetně modelových experimentů a studia vzorků historických maleb. Karboxyláty kovů budou voleny s ohledem na jejich relevanci – výskyt, tvorbu v uměleckých dílech (např. Pb, Zn palmitáty, stearáty a jejich deriváty). Během této studie budeme využívat různé analytické metody, především XRD, FTIR, Ramanovu spektroskopii a / nebo chromatografické metody.
Ústav anorganické chemie AV ČR, v.v.i.

Anorganická technologie

Studijní program: Chemie a chemické technologie (čtyřleté)

Alkalická elektrolýza vody pro skladování energie

Bouzek Karel, prof. Dr. Ing. ( bou...@vscht.cz)
Alkalická elektrolýza vody je dnes nejvíce rozvinutou technologií elektrolytické výroby vodíku. Pro její začlenění do procesu skladování energie, je však nutné upravit její provozní parametry s ohledem na nárazový provoz. Vedle vývoje nových elektrodových katalyzátorů a iontově selektivních membrán je rovněž potřeba věnovat pozornost i vývoji konstrukce elektrolyzéru samotného.

Elektrochemické metody úpravy procesních vod

Paidar Martin, doc. Ing. Ph.D. ( pai...@vscht.cz)
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.

Elektrolýza vody jako zdroj vodíku pro energetické účely

Bouzek Karel, prof. Dr. Ing. ( bou...@vscht.cz)
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. Významný problém představuje rovněž celkové uspořádání procesu.

Inaktivace mikroorganismů a odstraňování persistentních polutantů ve vodách pomocí pokročilých oxidačních procesů

Krýsa Josef, prof. Dr. Ing. ( kry...@vscht.cz)
Budou aplikovány systémy UV/peroxid vodíku (kontinuální dávkování nebo elektrochemická generace in situ) a UV/fotokatalyzátoru. Jako mikroorganismy budou studovány (samostatně nebo v kombinaci) gram-pozitivní bakterie (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa) a gram-negativní (Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus). Ty se běžně vyskytují ve vodách a navíc modelují dobře mikroorganismy (Pseudomonas.. .a Staphylococcus...), které jsou i) často ve vodách bazénů ii) jsou odolnější vůči dezinfekci nebo iii) snadno vytvářejí biofilmy. K dosažení nejvyšší efektivity budou optimalizovány podmínky obou procesů. Procesy budou sledovány i z hlediska účinnosti pro odbourávání modelových polutantů vod.

Katalytická transformace methanu na produkty vyšší užitné hodnoty

Fíla Vlastimil, doc. Dr. Ing. ( f...@vscht.cz)
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.

Kinetika katalytického rozkladu N2O na zeolitických katalyzátorech

Fíla Vlastimil, doc. Dr. Ing. ( f...@vscht.cz)
Bernauer Milan, Ing. Ph.D. ( ber...@vscht.cz)
Předmětem práce je studium kinetiky rozkladu N2O na zeolitických katalyzátorech strukturních typů MFI, FER a titanosilikátech obsahujících Fe a další přechodové kovy. Práce bude zaměřena na kinetická měření s cílem vyvinout spolehlivý kinetický model vhodný pro návrh průmyslových zařízení.

Kinetika vysokoteplotního katalytického rozkladu N2O

Fíla Vlastimil, doc. Dr. Ing. ( f...@vscht.cz)
Bernauer Milan, Ing. Ph.D. ( ber...@vscht.cz)
Předmětem práce je studium rozkladu N2O na kovových oxidických katalyzátorech vhodných pro eliminaci N2O z reakčních plynů ve výrobě HNO3 (vlhké plyny s vysokou koncentrací NO o teplotě 750-900 °C). Cílem této práce je vyhodnocení vlivu nosiče a struktury katalyticky aktivních oxidů na rozklad N2O na N2 a O2 při minimalizaci rozkladu přítomného NO. Pomocí kinetických měření bude dále studován i vliv ostatních složek přítomných v reálných reakčních plynech na stabilitu katalyzátoru.

Kompositní materiály/povlaky na bázi TiO2 pro fotokatalytické procesy v plynné fázi

Krýsa Josef, prof. Dr. Ing. ( kry...@vscht.cz)
Baudys Michal, Ing. ( bau...@vscht.cz)
Znečištění vzduchu představuje významný problém, k jehož řešení lze výhodně využít fotokatalytické procesy. Náplní této disertační práce je příprava nových fotokatalyticky aktivních kompositních materiálů na bázi TiO2 a stanovení jejich adsorpčních a fotokatalytických vlastností. Cílem je získat materiál mající současně dobré adsorpční vlastnosti a současně i vysokou schopnost odbourávat nežádoucí těkavé látky ve vzduchu. Součástí práce bude využití standardních 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.

Matematické modelování elektrochemických systémů

Bouzek Karel, prof. Dr. Ing. ( bou...@vscht.cz)
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 distribuce lokálních hodnot potenciálu a následně přenosu hmoty v elektrickém poli. Budou navrženy a implementovány matematické modely systémů s praktickým významem.

Matematické modelování chemických a membránových procesů v prostředí universálních simulačních programů

Fíla Vlastimil, doc. Dr. Ing. ( f...@vscht.cz)
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.

Matematické modelování katalytického reaktoru pro oxidaci amoniaku s nízkými emisemi N2O

Fíla Vlastimil, doc. Dr. Ing. ( f...@vscht.cz)
Bernauer Milan, Ing. Ph.D. ( ber...@vscht.cz)
Předmětem práce je vývoj dynamického matematického modelu katalytického reaktoru vysokoteplotní katalytické oxidace amoniaku s použitím katalytických systémů umožňujících snížit emise N2O z výroben kyseliny dusičné ve srovnání s doposud používanými Pt-Rh katalyzátory. V rámci práce budou zpracovávána laboratorní a provozní data s cílem navrhnout průmyslový reaktor s nízkými emisemi N2O.

Membránový reaktor pro konverzi CO vodní parou

Fíla Vlastimil, doc. Dr. Ing. ( f...@vscht.cz)
Vodík je důležitou chemickou surovinou, která nalezla uplatnění v řadě syntéz, při rafinacích a uplatňuje se i jako palivo. Konverze CO vodní parou (WGS) je jedním z kroků v řadě procesů výroby vodíku. Jedná se o rovnovážnou katalytickou reakci a předpokladem dosažení vysoké konverze je její realizace v membránovém reaktoru s kontinuálním odstraňováním některého z produktů. Náplní této práce bude vývoj a testování membránových reaktorů s membránou na bázi mikroporézních materiálů.

Příprava a charakterizace hybridních membrán pro separace plynů

Fíla Vlastimil, doc. Dr. Ing. ( f...@vscht.cz)
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.

Samočistící a desinfikující povlaky na bázi TiO2 a ZnO

Krýsa Josef, prof. Dr. Ing. ( kry...@vscht.cz)
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.

Studie degradačních dějů ve středněteplotním palivovém článku typu PEM

Bouzek Karel, prof. Dr. Ing. ( bou...@vscht.cz)
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 bázickém 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 vysoká korozní agresivita kyseliny fosforečné za používaných provozních teplot. Bližší pochopení a popis těchto dějů tak představuje klíčový problém pro další optimalizaci a budoucí aplikaci těchto systémů.

Studium konverzních reakcí mezi kapalnou a pevnou fází

Vídenský Jan, doc. Ing. CSc. ( vid...@vscht.cz)
Sedlářová Ivona, Ing. Ph.D. ( sed...@vscht.cz)
Konverzní reakce v systému kapalina - pevná fáze patří mezi heterogenní nekatalyzované reakce, které nacházejí široké uplatnění v průmyslové praxi. Tato práce bude zaměřena na studium možnosti průmyslového využití konverzních reakcí k přepracování vedlejších produktů s obsahem síranových iontů.

Vysoce efektivní elektrochemická redukce CO2 - nevyčerpatelný zdroj jednoduchých organických sloučenin

Bouzek Karel, prof. Dr. Ing. ( bou...@vscht.cz)
Bystroň Tomáš, Ing. Ph.D. ( bys...@vscht.cz)
Elektrochemická redukce CO2 v "zero-gap" uspořádání představuje vysoce efektivní a ve spojení s obnovitelnými zdoji energie také nevyčerpatelný zdroj jednoduchých organických sloučenin jako jsou kyselina mravenčí, formaldehyd či methanol, které jsou základem řady zavedených chemických technologií. V rámci práce bude detailně řešena tématika redukce CO2 a optimalizace jednotlivých komponent elektrolyzéru (elektrody, katalyzátory, membrána, celková konstrukce) a jeho provozu.

Vysokoteplotní elektrolýza vody

Paidar Martin, doc. Ing. Ph.D. ( pai...@vscht.cz)
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.

Využití iontově selektivních membrán v úpravě pitných a odpadních vod

Paidar Martin, doc. Ing. Ph.D. ( pai...@vscht.cz)
Elektrochemické membránové procesy jsou v současnosti intenzivně rozvíjená oblast průmyslu. Vedle standardních aplikací jako je výroba pitné vody z brakické jsou tyto metody pro svou jednoduchost a vysokou účinnost vhodné i pro úpravu odpadních a procesních vod. Vzhledem k specifickým vlastnostem membrán je však nutné posuzovat jednotlivé aplikace individuálně s ohledem na složení zpracovávané vody. Tématem práce je výběr vhodného procesu a jeho optimalizace pro konkrétní případy zpracovávaných vod.

Využití membrán při čistění bioplynu

Fíla Vlastimil, doc. Dr. Ing. ( f...@vscht.cz)
Membránové procesy představují perspektivní a energeticky úspornější alternativu k některým v současnosti používaným separačním procesům. V rámci této práce budou vyvíjeny membrány pro čištění bioplynu od CO2 a dalších nežádoucích nečistot.

Vývoj a optimalizace komponent svazku palivových článků typu PEM

Bouzek Karel, prof. Dr. Ing. ( bou...@vscht.cz)
S rozvojem pokročilých katalyzátorů a konstrukčních materiálů vyvstává otázka jejich dopadu na chování palivových článků pro různá konstrukční uspořádání. Cílem této práce bude optimalizovat zejména konstrukci a konstrukční materiály bipolárních desek pro svazky palivových článků využívajících dva odlišné typy katalyzátoru a ověřit výsledky v rámci svazků laboratorních rozměrů, tj. o výkonech v řádu stovek wattů. Bude rovněž ověřena možnost využití svazku v návazné aplikaci zaměřené na malou mobilní jednotku poháněnou energií generovanou tímto palivovým článkem.

Získávání vodíku z vody slunečním světlem

Krýsa Josef, prof. Dr. Ing. ( kry...@vscht.cz)
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. Tématem této disertační práce je příprava polovodičových fotoanod a fotokatod pro fotoelektrochemický rozklad vody. 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 pro rozklad vody slunečním světlem na vodík a kyslík.

Chemie a technologie anorganických materiálů

Studijní program: Chemie a technologie materiálů (čtyřleté)

Analýza tavicích procesů přeměny kmene na sklo

Kloužek Jaroslav, doc. Ing. CSc. ( klo...@vscht.cz)
Pokorný Richard, Ing. ( pok...@vscht.cz)
Ani nejnovější matematické modely tavení kmene ve sklářských pecích dodnes adekvátně nepopisují složité fyzikálně chemické děje probíhající na rozhraní kmene-taveniny a kmene-plynné fáze, což výrazně omezuje jejich prediktivní schopnosti a následné použití těchto modelů na optimalizaci celého procesu tavení a kontrolu a řízení tavicích pecí. Ačkoliv až do nedávné doby všeobecně platilo, že tato složitost přeměny kmene v podstatě zabraňuje vzniku kvalitních modelů postavených na základních fyzikálně-chemických principech, současný obrovský posun v porozumění tavení kmene v oblasti odpadových skel nám cestu právě k takovým modelům otevírá. Hlavním cílem dizertační práce, bude přispět k pochopení kritických procesů při přeměně kmene, jako je například dynamika vývinu a kolapsu primární pěny na rozhraní kmen-tavenina, či transport tepla do vsádky. V rámci dizertační práce, jež bude zahrnovat experimentální činnost i matematické modelování, bude student blízce spolupracovat s našimi zahraničními partnery v amerických národních laboratořích, s nimiž spolupracujeme na projektu vitrifikace jaderného odpadu.

Bioaktivní vrstvy na kovových substrátech

Helebrant Aleš, prof. Ing. CSc. ( hel...@vscht.cz)
Cílem práce je příprava a charakterizace bioaktivních a/nebo baktericidních vrstev na různých kovových substrátech používaných či nově navržených pro dentální a chirurgické implantáty. Práce zahrnuje i fyzikálně-chemické vyhodnocení interakce připravených vrstev se simulovanými tělními tekutinami

Hydratace sulfátovápenatého popílku z procesu odsiřování

Škvára František, doc. RNDr. DrSc. ( skv...@vscht.cz)
Peterová Adéla, Ing. Bc. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Hydratace sulfátovápenatého popílku, který odpadá při odsiřovacích procesech kouřových plynů při spalování uhlí v elektrárnách za přítomnosti vápence. Součástí práce bude charakterizace jednotlivých fází sulfátovápenatého popílku, jejic složení a vliv na hydrataci tohoto popílku. Dále bude sledována hydratce sulfátovápenatého popílku za přítomnosti dalších alumosilikátových látek jako je struska, další typy popílků. Při práci budou použity metody stanovení složení hydratačního produktů jako termická analýza, SEM, porozimetrie, NMR v pevné fázi a další. Součástí práce bude také dlouhodobé sledování mechnaických vlastností v závislosti na hydratačních podmínkách.

Keramika v soustavách MgO-Al2O3-SiO2 a CaO-Al2O3-SiO2

Pabst Willi, prof. Dr. Dipl. Min. ( pab...@vscht.cz)
Cílem práce je systematické prozkoumání keramiky ze soustav MgO-Al2O3-SiO2 a CaO-Al2O3-SiO2, včetně přípravy, charakterizace fázového složení, mikrostruktury a vlastností. Součástí práce je srovnání experimentálních měření elastických a termofyzikálních vlastností a teoretických předpovědí těchto vlastností na základě fázového složení, včetně skelné fáze, a pórovitosti a zmapování současných a budoucích aplikací těchto materiálů.

Kinetika precipitace sekundárních vrstev při korozi skel

Helebrant Aleš, prof. Ing. CSc. ( hel...@vscht.cz)
Cílem práce je popsat kinetiku a mechanismy precipitační reakce během koroze skel vodnými roztoky. Práce zahrnuje výběr vhodných reakcí, měření jejich kinetiky a volbu či tvorbu vhodného kinetického modelu, který by rozšířil dosavadní modely koroze skel.

Konvertory světla pro solární panely s vysokou efektivitou

Míka Martin, doc. Dr. Ing. ( m...@vscht.cz)
Vývoj, příprava a testování nových materiálů, které mohou významně zvýšit efektivitu současných solárních panelů. Studium vztahů mezi fotovoltaickou účinností a složením připravovaných materiálů. Více informací na old.vscht.cz/sil/model/a15.

Laserová skla pro optogenetiku

Míka Martin, doc. Dr. Ing. ( m...@vscht.cz)
Vývoj a příprava novýchlaserově aktivních skel, která mohou být použita jako zdroje světla vhodného pro optogenetiku nebo fotostimulační terapie. Studium vztahů mezi složením skel, jejich optickými vlastnostmi a léčebným účinkem. Více informací na old.vscht.cz/sil/model/a15.

Mikroskopická a spektroskopická charakterizace povrchu skla

Gedeon Ondrej, prof. RNDr. Ph.D., DSc. ( ged...@vscht.cz)
Povrch skla je dosud neprobádaný, přičemž jeho vlastnosti přímo souvisí s mechanickými a chemickými vlastnostmi skleněných výrobků. Obsahem práce je připravit povrchy skel a následně je popsat pomocí dostupných mikroskopických a spektroskopických metod (SEM, IM. EPMA, Raman, TOF-SIM, XPS) s různou úrovní povrchové citlivosti.

Modelování nových typů prostorů pro tavení skel

Jebavá Marcela, Ing. Ph.D. ( Mar...@vscht.cz)
Němec Lubomír, prof. Ing. DrSc. ( nem...@vscht.cz)
Návrhy pokročilých tavicích technologií a příslušných tavicích prostorů skel budou zkoumány především pomocí matematického modelování. Snahou je optimalizovat podmínky tavení skel, které povedou ke snížení energetické spotřeby a k podstatnému zvýšení výkonu sklářských pecí, případně k miniaturizovaným kompaktním tavicím prostorům, u kterých je současně výhodou nižší spotřeba žárovzdorných materiálů. S politikou omezování spalování fosilních paliv je tlak k přechodu na využívání elektrické energie z klasických i alternativních zdrojů. Bude zkoumán vliv elektrického příhřevu, a s ním spojené řízené rozložení energie v prostoru, na charakter proudění skloviny. Experimentálně změřená kinetická data ze sledování homogenizačních dějů v tavenině (odstraňování bublin, rozpouštění zrn písku) budou po implementaci do matematického modelu sloužit jako kritéria kvality skloviny.

Molekulové simulace organokřemičitých vrstev

Macháček Jan, Ing. Ph.D. ( Jan...@vscht.cz)
Disertační práce se zabývá studiem organokřemičitých vrstev připravovaných metodou sol-gel pomocí molekulových simulací. Tyto vrstvy vnikají polykondenzací organokřemičitých sloučenin, jako je například tetraethoxysilan a methyltriethoxysilan, za vzniku třírozměrné strukturní sítě gelu. Vrstvy bývají následně tepelně zpracovány a tím získají finální užitné vlastnosti. Organokřemičité vrstvy v závislosti na typu substrátu, na kterém jsou naneseny, a aditiv mohou zastávat rozličné funkce: mohou měnit optické vlastnosti substrátu (typicky skla), chránit ho před korozí, upravovat smáčivost či bioaktivitu povrchu, katalyzovat chemické reakce, případně mohou sloužit jako molekulární síta. Organokřemičité vrstvy jsou amorfní a jejich strukturní analýza je tedy složitá. Určitou možnost charakterizace struktury a procesů v těchto vrstvách nabízí modelování pomocí molekulové simulace. Cílem jednotlivých etap disertační práce je: 1) rešerše v oblasti struktury a vlastností organokřemičitých vrstev a jejich molekulových simulací, 2) osvojení si metodiky molekulových simulací, 3) simulace charakteristických strukturních jednotek metodou funkcionálu hustoty (DFT), 4) návrh empirického meziatomového potenciálu pro klasické molekulové simulace organokřemičitanů, 5) studium transportu molekul mikroporézní organokřemičitou strukturou.

Obrazová analýza na základě stereologie a efektivní vlastnosti heterogenních materiálů

Pabst Willi, prof. Dr. Dipl. Min. ( pab...@vscht.cz)
Tato práce se týká charakterizace a modelování heterogenních materiálů. Teoretická část se zabývá aplikací známých, méně známých a nových postupů obrazové analýzy na jednofázové, dvoufázové a vícefázové polykrystalické materiály (včetně kompozitů), a analytickým modelováním vztahů mezi mikrostrukturou a vlastnostmi pomocí mikromechanických mezí a aproximacemi efektivního prostředí. Praktická část je numerická a bude se soustřeďovat na výpočet efektivních elastických a termofyzikálních vlastností na základě digitálních mikrostruktur a prostorových obrazů získaných počítačovou tomografií. Téma je vhodné pro studenty se specifickým zájmem o matematiku a důkladnými znalostmi v materiálové vědě.

Příprava a charakterizace porézní keramiky s hierarchickou mikrostrukturou

Pabst Willi, prof. Dr. Dipl. Min. ( pab...@vscht.cz)
Práce se týká přípravy porézní keramiky, včetně vysoce porézní celulární keramiky, tzv. keramických pěn, s hierarchickou mikrostrukturou pomocí nových resp. nedávno vyvinutých tvarovacích metod za použití organických činidel jako škrob, mouka, kvasnice atd. Materiály použité v této práci budou korundová a hydroxyapatitová keramika, které jsou mj. nejvýznamnější zástupci bioinertní resp. bioaktivní keramiky, ale jsou vhodné i pro jiné aplikace (filtry, nosiče katalyzátorů). Centrálním tématem práce je vývoj a optimalizace procesů přípravy těchto keramických materiálů tak, aby byla možná reprodukovatelná výroba keramiky s hierarchickou mikrostrukturou. Hlavním cílem práce je prozkoumání vlivu procesních parametrů na výsledné mikrostruktury a kvantitativní charakterizace těchto mikrostruktur pomocí obrazové analýzy na základě stereologie, rtuťové porozimetrií a rentgenové počítačové mikrotomografií.

Příprava katalyticky aktivních oxidů na kovových nosičích

Kovanda František, prof. Ing. CSc. ( kov...@vscht.cz)
Práce je zaměřena na přípravu nosičových katalyzátorů pro odstraňování plynných polutantů, kde se jako katalyticky aktivní složky uplatňují oxidy přechodných kovů. Budou studovány metody depozice prekurzorů oxidů přechodných kovů na kovové nosiče a metody depozice porézních oxidů sloužících k ukotvení aktivních složek. Cílem je získat komplexní informaci o vlivu povrchové úpravy nosičů, způsobu depozice prekurzorů a následného tepelného zpracování na složení, fyzikálně-chemické vlastnosti a katalytickou aktivitu nosičových katalyzátorů.

Přírodní a syntetické zeolity využitelné v rybochovných recirkulačních systémech

Koloušek David, Ing. CSc. ( kol...@vscht.cz)
Intenzivní chov ryb patří ke slibně rozvíjejícím se oborům nejen v České republice, ale rovněž v Evropské unii. Klíčovým parametrem efektivity produkce v recirkulačních systémech je kvalita vsádkové vody. Využití modifikovaných přírodních či syntetických zeolitů při odstraňování dusíkatých a jiných látek ze sádek povede k vyšší efektivitě chovu ryb v nízkých objemech vody.

Speciální skla

Kostka Petr, Ing. Ph.D.
Práce bude zaměřena na přípravu a studium nových materiálů ze skupiny skel obsahujících sloučeniny těžkých kovů, zejm. oxidy. Skla oxidů těžkých kovů, v nichž je skelná síť namísto SiO2 tvořena oxidy jako např. TeO2, GeO2 nebo Sb2O3, jsou studována pro své význačné vlastnosti. Oproti běžným sklům vynikají zejména širokým intervalem propustnosti sahajícím do mnohem delších vlnových délek, vyšším indexem lomu, optickými nelineárními vlastnostmi, a díky vysokým rozpustnostem iontů vzácných zemin ve spojení s nižšími fononovými energiemi mají zářivé přechody v nich zabudovaných vzácných zemin vysokou kvantovou výtěžnost. Charakterizace připravených materiálů bude zahrnovat jejich základní fyzikálně-chemické vlastnosti, jako jsou hustota, molární objem, termální stabilita, chemická odolnost, tvrdost, optická propustnost, index lomu apod. Bude zkoumána korelace mezi strukturními jednotkami tvořícími skelnou síť a výslednými vlastnostmi a bude sledován i vliv technologických podmínek na tyto vlastnosti. Laboratoř na výzkumu spolupracuje se zahraničními pracovišti.

Stabilita půdních ternárních komplexů s toxickým oxoaniontem (As, Sb, Se) - vliv obsahu a forem železa a organického uhlíku

Doušová Barbora, doc. Ing. CSc. ( dou...@vscht.cz)
V půdních profilech se některé toxické prvky (arsen, antimon, selen) vyskytují jako oxoanionty primárně vázáné na hydratované oxidy a oxidy hydroxidy železa (HFO) za vzniku povrchových komplexů. Tento proces probíhá rovnovážnou adsorpcí oxoaniontů z půdního roztoku na aktivní povrchová místa půdních částic za přítomnosti dalších aniontů a rozpustných organických látek. Vznikají tak binární a ternární půdní komplexy, kde se váží anorganický oxid železa, organická látka a oxoanion. Adsorpce a komplexace probíhají v koloidním prostředí, které reaguje na iontovou sílu půdních roztoků (stabilizace nebo agregace částic). Podle nejnovějších výsledků je stabilita vznikajících ternárních komplexů kritická pro dlouhodobou stabilitu vázaných aniontových fází. Cílem práce bude kvalifikovat mechanismus vzniku ternárních komplexů organická fáze – oxid železa – aniontová částice, popsat jejich strukturu, vazebné vlastnosti a vliv prostředí na stabilitu jednotlivých složek komplexů, především oxoaniontů toxických prvků.

Struktura skla, objem a povrch

Gedeon Ondrej, prof. RNDr. Ph.D., DSc. ( ged...@vscht.cz)
Skelnou strukturu lze popisovat pomocí různých strukturních kvantifikátorů (radiální distribuční funkce, časovo-prostorové korelační funkce, kooordinace, Q-motivy, cykly atd.) a lze ji získat pomocí simulací na atomární úrovni. Cílem práce bude teoretický popis struktury skla s důrazem na středně-dosahové uspořádání a srovnání objemové a povrchové struktury.

Syntetické (geopolymerní) nanozeolity

Koloušek David, Ing. CSc. ( kol...@vscht.cz)
Práce bude věnována přípravě různých typů zeolitů z odpadních aluminosilikátových surovin. Produkty budou charakterizovány RTG difrakcí, elektronovou mikroskopií, MAS NMR a IČ spektroskopií a adsorpčními technikami. Základní vlastností zeolitů je schopnost iontové výměny. Budou proměřeny rovnovážné dynamické iontově-výměnné charakteristiky syntetizovaných produktů s ohledem na vybrané kovové a nekovové kationty, ohrožující životní prostředí. Budou stanoveny vztahy mezi strukturou a vlastnostmi syntetizovaných zeolitů

Teorie slinování, kinetika zhutnění, modely růstu zrn a pokročilé slinovací techniky pro přípravu keramiky s řízenou mikrostrukturou

Pabst Willi, prof. Dr. Dipl. Min. ( pab...@vscht.cz)
Práce se týká slinování keramiky z hlediska teorie a praxe. Teoretická část se zabývá termodynamikou slinovacích procesů (především slinováním v pevné fázi), kinetikou zhutnění a modely růstu zrn, zatímco praktická část je zaměřená na přípravu keramiky (především oxidové keramiky) s řízenou mikrostrukturou pokročilými slinovacími metody, především metodou ECAS (electric current assisted sintering), také nazývanou SPS (spark plasma sintering). Hlavním cílem této práce je důkladné prozkoumání vlivu procesních parametrů na výsledné mikrostruktury a kvantitativní charakterizace těchto mikrostruktur pomocí obrazové analýzy na základě stereologie.

Toxicita antimonu v oblastech zatížených dopravou

Doušová Barbora, doc. Ing. CSc. ( dou...@vscht.cz)
Antimon (Sb) - dnes poměrně neznámý a málo citovaný toxický prvek, se stává nebezpečným pro životní prostředí. Jeho sloučeniny se používají jako nehořlavé příměsi v řadě průmyslových výrob (automobilový průmysl, výroba PET lahví atd.); stále se zvyšující koncentrace tohoto prvku je výzvou pro geochemický a materiálový výzkum. Cílem disertační práce bude studovat stabilitu sloučenin Sb vstupujícího do prostředí (otěr z brzdových destiček) a jeho následné chování v systému půda - podzemní a povrchová voda. Budou porovnány geochemické vlastnosti antimonu a arsenu z hlediska stability v prostředí. Další část bude věnována monitoringu vybrané zatížené lokality.

Vysoce iontově vodivé materiály pro baterie

Míka Martin, doc. Dr. Ing. ( m...@vscht.cz)
Vývoj a příprava nových skelných materiálů s vysokou iontovou vodivostí, které mohou být použity především jako pevné elektrolyty a elektrody v bateriích s vysokou hustotou enegie pro elektromobily. Studium vztahů mezi složením a strukturou těchto materiálů a jejich elektrochemickými a mechanickými vlastnostmi. Více informací na old.vscht.cz/sil/model/a15.

Využití geopolymerizovaných zeolitů jako efektivních sorbentů

Koloušek David, Ing. CSc. ( kol...@vscht.cz)
Geopolymerizované zeolity vynikají výjimečnými povrchovými vlastnostmi vhodnými pro sorpce. Toxické kationty budou sorbovány na původní materiál, pro sorpci aniontů budou přidány ionty Fe in situ. Cílem práce je najít a ověřit možné aplikace těchto sorbentů.

Železo vázané v aluminosilikátech a jeho vliv na vlastnosti využitelné v dekontaminačních technologiích

Doušová Barbora, doc. Ing. CSc. ( dou...@vscht.cz)
Cílem této práce je sledovat vliv strukturně i povrchově vázaného Fe na adsorpční vlastnosti aluminosilikátů, s ohledem na typ materiálu, charakter vazeb Fe a fyzikálně chemické podmínky systému. Významným bodem bude sledování souvislosti mezi chemismem Fe a adsorpční (desorpční) afinitou aluminosilikátů k toxickým kontaminantům (těžkým kovům - Pb, Zn, Cd, toxickým oxoaniontům - As, Se, Sb, radioaktivnímu odpadu - U, Cs nebo zbytkovým barvivům). Studium vzájemné provázanosti chemismu Fe a povrchových vlastností přírodních i modifikovaných aluminosilikátů je aplikovatelné na geochemické procesy, ale také v materiálových a dekontaminačních technologiích.

Léčiva a biomateriály

Studijní program: Syntéza a výroba léčiv

Aktivní farmaceutické substance v anorganických nosičích

Kovanda František, prof. Ing. CSc. ( kov...@vscht.cz)
Práce je zaměřena do oblasti vývoje nových pevných lékových forem. Zabudováním léčiva do nosiče lze významně ovlivnit rychlost jeho uvolnění po aplikaci, zlepšena může být i jeho stabilita vůči degradaci. V práci budou studovány metody vhodné pro zabudování léčiv špatně rozpustných a nerozpustných ve vodě do anorganických a hybridních anorganicko-organických nosičových materiálů. Sledováno bude rovněž zpětné uvolnění účinných látek v simulovaných tělních tekutinách.

Biokompatibilita modifikovaných polymerů

Švorčík Václav, prof. Ing. DrSc. ( svo...@vscht.cz)

Environmentální dopad nanočástic ušlechtilých kovů

Siegel Jakub, doc. Ing. Ph.D. ( Jak...@vscht.cz)
Práce se zabývá přípravou nanočástic ušlechtilých kovů nulového mocenství (Au, Ag, Pd, Pt) o různé velikosti, tvaru a koncentraci a studiem jejich vlivu na rostliny. Kovové nanočástice budou syntetizovány fyzikálními metodami, které poskytují zcela netoxické roztoky vhodné pro testování na biologických systémech. Podmínky depozice budou měněny za účelem přípravy NČ s úzkou distribucí velikostí o různých rozměrech a specifickým tvarem (kulatým, oválným, tyčovitým a hvězdicovitým). Účinek takto připravených nanočástic bude testován na rostlinách, a to jak na buněčné, tak i na celorostlinné úrovni. Bude zahrnovat zejména příjem rozličných NČ lišících se svým chemickým složením, velikostí a tvarem, a to jak kořenovým systémem rostliny, tak jejími listovými pletivy. Studována bude akumulace nanočástic v jednotlivých rostlinných orgánech a pletivech a jejich vliv na rostlinnou fyziologii. Práce bude realizována ve spolupráci s Ústavem experimentální botaniky AV ČR.

Imobilizace kovových nanostruktur na polymerních nosičích

Siegel Jakub, doc. Ing. Ph.D. ( Jak...@vscht.cz)
Experimentální práce zaměřená na přípravu kovových nanostruktur a vývoj metod jejich ukotvení na polymerních nosičích pro přípravu nové generace antimikrobiálních povrchů. K imobilizaci nanočástic budou využity fyzikální a chemické metody založené na interakci připravemných nanostruktur s laserovým zářením nebo chemickými činidly. Antibakteriální účinky a biokompatibilita vyvinutých povrchů budou vyhodnoceny ve spolupráci s Ústavem biochemie a mikrobiologie VŠCHT Praha.

Metody hlubokého učení v počítačovém návrhu léčiv

Svozil Daniel, doc. Mgr. Ph.D. ( svo...@vscht.cz)
Pačes Jan, Mgr. Ph.D. ( hpa...@img.cas.cz)
Umělé neuronové sítě aplikované na počítačový návrh léčiv zažily svůj první velký rozmach zhruba před dvěma dekádami. V současnosti jsme svědky znovuobnoveného zájmu o použití neuronových sítí ve farmaceutickém průmyslu především díky rozvoji tzv. hlubokého učení (angl. deep learning). Cílem hlubokých neuronových sítí je extrahovat skryté vzory v komplexních datech za použití sofistikované mnohavrstevnaté architektury. Ve srovnání s jinými přírodními vědami je však použití hlubokých neuronových sítí na problémy z oblasti návrhu léčiv stále poměrně limitováno. Cílem této dizertační práce je proto prozkoumání možností a aplikace hlubokých neuronových sítí na různé úkoly z oblasti počítačového návrhu léčiv, jako je např. explorace chemického prostoru nebo virtuální screening.

Nanostrukturované nosiče na bázi celulózy a jejích derivátů s nastavitelnými vlastnostmi pro tkáňové inženýrství

Švorčík Václav, prof. Ing. DrSc. ( svo...@vscht.cz)

Pěstování monokrystalů a strukturní analýza vícekomponentních krystalů

Čejka Jan, Ing. Ph.D. ( cej...@vscht.cz)
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.

Reologické vlastnosti směsí partikulárních látek

Zámostný Petr, doc. Ing. Ph.D. ( zam...@vscht.cz)
Práce bude zaměřena na studium mezičásticových interakcí, reologie a tokových vlastností směsí partikulárních látek v kontextu přípravy směsí pro přímé lisování tablet. Experimentální stránka bude zaměřena na využití práškové reometrie (Freeman FT4) a podpůrných charakterizačních technik. Cílem bude především popsat vliv mezičásticových interakcí v binárních a komplexních směsích na tokové vlastnosti směsí využitelných pro přímé lisování tablet.

Selekční tlaky v lokusech endogenních retrovirů (HERV) u člověka

Svozil Daniel, doc. Mgr. Ph.D. ( svo...@vscht.cz)
Lidské endogenní retroviry tvoří významnou část genomu. V některých tkáních mohou být transkripčně aktivní, jejich vliv na fentoyp buňky však není známý. Detekce selekčních tlaků na jednotlivé HERV lokusy může pomoci objasnit jejich význam a míru vlivu na buňku. Tématem dizertační práce bude na datech z veřejných sekvenačních projektů (projekt 1000 genomů atd.) naměřit selekční tlak na HERV lokusech. Hodnoty získané různými výpočetními metodami rozšíří data ve specializované databázi HERVd (http://herv.img.cas.cz). Součástí dizertace bude i návrh vizualizace hodnot selekčního tlaku a integrace do webového rozhraní.

Studium binárních efektů na kompaktaci směsí partikulárních látek

Zámostný Petr, doc. Ing. Ph.D. ( zam...@vscht.cz)
Téma je zaměřeno na studium vlivu struktury směsi dvou a více partikulárních látek na její chování při kompaktaci a lisování tablet. Předmětem studia budou dvojice partikulárních materiálů relevantní pro jednotkové operace výroby pevných lékových forem, jako například plnivo-kluzná látka, plnivo-lubrikant, plnivo-pojivo, nebo interaktivní směs nosič-API. U těchto směsí budou studovány jejich lisovací charakteristiky v kompaktačním analyzátoru, jako funkce struktury připravené směsi. Získané poznatky mohou být následně využity pro vývoj koprocesovaných směsí excipientů pro univerzální využití při formulaci směsí pro přímé lisování tablet.

Studium bioaktivních nanovrstev na zahřátém/podchlazeném substrátu

Slepička Petr, doc. Ing. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Studium vlivu teploty substrátu na vlastnosti následně deponovaných metalických/uhlíkových nanovrstev. Vybrané polymerní substráty budou tepelně namáhány/chlazeny a bude sledován vliv teploty na povrchové vlastnosti následně deponovaných kovových nanovrstev (morfologie, optické a elektrické vlastnosti). Polymerní substráty budou rovněž plazmaticky či laserově modifikovány a bude sledován vliv této modifikace na povrchové vlastnosti ve srovnání s původními nemodifikovanými substráty. Substráty budu rovněž následně roubovány bioaktivními látkami. Budou testovány biokompatibilní vlastnosti těchto substrátů. Interdisciplinární charakter práce - možné aplikace v chemii, tkáňovém inženýrství či senzorech.

Studium mechanismů ovlivňujících propustnost kožní bariéry

Zbytovská Jarmila, doc.Mgr. Dr.rer.nat. ( zby...@vscht.cz)
Dermální a transdermální aplikace léčiv jsou do značné míry limitovány nepropustnou kožní bariérou. Existuje však řada možností jak tuto bariéru fyzikálním nebo chemickým působením dočasně oslabit a tím napomoci průniku léčiv. Mechanismus těchto postupů však mnohdy není zcela znám. Cílem této práce bude zmapování možností modulace kožní bariéry a u vybraných postupů sledovat mechanismus jejich účinku na molekulární úrovni. Vedle in vitro permeačních studií na kůži či umělých membránách, budou využívány i metody biofyzikální charakterizace, především spektroskopie (infračervená či Ramanova) a rentgenová difrakce.

Uvolňování účinné látky z pevné lékové formy v závislosti na její formulaci a struktuře

Zámostný Petr, doc. Ing. Ph.D. ( zam...@vscht.cz)
Cílem této práce bude studium uvolňování léčivých látek z lékových forem prostřednictvím in-situ monitorování rozpadu lékové formy na menší částice a uvolňování léčivé látky z těchto fragmentů. Výsledky této zkoušky budou konfrontovány se změnami formulace preparátu nebo s parametry výrobního postupu a s tím souvisejícími změnami struktury lékové formy. Konečným cílem je zobecnit vztahy mezi formulací, strukturou a uvolňováním pomocí matematického modelování.

Vlastnosti kovových nanostruktur

Švorčík Václav, prof. Ing. DrSc. ( svo...@vscht.cz)

Vliv procesně indukovaných poruch na povrchové vlastnosti farmaceutických materiálů

Zámostný Petr, doc. Ing. Ph.D. ( zam...@vscht.cz)
Patera Jan, Ing. Ph.D. ( jan...@vscht.cz)
Téma je zaměřeno na studium procesně indukovaných poruch (process induced disorder) povrchu partikulárních látek, vznikajících např. při mletí či vysokosmykovém mísení a charakterizaci změny povrchových vlastností studovaných látek. Předmětem studia bude i vliv rozložení povrchového napětí, resp. heterogenity povrchu na sílu interakce mezi dvěma partikulárními látkami a vliv této interakce na rychlost rozpouštění účinné látky z takto připravených směsí.

Vývoj koprocesovaných excipientů pro formulaci orodispergovatelných lékových forem

Zámostný Petr, doc. Ing. Ph.D. ( zam...@vscht.cz)
Cílem práce je vývoj strukturovaných excipientů využitelných pro formulaci orodispergovatelných tablet a dalších lékových forem s požadavkem velmi rychlého rozpadu. Vývoj by měl směřovat ke koprocesovaným excipientům složeným z více komponent s využitím vhodné aglomerační techniky, tak, aby vznikla řízená struktura schopná rychle absorbovat vodu, vytvářet vnitřní napětí a rozpadat se. Využitím koprocesovaných excipientů se sleduje kromě dosažení požadovaných parametrů rozpadu také začlenění levnějších excipientů a tím i vývoj nákladově optimálních produktů.

Vývoj nanonosičových systémů pro dermální a transdermání podání léčiv

Zbytovská Jarmila, doc.Mgr. Dr.rer.nat. ( zby...@vscht.cz)
Nanonosiče (nanočástice, lipozomy, mikroemulze a další) skýtají velký potenciál pro farmaceutický vývoj. Jednou z oblasti jejich možného použití je dermální a transdermální podání léčiv. I když dnes známe řadu pozitivních efektů nanonosičů při aplikaci na kůži, přesný mechanismus jejich interakce s kožní bariérou není zcela znám.
Cílem této práce bude vývoj a charakterizace vybraných typů nanonosičů obsahujících modelové léčivo. Tyto systémy budou in vitro podrobeny permeačním studiím, kde se bude sledovat jejich vliv na penetraci léčiva přes kožní bariéru. Vedle nativní zdravé kůže bude používán model narušené kožní bariéry imitující některá kožní onemocnění a rovněž modelové membrány napodobující lipidovou část kožní bariéry. Interakce nanonosičů s kožní bariérou budou vedle permeačních studií hodnoceny mikroskopicky a pomocí dalších vhodných metod (např. IR- či Ramanova spektroskopie).
Hlavními výstupy práce bude objasnění interakcí daných nanonosičů s kožní bariérou a vyhodnocení optimálních nanonosičových formulací.

Makromolekulární chemie

Studijní program: Chemie (čtyřletá)

Degradace a ochrana polymerních objektů v exteriéru

Knotek Vítězslav, Ing. Ph.D. ( Vit...@vscht.cz)
Umělecké objekty z polymerních materiálů umístěné v exteriéru jsou vystaveny působení povětrnosti a podléhají degradaci. Práce se bude zabývat studiem těchto degradačních procesů, především u polyesterových a epoxidových pryskyřic. Jedním z cílů bude návrh vhodné dlouhodobé ochrany objektů pomocí moderních nátěrových systémů.

Ekologicky přijatelné stabilizační systémy pro PVC na bázi syntetického hydrotalcitu

Kalousková Radka, Ing. CSc. ( kal...@vscht.cz)
Vzrůstající požadavky na ekologicky přijatelná aditiva pro zpracování polymerů jsou motivací ke studiu účinnosti netoxických sloučenin ve funkci kostabilizátorů (např.na bázi syntetického hydrotalcitu), především v neměkčených směsích PVC. Předmětem studia je nalezení vztahů mezi chemickou strukturou těchto sloučenin a jejich schopností neutralizovat kyselé produkty a efektivně ovlivňovat účinnost primárních stabilizátorů, charakterizace jejich snášenlivosti s aditivy a eliminace těžkých kovů v stabilizačním systému pro PVC při zachování jeho účinnosti.

Interakce barevné vrstvy a papírové podložky

Ďurovič Michal, doc. Dr. Ing. ( Mic...@vscht.cz)
Barevná vrstva různých malířských technik na papírové podložce (akvarel, kvaš, pastel) podléhá pozvolné degradaci stejně jako samotný lignocelulózový nosič.
Cílem této práce bude studium vzájemného působení jednotlivých složek barevné vrstvy vybraných malířských technik a papírového nosiče během umělého stárnutí.
Pozornost bude věnována také vlivu elektromagnetického záření, plynných polutantů a některých konzervačních metod používaných při konzervaci papíru na tento proces.

Katalytická syntéza biodegradovatelných polymerů na bázi oxidu uhelnatého

Merna Jan, doc. Ing. Ph.D. ( Jan...@vscht.cz)
Cílem práce je syntetizovat katalytické systémy pro konverzi oxidu uhelnatého na biodegradabilní polymerní materiály. Hlavní pozornost bude v první fázi upřena na reakce oxidů uhlíku s epoxidy vedoucí k polyesterům podobným bakteriemi produkovaným polyhydroxyalkanoátům. U získaných polymerů bude sledována stereoregularita a porovnány jejich vlastnosti s vysoce stereoregulárními polymery přírodního původu. Práce má multidisciplinární charakter se zaměřením na organometalickou a polymerní syntézu s přesahem do studia biologické rozložitelnosti připravených materiálů.

Kovulkanizace kaučuků

Kuta Antonín, doc. Ing. CSc. ( k...@vscht.cz)
Mnoho pryžových materiálů je založeno na kombinaci dvou i více kaučuků. Výsledné vlastnosti těchto vulkanizátů jsou závislé jak na stupni vzájemného promísení jednotlivých kaučuků, tak na distribuci příčných vazeb v materiálu. Práce by hodnotila vlastnosti vulkanizátů z hlediska morfologie materiálu se zaměřením na distribuci síry, zinku a případně dalších prvků.

Materiálová recyklace odpadní pryže

Hrdlička Zdeněk, Ing. Ph.D. ( zde...@vscht.cz)
Mezi různými způsoby nakládání s odpadní pryží je v současnosti velice perspektivní tzv. materiálová recyklace, spočívající v jejím drcení a další aplikaci vzniklé drtě, např. jako složky kaučukových směsí nebo elastické složky termoplastických elastomerů. Pro dosažení dobrých fyzikálně-mechanických vlastností produktu je důležitá řada faktorů. Práce bude studovat např. vliv způsobů drcení, tvaru a velikosti částic, chemických či fyzikálních úprav drtě před mícháním a technologických parametrů míchání na vlastnosti produktu.

Molekulání kompozity polyamidů

Brožek Jiří, prof. Ing. CSc. ( bro...@vscht.cz)
Práce je zaměřena na možnosti přípravy molekulárních kompozitů polyamidu 6 s jinými polyamidy a jejich charakterizace. V těchto materiálech funguje polyamid jako matrice a další polyamid je v matrici rozptýlen a může zásadně měnit některé vlastnosti daného materiálu. Tyto kompozity nabízejí značnou variabilitu vlastností a splňují požadavky na speciální polymery.

Organické přísady do malt

Novák Michal, Ing. Ph.D. ( nov...@vscht.cz)
V historii byla během přípravy malt používána celá řada přísad organického charakteru. Vliv některých přísad byl již v minulosti popsán, u celé řady z nich však různí autoři udávají zcela opačné účinky. Tato práce bude zaměřena na studium vlivu jednotlivých organických přísad a na možnosti jejich náhrady syntetickými látkami s obdobným účinkem.

Polyamidové nanokompozity

Brožek Jiří, prof. Ing. CSc. ( bro...@vscht.cz)
Záměrem práce je příprava a charakterizace nových hybridních materiálů na bázi vrstevnatých anorganických plniv (vrstevnatých silikátů, podvojných hydroxidů a grafenu) a polyamidu 6. Tyto materiály budou připravovány in situ polymerací hexano-6-laktamu v přítomnosti dispergovaných plniv nebo metodou míšení v tavenině.

Polymerní změkčovadla na bázi kaprolaktonu

Kalousková Radka, Ing. CSc. ( kal...@vscht.cz)
Studium bude zaměřeno na využití ekologicky přijatelných polymerních změkčovadel na bázi kaprolaktonu k měkčení PVC. Budou syntetizovány a hodnoceny nové typy změkčovadel a studovány netradiční postupy při jejich aplikaci, včetně využití polymerace nízkomolekulárních aditiv v procesu zpracování PVC.

Příprava a charakterizace (modifikovaných) polyimidových materiálů s cílenou strukturou

Sysel Petr, prof. Ing. CSc. ( sys...@vscht.cz)
Polyimidy jsou ceněny především pro svou mechanickou, chemickou a dielektrickou odolnost v širokém teplotním rozmezí - 100 až 200 st. C. Využívají se často v podobě tenkých fólií (filmě) nebo vrstev (o tloušťce desetin až stovek mikrometrů), např. jako polymerní membrány v separačních technologiích. Pro využití je podstatné, aby vlastnosti takových produktů byly prakticky neměnné po celou dobu aplikace a po jejím skončení naopak byly tyto materiály zlikvidovatelné či přetvořitelné. V práci bude sledována závislost cíleného chemického složení, struktury a podmínek přípravy (modifikovaných) polyimidových materiálů na časovou proměnnost jejich vlastností (zejména morfologie, termické, mechanické a chemické odolnosti, transportních charakteristik plynů a par) a s tím související (potenciální) využitelnost

Příprava blokových kopolymerů na bázi alifatických polykarbonátů

Hermanová Soňa, Mgr. Ph.D. ( son...@vscht.cz)
Cílem práce je příprava triblokových kopolymerů s centrálním blokem na bázi např. poly(trimethylenkarbonátu), které se chovají jako termoplatické elastomery. Kopolymery o dostatečně vysoké molární hmotnosti budou otestovány pro přípravu scaffoldů technologií 3D tisku.

Příprava kopolymerů olefinů s polárními skupinami

Merna Jan, doc. Ing. Ph.D. ( Jan...@vscht.cz)
Cílem práce je příprava kopolymerů olefinů s polárními monomery nebo zavedení polárních skupiny polymeranlogickými reakcemi za účelem rozšíření využití polyolefinů v nových, netradičních aplikacích. Pozornost bude zaměřena na syntézu náhodných, roubovaných a blokových kopolymerů a přípravu částic z amfifilních makromolekul. Pro dosažení požadované polymerní architektury budou využity různé mechanismy (koordinační, iontový, radikálový) řízené polymerace.

Příprava mikro-/nanovlákenných vrstev z biodegradovatelných (ko)polyesterů

Malinová Lenka, Ing. Ph.D. ( len...@vscht.cz)
Práce bude soustředěna na přípravu biodegradovatelných a biokompatibilní (ko)polymerů a převedení těchto materiálů na mikro-/nanovlákenné vrstvy. Materiály budou připraveny (ko)polymerací cyklických esterů, kde pro iniciaci (ko)polymerace budou využity iniciátory na bázi biogenních kovů (např. hořčíku, vápníku). Z připravených (ko)polymerů budou poté ve spolupráci s externím pracovištěm připraveny mikro-/nanovlákenné vrstvy za použití různých technik, kde bude hledán vztah mezi vlastnostmi zvlákňovaného materiálu (složení kopolymeru, molární hmotnost, termické vlastnosti, koncentrace roztoku, typ rozpouštědla) a parametry zvlákňovacího procesu (aplikované napětí, vzdálenost elektrody od kolektoru, typ elektrody) na kvalitu vytvářených vlákenných vrstev a průměry vláken. V neposlední řadě bude otestována citlivost připravených materiálů vůči degradaci.

Vulkanizace kaučuků v přítomnosti polárních aditiv.

Kuta Antonín, doc. Ing. CSc. ( k...@vscht.cz)
Vulkanizace je rozhodujícím stupněm procesu přeměny kaučuků na pryž. Její průběh je ovlivňován nejen typem kaučuku a vulkanizačního systému, ale i dalšími přísadami, které jsou do kaučukové směsi přidávány záměrně nebo jako nečistoty doprovázejí některé složky směsi. Práce by se zaměřila na vliv polárních látek, např. vody, na průběh vulkanizace.

Zpevňování dřevěných památek

Kučerová Irena, Ing. Ph.D. ( kuc...@vscht.cz)
Zpevňování dřeva se stále provádí především na základě empirických poznatků. Proto cílem této práce je hlubší poznání vlivu fyzikálně-chemických vlastností konsolidantu na jeho penetraci strukturou dřeva a způsobu jeho distribuce ve dřevě a najít metody vhodné pro studium penetrace konsolidantu do dřeva

Cílená terapie nádorových kmenových buněk s využitím polymerních terapeutik, spojená se studiem mezibuněčné komunikace exosomy a mikrovesikuly

Janoušková Olga, Mgr. Ph.D. ( jan...@imc.cas.cz)
Polymerní nosiče léčiv umožňují směrování léčby do cílového místa a také minimalizují vedlejší účinky terapie. Kmenové nádorové buňky zůstávají populací rezistentní na působení běžných i polymerních léčiv a často stojí u původu vzniku metastáz. Zaměření na tyto typy buněk, je jedním z dosud nevyřešených témat nádorové terapie. V tomto směru jsou testována selektivní léčiva směřovaná na inhibici nádorových kmenových buněk a současně jsou vytvářeny in vitro modely pro jejich studium formou sferoidů. Pro sledování modulace odpovědi organizmu na protinádorovou léčbu a vývoj metastáz jsou v posledních letech studovány exosomy a mikrovesikuly, tyto vesikuly odvozené z plazmatické membrány buněk jsou významnými indikátory fyziologických i patologických procesů. Studium odpovědi buněk se zaměřením na nádorové kmenové buňky a charakterizace prostředí nádorové tkáně signálními mikročásticemi po cílené léčbě polymerními léčivy může významně zefektivnit vývoj protinádorových léčiv . Cílem projektu bude příprava polymerních léčiv, selekce kmenových nádorových buněk a studium buněčné odpovědi na interakci s polymerními nosiči a léčivy, resp. mezibuněčná komunikace prostřednictvím mikročástic a exosomů, jejich charakterizace a modulace jejich tvorby v závislosti na typu nosiče a léčiva. Navrhované téma se dotýká přesahu oborů biochemie, makromolekulární chemie a molekulární biologie, který je v současnosti velmi aktuální s ohledem na potřebné propojení oborů směřující k efektivnějšímu vývoji léčiv a terapeutických přístupů. Student se vedle základních technik nezbytných pro přípravu makromolekul naučí základní metody buněčné a molekulární biologie.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Dopravní systémy léčiv pro léčbu a diagnostiku zánětlivých onemocnění

Etrych Tomáš, RNDr. Ph.D., DSc. ( etr...@imc.cas.cz)
Zánětlivá onemocnění, např. revmatoidní artritida, jsou stále velkým problémem současné medicíny. Léčba těchto onemocnění klasickými nízkomolekulárními léčivy, např. glukokortikoidy, s sebou nese poměrně závažné vedlejší účinky léčby. Naproti tomu, směrované samouspořádávatelné micelární, nanočásticové nebo vodorozpustné polymery představují vysoce účinné systémy pro dopravu velké šíře terapeuticky aktivních léčiv. Kromě toho, využití těchto dopravních systémů léčiv umožňuje významně vylepšit farmakokinetiku léčiv a tedy i jejich finální terapeutickou účinnost. Disertační práce se zaměří na návrh struktur, syntézu a studium fyzikálně-chemických vlastností samo-uspořádávatelných a vodorozpustných dopravních systémů obsahujících biologicky aktivní léčiva aktivovatelná díky specifickým podnětům (stimulům) v cílené části organismu. Studované dopravní systému budou s výhodou obsahovat také směrující skupiny do zánětlivých ložisek. 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. Disertační práci je možné studovat v rámci programu "cotutelle" mezi českým výzkumným centrem a Universitou Paris-descartes ve Francii. V rámci práce se předpokládá úzká spolupráce se spolupracujícími biologickými pracovišti v Čechách i v zahraničí.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Hydrofilní polymerní materiály funkcionalizovné thioly pro biomedicinální aplikace

Macková Hana, Ing. Ph.D. ( mac...@imc.cas.cz)
Organické sloučeniny, jmenovitě thioestery, disulfidy a thioethery, hrají důležitou roli ve vývoji pokročilých multifunkčních materiálů pro rozmanité aplikace. A protože thiolové skupiny vykazují vysokou reaktivitu za mírných podmínek, umožňuje to z těchto materiálů vytvořit biodegradovatelné a redoxně-senzitivní materiály. Proto je toto téma zaměřeno zejména na jejich využití. Cílem práce je syntetizovat monomery a hydrofilní polymery s obsahem thiolových skupin různými polymerizačními technikami např. polymerizací adičně-fragmentačním přenosem řetězce. Z těchto prekurzorů budou vyvíjeny hydrogelové materiály, jejichž vlastnosti budou kontrolovány změnou parametrů syntetických postupů. Materiály budou rovněž důkladně charakterizovány a použity pro biomedicinální účely jako např. degradovatelné hydrogely pro tkáňové rekonstrukce a depoty pro léčiva, nanočásticové systémy citlivé na přítomnost thiolů pro dopravu léčiv, separační media pro proteinovou chromatografii, hydrofilní povlaky nebo lapače radikálů.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Makromolekulární cesty k přípravě bio-inspirovaných hierarchicky strukturovaných povrchů

Pop-Georgievski Ognen, Ing. Ph.D. ( geo...@imc.cas.cz)
Strukturované polymerní povrchy nesoucí biologicky aktivní skupiny a zároveň schopné potlačit adsorpci bílkovin z biologických vzorků jsou intenzivně studovány pro své využití v různých biotechnologických a biomedicinálních aplikacích. Hlavním cílem disertační práce je vyvinout nové cesty makromolekulární povrchové modifikace pro přípravu bio-inspirovaných hierarchicky a prostorově strukturovaných povrchů. Strukturování povrchů bude dosaženo pomocí kombinace rozličných technik vzorování povrchu a kontrolované povrchově iniciované polymerizace jako například radikálové polymerizace s přenosem atomu („Atom Transfer Radical Polymerization, ATRP“), polymerizace s reverzibilním adičně-fragmentačním přenosem („Reversible Addition Fragmentation Transfer, RAFT”) a živé radikálové polymerizace s přenosem jednotlivého elektronu („Single Electron Transfer Living Radical Polymerization, SET-LRP”). V průběhu studia se uchazeč aktivně seznámí s rozličnými technikami charakterizace povrchů, jako jsou spektroskopická elipsometrie (SE), infračervená reflexní absorpční spektroskopie (IRRAS), rentgenová fotoelektronová spektroskopie (XPS), křemenné mikrováhy (QCMD), povrchová plasmonová resonance (SPR) a další. Vyvinuté bioinspirované strukturované povrchy budou použity jako aktivní rozhraní pro pokročilé biomedicinální aplikace, například pro tkáňové inženýrství a biosenzory.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Nové polymerní materiály pro membránové procesy

Pientka Zbyněk, RNDr. CSc. ( pie...@imc.cas.cz)
Membránové separace plynů jsou nové a dynamicky rozvíjející se technologie, jejichž největší předností jsou energetická úspornost, spolehlivost a ekologická šetrnost - v porovnání s klasickými separačními procesy (destilace, sorpce). Polymerní membrány jsou schopné separovat směsi plynů a par na základě sítového efektu - různé plyny difundují mezi polymerními řetězci různou rychlostí. Rozhodující pro výslednou separační účinnost je jak chemická struktura polymeru tak morfologie výsledné membrány. Takto jsme v naší laboratoři objevili, že polymerní pěny, jako mnohačetné membránové soustavy, mohou účinně selektivně „sorbovat“ plyny. Koncept technologie byl patentován a nyní se toto téma rozvíjí. Info o výzkumu v Oddělení polymerních membrán: http://www.imc.cas.cz/cz/umch/o_membr.html
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Polymerní elektrolyty vhodné pro lithiové polymerní baterie

Abbrent Nováková Sabina, RNDr. Ph.D. ( abb...@imc.cas.cz)
Současné lithiové baterie, které běžně nacházíme ve spotřební elektronice, mají stále závažné nedostatky a budou vyžadovat další technologické inovace. V literatuře bylo popsáno velké množství polymerních elektrolytů (PE) od suchých po plastifikované nebo gelové systémy, ale dosud nebylo nalezeno uspokojivé řešení. Vhodné polymerní systémy s optimalizovaným složením musí také být kompatibilní s elektrodami a to vše vyžaduje hluboké základní znalosti fyzikálně-chemických jevů souvisejících s mechanizmy vodivosti a interakcí mezi polymerem, pohyblivými složkami a dalšími komponenty baterie, což vyžaduje důkladné studium vlastností ovlivňujících iontovou vodivost a podrobnou charakterizaci dynamiky a fyzikálně-chemických vlastností materiálů. Experimentální techniky, jako jsou impedanční spektroskopie a NMR spektroskopie, jsou nezbytné k vyjasnění vlivu různého složení vzorků z hlediska výsledných mechanických, tepelných a především elektrochemických vlastností a budou hlavními používanými technikami. Důraz lze však změnit podle předpokladů a schopností studenta.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Samouspořádané polymerní systémy citlivé na více vnějších podnětů současně

Hrubý Martin, Mgr. Ph.D., DSc. ( h...@imc.cas.cz)
Samouspořádání (makro)molekul je základem architektury živých organismů. Příkladem takových přírodních supramolekulárních nanostruktur jsou multienzymové komplexy, ribozómy nebo cytoplazmatická membrána. Takto vzniklé supramolekulárníní systémy mají klíčové vlastnosti závislé právě na samouspořádání a jsou vlastně přírodními nanostroji. Ze synteticky připravených systémů tohoto typu jsou nejdůležitější polymerní nanočástice. Ty proto nalézají uplatnění zejména v oblasti biomedicínských aplikací, zejména pokud jsou schopné vratně reagovat na vnější podněty (změny pH, světla, redoxpotenciálu, ultrazvuku, teploty, či přítomnost některých látek). Náplní dizertační práce je příprava, studium samouspořádání a interakcí s vnějším biologickým prostředím takovýchto nanočástic citlivých na vnější podněty (se zaměřením na změny pH, redoxpotenciálu, kocentraci vápníku a teploty, zejména pak na systémy citlivé na několik podnětů současně). Studované nanočástice budou určeny pro diagnostiku a cílenou personalizovanou terapii nádorových a infekčních onemocnění. Klíčovou součástí dizertační práce bude využití pokročilých charakterizačních metod, zejména statického, dynamického a elektroforetického rozptylu světla, maloúhlového rozptylu rentgenového záření a neutronů, isotermální titrační kalorimetrie a fluorescenční korelační spektroskopie. Nanočástice budou poté poskytnuty spolupracujícím biologickým pracovištím k testování.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Materiálové inženýrství

Studijní program: Chemie a technologie materiálů (čtyřleté)

Biokompatibilita modifikovaných polymerů

Švorčík Václav, prof. Ing. DrSc. ( svo...@vscht.cz)

Imobilizace kovových nanostruktur na polymerních nosičích

Siegel Jakub, doc. Ing. Ph.D. ( Jak...@vscht.cz)
Experimentální práce zaměřená na přípravu kovových nanostruktur a vývoj metod jejich ukotvení na polymerních nosičích pro přípravu nové generace antimikrobiálních povrchů. K imobilizaci nanočástic budou využity fyzikální a chemické metody založené na interakci připravemných nanostruktur s laserovým zářením nebo chemickými činidly. Antibakteriální účinky a biokompatibilita vyvinutých povrchů budou vyhodnoceny ve spolupráci s Ústavem biochemie a mikrobiologie VŠCHT Praha.

Laserová modifikace pevnolátkových substrátů

Slepička Petr, doc. Ing. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Studium interakce laserového svazku s povrchem pevnolátkového substrátu (polymer, sklo, tenká kovová vrstva). Příprava modifikovaných polymerů expozicí substrátu pod a nad ablačním prahem, charakterizace změny povrchové chemie a morfologie vlivem expozice excimerovým laserem. Příprava souvislých a nesouvislých struktur na modifikovaných substrátech. Studium povrchové difúze a tepelného namáhání nanostruktur. Interakce laserového svazku se substráty s deponovanými kovovými nanostrukturami a jejich charakterizace. Interdisciplinární charakter práce – možné aplikace v chemii, elektronice a studiu biokompatibility (tkáňové inženýrství).

Vlastnosti kovových nanostruktur

Švorčík Václav, prof. Ing. DrSc. ( svo...@vscht.cz)

Příprava a charakterizace nových materiálů na bázi ternárních halogenidů metodou micro-pulling-down pro lasery v blízké IČ oblasti

Král Robert, Ing. Ph.D. ( k...@fzu.cz)
Téma práce bude zaměřeno na přípravu, čištění a růst monokrystalů podvojných alkalicko-olovnatých halogenidů, především RbPb2Cl5, vertikální Bridgmanovou s cílem zvýšit concentraci prvků vzácných zemin v matrici a stabilizovat ji, aby bylo možné dosáhnout jejich stimulované emise pro pevnolátkové lasery operující v blízké infračervené oblasti. Na připravených monokrystalech budou studovány jejich fyzikální, optické a luminiscenční vlastnosti.
Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i.

Příprava vysoce účinných scintilačních krystalů na bázi směsných perovskitů metodou micro-pulling-down a jejich charakterizace

Pejchal Jan, Ing. Ph.D. ( pej...@fzu.cz)
Práce bude zaměřena na přípravu směsných perovskitů dopovaných prvky vzácných zemin metodou micro-pulling-down a studium jejich luminiscenčních a scintilačních vlastností. Cílem bude hledání optimálního složení perovskitových krystalů z hlediska stabilizace perovskitové fáze a dosažení vynikajících scintilačních charakteristik překonávajících parametry doposud známých materiálů.
Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i.

Studium růstových podmínek přímým měřením teplotního pole při simulovaném růstu krystalů vertikální Bridgmanovou metodou

Král Robert, Ing. Ph.D. ( k...@fzu.cz)
Práce bude zaměřena na studium růstových podmínek přímým měřením teplotního pole uvnitř růstové ampule s modelovou sloučeninou při simulované růstu krystalů vertikální Bridgmanovou metodou. Cílem bude zaznamenat a optimalizovat vliv růstových podmínek (teplotní gradient and rychlost posuvu) na výslednou kvalitu krystalu. Jedním z dílčích cílů bude stanovení vlivu vnějšího magnetického pole na růstové podmínky a porovnat je s dosaženými výsledky.
Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i.

Syntéza, čištění a růst monokrystalů vysoce hygroskopických materiálů na bázi halogenidů vzácných zemin metodou micro-pulling-down pro scintilační detektory

Král Robert, Ing. Ph.D. ( k...@fzu.cz)
Těžištěm práce bude syntéza vysoce hygroskopického jodidu strontnatého z různých výchozích surovin a jeho následné čištění zavádením halogenačního činidla do jeho taveniny kombinované se zonální rafinací. Jedním z cílů bude testovat různá halogenační činidla a sledovat vliv na výsledné vlastnosti materiálu. Z přečištěného materiálu budou připraveny monokrystaly metodou micro-pulling-down dopované prvky vzácných zemin a studovány jejich fyzikální, optické a luminiscenční vlastnosti a jejich scintillační účinnost.
Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i.

Metalurgie

Studijní program: Chemie a technologie materiálů (čtyřleté)

Biodegradovatelné kovové materiály pro medicínské aplikace

Vojtěch Dalibor, prof. Dr. Ing. ( voj...@vscht.cz)
Téma bude zaměřeno na vývoj kovových biomateriálů na bázi slitin hořčíku, zinku, případně železa. Tyto kovy jsou potenciálně vhodné pro výrobu lékařských implantátů s přechodnou funkcí – např. stentů nebo fixací zlomených kostí. V práci budou zkoumány různé slitiny hořčíku, zinku, případně železa, a to z pohledu mechanických vlastností, korozního chování v simulovaném tělním prostředí, toxicity a biokompatibility.

Kovové materiály vyrobené technologiemi 3D tisku

Vojtěch Dalibor, prof. Dr. Ing. ( voj...@vscht.cz)
Metody 3D tisku, jako je např. SLM - selective laser melting - jsou perspektivní pro výrobu náročných konstrukčních součástek i lékařských implantátů, neboť umožňují zhotovení i velmi složitých tvarů. V práci budou studovány struktury, mechanické, korozní, případně biologické vlastnosti titanových slitin, korozivzdorných ocelí, případně lehkých slitin vyrobených metodami 3D tisku.

Materiálové řešení palivových článků s nízkým obsahem platinových kovů

Kouřil Milan, doc. Ing. Ph.D. ( kou...@vscht.cz)
Součástí vývoje nových, zhlediska nákladů přijatelnějších, vodíkových palivových článků je vývoj pokročilých tenkovrstvých nanokatalyzátorů s nízkým obsahem drahých kovů a jejich nosičů, které musí splňovat enormní požadavky na korozní odolnost ve specifických podmínkách palivových článků. Cílem práce je nalezení materiálů s nezbytnou korozní odolností, elektrickými, tepelnými i mechanickými vlastnostmi pro komponenty svazků palivových článků nové generace s vysokou životností. V rámci práce budou testovány kovové i nekovové materiály vhodné z pohledu mechanické stability a elektrické a tepelné vodivosti v kyselém prostředí palivových článků s polymerní membránou za současné anodické či katodické polarizace.

Mechanismus nízkoteplotního korozního praskání korozivzdorných ocelí

Prošek Tomáš, Ing. Ph.D. ( pro...@vscht.cz)
Jsou-li správně vybrány a aplikovány, korozivzdorné oceli vykazují vynikající dlouhodobou odolnost. Pro výběr vhodných korozivzdorných ocelí pro vodné elektrolyty je k dispozici dostatek dat, což však neplatí pro aplikace v atmosférických podmínkách. Případy selhání zavěšených stropních konstrukcí a dalších komponent prokázaly, že austenitické korozivzdorné oceli podléhají koroznímu praskání (KP) ve specifických atmosférických podmínkách charakterizovaných tvorbou koncentrovaných chloridových roztoků pod úsadami vysoce rozpustných chloridových solí i při nízkých teplotách. Toto bylo pozorováno v plaveckých halách, pro horolezecké skoby v přímořských oblastech a v petrochemickém průmyslu. Bezpečností komise Mezinárodní horolezecké asociace (UIAA) v současnosti připravuje nový standard, který bude klasifikovat horolezecké skoby do tříd podle jejich odolnosti proti KP a dalším formám korozního napadení. Příprava standardu vyžaduje hlubší porozumění korozním mechanismům za daných podmínek. V práci budou systematicky studovány faktory ovlivňující iniciaci a šíření KP jako například depoziční mechanismus, složení a koncentrace úsad, tahové napětí, vliv štěrbin a akumulace agresivních iontů, chemické složení skal, opakované odstraňování úsad deštěm a kondenzací, složení korozivzdorných ocelí a jejich mikrostruktura a další. Zároveň probíhá rozsáhlý expoziční program vzorků korozivzdorných ocelí a alternativních materiálů na stanicích po celém světě, který je řízený UIAA. Tento program bude podporován formou provádění analýz poškození a dalšími doprovodnými měřeními a zkouškami.

Mechanismus protikorozní ochrany oceli duplexními povlaky při dlouhodobé venkovní expozici

Prošek Tomáš, Ing. Ph.D. ( pro...@vscht.cz)
Kontinuálně lakované ocelové plechy pro stavební účely prokazují výbornou korozní odolnost i v agresivních prostředích díky synergické ochraně poskytované kovovým a organickým povlakem. Vzhledem ke kontinuálnímu vývoji aplikačních technologií, nátěrových systémů, měnícím se tržním podmínkám a regulacím, výrobky z těchto materiálů jsou průběžně inovovány. Každý nový produkt musí projít náročným ověřováním, které zahrnuje velké množství mechanických, adhezních a korozních laboratorních zkoušek a také expozice ve venkovním prostředí. Výsledky venkovních expozic a laboratorních zkoušek často vykazují nedostatečnou korelaci a dokonce ani venkovní expozice nemusí vést k typům degradace shodným s těmi pozorovanými na skutečných stavbách. V disertační práci bude sledováno dlouhodobé chování kontinuálně lakovaných materiálů v přirozených podmínkách expozice ve středně korozivním klimatu. Porovnání rozdílů v chování tradičních zkušebních vzorků o malých rozměrech a velkých panelů simulujících střechy s nízkým sklonem umožní posouzení reprezentativnosti malých vzorků s ohledem na skutečné servisní podmínky. Kontinuální monitoring panelů exponovaných ve venkovním prostředí v reálném čase a laboratorní experimenty povedou k hlubšímu porozumnění ochranných mechanismů. Experimentální činnost bude zaměřena na pochopení jednotlivých klíčových degradačních mechanismů, např. koroze při skladování, vlivu velikosti panelů na delaminaci povlaku kolem defektů a vlivu tváření na korozní stabilitu.

Metody pro získání kritických kovů z hlubokomořských konkrecí

Vu Nguyen Hong, Ing. Ph.D. ( ...@vscht.cz)
Hlubokomořské konkrece jsou známé jako potenciální suroviny pro získávání Mn, Ni, Cu a Co. Vedle těchto neželezných kovů v konkrecích byl zjištěn v malých koncentracích výskyt řady kritckých kovů, které jsou nepostradatelné pro moderní ekonomiku, zejména kovy vzácných zemin, Li, Ga atd. Dizertační práce bude zaměřena na vývoj a ověření hydrometalurgických postupů pro efektivní získávání těchto kritických kovů.

Mikrostruktura a korozní odolnost pokročilých slitinových povlaků Zn-Al-Mg-X pro ochranu ocelových konstrukcí

Prošek Tomáš, Ing. Ph.D. ( pro...@vscht.cz)
Povlaky na bázi zinku jsou široce používané pro protikorozní ochranu ocelových konstrukcí a výrobků. V současné době probíhá intenzivní výzkum možností dalšího zvyšování korozní odolnosti a ochranných účinků zinkových povlaků přídavkem legujících prvků. Nově vyvinuté slitinové povlaky Zn-Al-Mg nacházejí uplatnění zejména v automobilovém průmyslu a ve stavebnictví. Další zlepšení užitných vlastností lze očekávat při použití povlaků Zn-Al-Mg-X, kde X může být například Si. Cílem práce bude studium průmyslově relevantních slitinových materiálů s aplikačním potenciálem. Zaměří se na hledání souvislosti mezi chemickým složením, mikrostrukturou, mechanickými vlastnostmi a korozní odolností. Studován bude mechanismus ovlivnění korozního chování v přítomnosti jednotlivých legujících prvků v simulovaných i reálných prostředích. Pozornost bude věnována také inhibičnímu vlivu korozních produktů na korozi oceli v defektech.

Nové nástrojové materiály na bázi intermetalik

Novák Pavel, doc. Ing. Ph.D. ( pan...@vscht.cz)
Téma je zaměřeno na vývoj nových nástrojových materiálů na bázi kompozitních materiálů. Matricí v těchto kompozitech bude intermetalická fáze - aluminidy přechodných kovů. Výztuží budou částice karbidů, oxidů nebo nitridů. Uvažovanou aplikací jsou obráběcí nástroje pro vysokorychlostní obrábění. Navrhovaná skupina materiálů umožňuje dosáhnout vysoké tvrdosti a zároveň teplené stability, což by mělo splnit požadavky uvažované aplikace. Bude popsána struktura, mechanické a tribologické vlastnosti pro různé kombinace matrice a výztuže.

Preventivní konzervace sbírkových předmětů z olova a jeho slitin

Kouřil Milan, doc. Ing. Ph.D. ( kou...@vscht.cz)
Historicky cenné olověné předměty, zejména buly historických dokumentů, jsou trvale vystaveny koroznímu působení vnitřních atmosfér archivů a depozitářů. Podmínky v těchto kryptoklimatech jsou dány neustálým uvolňováním těkavých organických látek z dřeva, obalových organických materiálů a ze samotných dokumentů. Metody preventivní konzervace a standardy určující postupy kontroly agresivity podmínek v archivech a depozitářích nejsou v současnosti schopny adekvátně reflektovat nároky na ochranu předmětů před působením agresívních organických těkavých látek. Cílem práce je vytvořit a aplikovat do praxe metodiku pro zkvalitnění preventivní konzervace sbírkových předmětů z olova a jeho slitin, včetně vývoje vhodných nástrojů pro ověření účinnosti zvolených preventivních a konzervačních postupů.

Ultra-jemnozrnné slitiny s vysokou entropií

Vojtěch Dalibor, prof. Dr. Ing. ( voj...@vscht.cz)
Slitiny s vysokou entropií jsou polykomponentní slitiny, v jejichž struktuře dominuje FCC plastický tuhý roztok. Proto v sobě neobvykle kombinují vysokou pevnost a zároveň plasticitu. Pokud je mikrostruktura slitin ultra-jemnozrnná, tzn. se zrny o velikosti 100-1000 nm, pak takové slitiny dosahují velmi vysokých hodnot pevností. Téma disertační práce bude zaměřeno na studium ultra-jemnozrnných slitin s vysokou entropií na bázi systému Cr-Co-Fe-Ni připravených mechanickým legováním, rychlým tuhnutím a dalšími postupy. Slitiny se vyznačují vysokou korozní odolností, tepelnou stabilitou a biokompatibilitou, proto jejich potenciální využití zahrnuje vysokoteplotní aplikace, korozní agresivní prostředí a vysoce mechanicky zatěžované lékařské implantáty.

Ultra-jemnozrnné vysoce pevné lehké slitiny vyrobené intenzivní plastickou deformací

Vojtěch Dalibor, prof. Dr. Ing. ( voj...@vscht.cz)
Intenzívní plastická deformace je procesem vedoucím k získání struktury kovů a slitin s velikostmi zrn mezi 100 a 1000 nm. Takové slitiny dosahují velmi vysokých pevností. V práci budou studovány slitiny lehkých kovů (Ti, Al, Mg) zpracované intenzivní plastickou deformací. Potenciální využití takových slitin je v namáhaných konstrukčních aplikacích a, v případě titanových slitin, pro mechanicky zatěžované lékařské implantáty.

Změny užitných vlastností vysoce legovaných ocelí během provozní expozice

Bystrianský Jaroslav, doc. Ing. CSc. ( bys...@vscht.cz)
Použití vysoce legovaných slitin (Cr – Ni – Fe) při vyšších teplotách je omezeno jejich strukturní nestabilitou a z toho vyplývající změnou odolnosti materiálu. Nové typy těchto materiálů nebo ve formě návaru budou sledovány z hlediska změny mechanických vlastností, změny odolnosti vůči vysokoteplotní oxidaci a odolnosti ke korozi, v závislosti na rozvoji strukturní změn. Pro vodná prostředí bude hodnocen vliv strukturních změn na odolnost k lokalizované korozi.

Organická chemie

Studijní program: Chemie (čtyřletá)

Biomimetické redoxní systémy pro fotoorganokatalýzu

Cibulka Radek, prof. Ing. Ph.D. ( cib...@vscht.cz)
Studium biochemických procesů v enzymech vede nejenom k poznání fungování biologických dějů, ale představuje rovněž inspiraci pro nové procesy využitelné v umělých systémech, například v oblasti diagnostiky, organické syntézy nebo v moderní analytické chemiei. Práce je zaměřená na studium flavinových kofaktorů jako účastníků přírodních redoxních a fotochemických dějů. Toto studium bude probíhat jak na modelech speciálně navržených a připravených v rámci práce, tak na enzymech. Získané poznatky budou využity pro návrh nových ekologických katalytických metod pro moderní organickou syntézu. Práce je zaměřena na syntetickou organickou chemii kombinovanou s fotofyzikálním studiem flavinových systémů. Výzkum bude probíhat ve spolupráci se zahraničními pracovišti.

Calixareny se smíšenými můstky

Lhoták Pavel, prof. Ing. CSc. ( lho...@vscht.cz)
Přítomnost sirných můstkových skupin v thiacalixarenech má za následek nejen zcela nové komplexační a konformační vlastnosti, ale vede také k velmi odlišné chemii těchto calixarenových derivátů. Cílem práce je proto syntéza calixarenů obsahujících v molekule zároveň různé typy můstků, např. -S- , -CH2-, -Se-, -O-, -NR- popř. –CH2-O-CH2-, a studovat chemické, konformační nebo komplexační vlastnosti takovýchto sloučenin. Protože deriváty se smíšenými můstky by mohly vykazovat vlastnosti obou matečných systémů (např. klasického calixarenu a thiacalixarenu), podobné systémy mohou představovat zajímavý příspěvek k supramolekulární chemie makrocyklů s možnou aplikací při designu a konstrukci nových typů receptorů.

Design a syntéza multifunkčních kapalných krystalů

Kohout Michal, doc. Ing. Ph.D. ( mic...@vscht.cz)
Cílem práce je návrh a syntéza nových kapalně-krystalických materiálů, jejichž mesomorfní chování bude možné řídit několika různými vnějšími impulsy, jmenovitě elektrickým a magnetickým polem či světlem o definované vlnové délce. Za tímto účelem budou syntetizovány série chirálních a achirálních materiálů, které budou obsahovat fotocitlivou skupinu (azo, spiropyran, etc.), radikál (např. TEMPO) anebo budou navázány na magnetické nanočástice. Mesomorfní chování a fyzikální vlastnosti připravených materiálů bude studováno ve spolupráci s národními a zahraničními institucemi. Práce je součástí aktuálně řešených grantových projektů.

Design, syntéza a vyhodnocení separačních vlastností nových chirálních ionexů

Kohout Michal, doc. Ing. Ph.D. ( mic...@vscht.cz)
Cílem práce je vypracování efektivní syntézy nových chirálních ionexů a jejich využití v HPLC a SFC. Získané chirální stacionární fáze budou odvozeny od vhodných ionizovatelných organických molekul, které budou následně imobilizovány na pevný nosič. Výsledné ionexy budou využity pro separaci nejrůznějších ionizujících racemických látek (léčiva, nové syntetické drogy, atd.). Na základě získaných výsledků bude struktura selektorů optimalizována tak, aby bylo dosaženo vysoké míry jejich aplikovatelnosti v chirálních separacích. Práce je součástí probíhajícího grantového projektu.

Flavinové fotokatalytické systémy pro C-H aktivace

Cibulka Radek, prof. Ing. Ph.D. ( cib...@vscht.cz)
Flaviny představují redoxně aktivní molekuly, které snadno přecházejí do excitovaného stavu účinkem viditelného záření. V excitovaném stavu pak představují silná oxidační činidla, která jsou schopná chemoselektivní oxidace aktivovaných C-H vazeb. V práci bude studována možnost využití této vlastnosti k selektivní C-H aktivaci a následné derivatizaci aromatických i alifatických řetězců za mírných podmínek. Nalezená metodika umožní selektivní zavádění různých funkčních skupin přímo do molekuly uhlovodíků a bude aplikována při syntéze biologicky aktivních molekul. Práce směřuje do oblasti fotoredoxní katalýzy a kombinuje prvky moderní syntetické organické chemie, fotochemie a studium spektroskopických a elektrochemických vlastností molekul. Podstatný je rovněž design používaných flavinových katalyzátorů na základě vztahu struktura-reakctivita a s využitím moderních výpočetních metod. Výzkum bude probíhat ve spolupráci se zahraničními pracovišti.

Komplexace fullerenů pomocí vyšších calixarenů

Lhoták Pavel, prof. Ing. CSc. ( lho...@vscht.cz)
Budou studovány metody přípravy a vlastnosti vyšších calixarenů (s pěti až osmi fenolickými jádry), které by mohly fungovat jako receptory pro komplexaci fullerenů. Cílem je dosáhnout selektivní komplexace fullerenů změnou základního skeletu calixarenu s využitím principů supramolekulární chemie. Připravené deriváty budou využity nejen jako receptory pro komplexaci fullerenů, ale také pro konstrukci složitějších supramolekulárních struktur (self-assembly).

Kooperativní flavinové systémy pro organickou fotoredoxní katalýzu

Cibulka Radek, prof. Ing. Ph.D. ( cib...@vscht.cz)
Flaviny představují redoxně aktivní molekuly, které snadno přecházejí do excitovaného stavu účinkem viditelného záření, a to jak ve své oxidované, tak redukované formě. V excitovaném stavu tak flaviny představují silná oxidační nebo redukční činidla a mohou se zapojovat do obou částí katalytického cyklu, redukční i oxidační. Cílem práce je návrh a vývoj katalytických systémů využívajících kooperaci dvou různých flavinových derivátů pro umožnění nových transformací organických molekul za mírných podmínek, například selektivních C-H derivatizací či C-C couplingů. Práce je zaměřená na syntetickou organickou chemii, ale nedílnou součástí bude elektrochemická a spektroskopická studie použitých flavinových katalyzátorů. Výzkum bude prováděn ve spolupráci se zahraničním pracovištěm.

Organokřemičité materiály pro heterogenní katalýzu enantioselektivních reakcí

Hodačová Jana, doc. Dr. Ing. ( Jan...@vscht.cz)
Projekt se zabývá vývojem nových heterogenních katalyzátorů enantioselektivních reakcí na bázi hybridních organicko-anorganických materiálů. Budou syntetizovány vhodné enantiomerně čisté organické sloučeniny, které budou transformovány na tzv. přemostěné bis(trialkoxysilany). Přemostěné bis(trialkoxysilany) budou podrobeny sol-gel procesu za různých experimentálních podmínek. Získané pevné organokřemičité materiály budou plně charakterizovány a bude studována jejich schopnost katalyzovat vybrané enantioselektivní reakce. Na základě získaných výsledků bude optimalizována jednak struktura enantiomerně čistého organického fragmentu, a jednak podmínky sol-gel procesu. Projekt bude řešen ve spolupráci s Technickou univerzitou v Liberci a je finančně podporován Grantovou agenturou ČR (reg. č. 18-09824S).

Příprava tetrasubstituovaných alkenů obsahující pyrenová jádra

Tobrman Tomáš, doc. Ing. Ph.D. ( tom...@vscht.cz)
Tématem práce je vývoj nových postupů vhodných pro přípravu π-konjugovaných molekul, obsahující minimálně dvě pyrenová jádra. U připravených látek bude studováno jejich využití pro přípravu OFET.

Bioorthogonální reakce na DNA pro regulaci transkripce

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Budou připravovány DNA nesoucí reaktivní skupiny ve velkém nebo malém žlábku polymerasovou inkorporací modifikovaných nukleosid trifosfátů. Dále budou studovány bioorthogonální reakce těchto funkčních skupin v DNA, zejména reakce měnící velikost připojeného substituentu pro přepínání či spouštění interakcí DNA s proteiny a transkripce.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Modifikace nukleotidů a DNA reaktivními skupinami pro biokonjugace a cross-linky

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Budou připravovány nukleosidy, nukleotidy a DNA nesoucí reaktivní skupiny ve velkém žlábku. Oligonukleotidy a DNA budou připravovány polymerasovou inkorporací modifikovaných nukleosid trifosfátů nebo click reakcemi na DNA. Dále budou studovány bioorthogonální reakce těchto funkčních skupin v DNA, zejména cross-linkování s proteiny, připojování dalších užitečných funkčních skupin a jejich využití v chemické biologii a diagnostice.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Nové přístupy k SF5 sloučeninám

Beier Petr, Ing. Ph.D. ( b...@uochb.cas.cz)
Ve spolupráci s Prof. Röschenthalerem z Jacobs University v Brémách, Německo se zaměříme na výzkum nalezení nových syntetických přístupů k SF5 sloučeninám. Skupina SF5 přináší do molekul některé výjimečné vlastnosti, ovšem syntetický přístup k těmto látkám je omezený. V tomto projektu se zaměříme na následující syntetické přístupy k SF5 sloučeninám: a) S-F aktivace fluoride sírového pro syntézu SF5 látek, b) deoxofluorace sulfonyl fluoridů pomocí SF4 a c) přímá fluorace disulfidů pomocí F2, IF5 a PhIF2.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Nukleotidy nesoucí reaktivní skupiny pro imobilizaci oligonukleotidů nebo biokonjugace

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Budou připravovány nové modifikované nukleosid trifosfáty nesoucí reaktivní skupiny studovány jejich polymerasami katalyzované inkorporace do oligonukleotidů, DNA a RNA. Modifikace na bázi budou zahrnovat reaktivní funkční skupiny pro připojení na pevné povrchy, popř. pro biokonjugace s jinými biomolekulami.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Piezoelektrické vlastnosti molekul a odvozených molekulových materiálů

Starý Ivo, RNDr. CSc. ( s...@uochb.cas.cz)
Cílem Ph.D. projektu je návrh, syntéza a fyzikální charakterizace piezoelektrických aktivních molekul a odvozených molekulových materiálů. Budou zkoumány možnosti vývoje nových molekulových piezoelektrických zařízení.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Reaktivní DNA a RNA aptamery pro kovalentní vazby na proteiny

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Budou připravovány nové modifikované nukleosid trifosfáty a studovány jejich polymerasami katalyzované inkorporace do oligonukleotidů, DNA a RNA. Modifikace na bázi budou zahrnovat reaktivní funkční skupiny schopné reagovat s aminokyselinovými postranními řetězci. Budou využity v selekci kovalentních aptamerů – nukleových kyselin schopných specifické vazby a kovalentního cross-linkování s cílovými proteiny.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Rozsáhlé neplanární aromáty jako nové funkční materiály

Starý Ivo, RNDr. CSc. ( s...@uochb.cas.cz)
Cílem Ph.D. projektu je vývoj syntetických přístupů ke komplexním elektronovým systémům, jakými jsou rozsáhlé aromáty. Pozornost bude věnována také syntéze jejich funkčních derivátů. U těchto unikátních molekul bude studováno jejich dynamické chování, chemická reaktivita, uspořádání v krystalu, 2D samoskladba, chiroptické (a jiné spektroskopické) vlastnosti stejně jako přenos náboje či spinu.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Selektivní Oxidace Aminokyselin a Modifikace Peptidů.

Jahn Ullrich, Dr. habil. ( j...@uochb.cas.cz)
Oxidativní transformace aminokyselin a proteinů jsou většinou neselektivní a vedou k jejich degradacím. V tomto projektu budou rozvíjeny selektivní oxidativní transformace aminokyselin. Výsledky práce budou mít potenciál v tvorbě C-C vazeb s cílem syntetizovat nové v přírodě se nevyskytující aminokyseliny. Dále budou výsledky projektu aplikovány v oblasti selektivních oxidací oligopeptidů. To může vest k metabolicky stabilním produktům s biologickou aktivitou
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Studium reaktivity stabilních dusíkatých radikálů a jejich využití při přípravě potenciálně bioaktivních sloučenin obsahujících dusík.

Jahn Emanuela, Dr. ( ema...@uochb.cas.cz)
Stabilní dusíkaté radikály, jako jsou verdazylové, vykazují různorodou reaktivitu například jako mediatory v živých radikálových polymeracích, jako ligandy pro přechodné kovy a molekulární magnetické materiály.1,2 Nicméně, byly jen zřídka aplikovány na poli organické chemie. V tomto projektu bude zkoumána reaktivita verdazylových radikálů v radikálových heterokaplinkových reakcích a u nových přesmyků. U získaných látek bude testována biologická aktivita.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Syntéza a použití N-fluoroalkylovaných sloučeninách

Beier Petr, Ing. Ph.D. ( b...@uochb.cas.cz)
Naše nedávno publikovaná syntéza perfluoralkyl azidů otevřela nové možnosti ke studiu vlastností a reaktivity těchto látek. V tomto projektu budou studovány nové syntetické přístupy k obecně málo probádaným N-perfluoralkylovaným sloučeninám jako jsou azidy, azoly, močoviny, karbamáty a amidy. Očekává se, že tato skupina látek najde použití ve vývoji nových léčiv a materiálů.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Syntéza nových nukleosidů a nukleotidů nesoucích tri- nebo tetracyklické heterocyklické báze

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Budou navrhovány a připravovány nové heteroanelované analogy deazapurinových nukleosidů pro studium cytostatické a antivirové aktivity. Většina bude založena na dosud nepopsaných nebo jen řídce studovaných tri- a tetracyklických heterocyklických systémech. Kromě testování biologické aktivity budou vybrané nukleosidy převedeny na NTP a studovány jako potenciální inhibitory nebo substráty polymeras pro enzymovou syntézu modifikovaných nukleových kyselin.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Tandemové konjugované adice/cykloadice organokovových činidel v syntéze konformačne omezených aminokyselin a jejich aplikace v totální syntéze biologicky aktivních pyrrolo-imidazolových alkaloidů

Jahn Ullrich, Dr. habil. ( j...@uochb.cas.cz)
V rámci tohoto projektu budou vyvinuty koncepčně nové tandemové procesy sestávající z asymetrické konjugované adice a 1,3-dipolární cykloadice. Tato metodologie umožní jednokrokový přístup k derivátům funkcionalizovaných nasycených cyklických aminokyselin. Na jejich základě bude studována možnost syntézy modifikovaných peptidů a totální syntézy bioaktivních pyrrol-imidazolových alkaloidů, jako je např. Massadin.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Organická technologie

Studijní program: Chemie a chemické technologie (čtyřleté)

Heterogenní bazické katalyzátory pro aldolové kondenzace

Vyskočilová Eliška, doc.Ing. Ph.D. ( eli...@vscht.cz)
Paterová Iva, Ing. Ph.D. ( iva...@vscht.cz)
Vzhledem k selektivě reakcí jsou pro aldolové kondenzace preferovány katalyzátory bazické oproti kyselým. V průmyslovém měřítku se používají téměř výhradně jako katalyzátory těchto reakcí hydroxidy, jejich použití však představuje velké množství nevýhod, jako např. likvidace zbytkového hydroxidu z produktu, použití velkého množství vody na promývání, nebo koroze zařízení způsobená hydroxidem. Vzhledem k těmto nevýhodám, a to zejména kvůli stupňujícím se požadavkům na čistší technologie, šetrnější k životnímu prostředí, je snaha nalézt heterogenní katalyzátory, které by umožnily snazší manipulaci, separaci produktu a opětovné použití. Cílem práce by měl být návrh, příprava, charakterizace a testování heterogenních bazických katalyzátorů na bázi MgO a K2CO3 pro aldolové kondenzace.

Hydrogenace aromatických sloučenin při přípravě chemických specialit

Vyskočilová Eliška, doc.Ing. Ph.D. ( eli...@vscht.cz)
Paterová Iva, Ing. Ph.D. ( iva...@vscht.cz)
Cykloalkanický kruh je častým prvkem vyskytujícím se ve struktuře chemických specialit. Jako příklad mohou sloužit důležité vonné látky 4-isopropylcyklohexylmethanol (Mayol), 1-(4-isopropylcyklohexyl)ethanol (Mugetanol), 2-dekalol (Decalol beta), 2-tercbutylcyklohexanol (Arol) a další. Příprava zmíněných látek má společný krok – hydrogenaci aromatického jádra. Hydrogenací je možné získat často složitou směs nejrůznějších produktů v závislosti na typu katalyzátoru a reakčních podmínkách. Cílem práce bude studium nosičových katalyzátorů na bázi různých kovů (hlavně Ni a Ru) při hydrogenaci vybraných aromatických substrátů. Výsledky mohou vést k návrhům mechanismů studovaných reakcí, přičemž mnohé z nich by mohly vést k průmyslovým aplikacím.

Matematické modely kompozitních materiálů připravovaných rozptýlením tuhých částic plniva v kapalné polymerní matrici

Čapek Pavel, doc. Ing. CSc. ( cap...@vscht.cz)
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.

Netradiční suroviny v procesu ethylenové pyrolýzy

Zámostný Petr, doc. Ing. Ph.D. ( zam...@vscht.cz)
Karaba Adam, Ing. Ph.D. ( ada...@vscht.cz)
Práce je orientována na hledání nových příležitostí v procesu ethylenové pyrolýzy. Tyto příležitosti mohou zahrnovat vyhodnocení využitelnosti tradičních surovin v procesu ethylenové pyrolýzy za nových podmínek na trhu, kdy se vyšší alkeny, cykloalkeny a aromáty stávají stejně hodnotnými jako lehké olefiny. Mohou rovněž zahrnovat využití neobvyklých petrochemických frakcí, kapalných produktů z pyrolýzy nebo katalytického krakování odpadních látek (např. pneumatik) a biomasy, nebo syntetických uhlovodíků získaných např. Fischer-Tropschovou syntézou. Cílem je experimentálně prostudovat pyrolýzu těchto látek s ohledem na hlavní olefinické produkty, ale i méně zastoupené hodnotné produkty C5-C10. Dalším cílem je spolupracovat na rozšiřování matematického modelu pyrolýzy takových surovin.

Příprava mezoporézních a makroporézních katalyzátorů a pokročilá charakterizace jejich struktury pórů

Čapek Pavel, doc. Ing. CSc. ( cap...@vscht.cz)
Práce je zaměřena na přípravu a pokročilou charakterizaci mesoporézních a makroporézních katalyzátorů, jejichž porézní strukturu lze do značné míry určovat výběrem podmínek syntézy. Porézní struktura získaných materiálů na bázi oxidu křemičitého, titaničitého nebo hlinitého bude charakterizována moderními metodami, které zahrnují FIB-SEM, TEM tomografii a matematické modelování vzniku pórovité struktury. Pro rekonstruovaný prostor pórů bude vypočtena efektivní propustnost a efektivní difuzivita užitím matematických modelů na měřítku jednoho póru. Vypočtené veličiny budou porovnány s experimentálními údaji. Pozornost bude též věnována zpracování třírozměrného obrazu z FIB-SEM a TEM tomografie.
Aktualizováno: 13.2.2017 18:03, Autor: Miroslav Šimek

VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha 2014
Za informace odpovídá Děkanát FCHT, technický správce Výpočetní centrum

VŠCHT Praha na sociálních sítích
zobrazit plnou verzi