Počkejte prosím chvíli...
Nepřihlášený uživatel
Nacházíte se: VŠCHT PrahaFCHT  → Studium → Doktorské studium → Témata disertačních prací
iduzel: 25193
idvazba: 31902
šablona: stranka
čas: 24.8.2019 20:16:15
verze: 4603
uzivatel:
remoteAPIs: https://cis-web-test.vscht.cz/redirect/
branch: trunk
Obnovit | RAW

Nový studijní program

Kromě níže uvedených témat jsou pro akademický rok 2019/2020 vypsána témata v nově akreditovaném studijním programu:

 

 

Témata disertačních prací pro rok 2019/2020

Anorganická chemie

Studijní program: Chemie (čtyřletá)

Anorganické analogy grafenu - silicen, germicen a jejich deriváty

Sofer Zdeněk, doc. Ing. Ph.D. ( Zde...@vscht.cz)
Práce je zaměřena na vývoj nových metod pro syntézu anorganických analogů grafenu, studium jejich reaktivity a možnosti syntézy derivátů. Metody syntézy budou zaměřeny na vývoj nových metod chemické exfoliace Zintlových fází s vrstevnatou strukturou. Syntetizované materiály budou studovány pro možnosti aplikačního využití v katalýze (fotokatalýza, elektrokatalýza) a mikroelektronice (luminiscenční struktury).

Anorganický katalytický mikro a nano-roboti pro cílené dodání léčiv

Pumera Martin, RNDr. Ph.D. ( pum...@vscht.cz)
Tato práce se zaměří na konstrukci inorganických katalytických a fotokatalytických (např. TiO2) mikro a nanorobotů a modifikaci jejich povrchů pro adsorbci a desorpci malých molekul léčiv.

Anorganický katalytický mikro a nano-roboti pro detekci a dekontaminaci polutantů

Pumera Martin, RNDr. Ph.D. ( pum...@vscht.cz)
Tato práce se zaměří na konstrukci anorganických katalytických a fotokatalytických mikro a nanorobotů a modifikaci jejich povrchů pro detekci a dekontaminaci polutantů.

Chemie anorganických analogů grafenu – nanostruktury na bázi pniktogenů

Sofer Zdeněk, doc. Ing. Ph.D. ( Zde...@vscht.cz)
Práce se zabývá studiem kovalentních a nekovalentních interakcí pniktogenů a možnosti zlepšení dlouhodobé stability těchto materiálů. Mono- a vícevrstvé materiály budou získávány optimalizovanými procesy mechanické exfoliace. Na těchto materiálech budou testovány vlivy nekovalentních interakcí substituovaných delokalizovaných organických systémů za účelem kontroly jejich transportních vlastností. Pomocí radikálových reakcí budou testovány možnosti kovalentních funkcionalizací povrchů. Finálně budou studovány a optimalizovány metody přípravy funkčních mikroelektronických součástek na báze FET tranzistorů a fotodetektorů.

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.

Multikomponentní silikátové a borátové struktury jako vhodné systémy pro detektory ionizujícího záření

Jakeš Vít, Ing. Ph.D. ( jak...@vscht.cz)
Předmětem této práce budou multikomponentní silikátové a borátové struktury se substitucí ionty aktivátorů s cílem zvýšit fázovou a chemickou odolnost materiálu a zlepšit scintilační odezvu při detekci záření neutronů.

Nanostruktury na bázi vrstevnatých karbidů - MXeny

Sofer Zdeněk, doc. Ing. Ph.D. ( Zde...@vscht.cz)
Práce řeší metodu přípravy MAX vrstevnatých fázi obecného složení M1+yAXy, kde M je přechodný kov, A je kov či polokov ze skupiny p prvků (Al,Si, Ge) a X je uhlík, případně dusík. MAX fáze mají unikátní vrstevnatou strukturu a chemickou exfoliací je možné získat tzv. MXeny monovrstvy karbidů či nitridů obecného složení M1+yXy s povrchem stabilizovaným pomocí různých funkčních skupin. Disertační práce se zabývá vývojem nových metod syntézy těchto látek (SPS metody, vysokoteplotní keramické syntézy) a procesy chemické exfoliace a povrchové funkcionalizace. Připravené fáze budou studovány z hlediska energetických aplikací (vývoj vodíku, Li a Na baterie, membrány pro separaci vodíku, superkapacitory). Bude studován vliv složení a struktury na jejich vlastnosti.

Perovskitové struktury vzácných zemin jako vhodná matrice pro scintilační použití

Rubešová Kateřina, doc. Ing. Ph.D. ( kat...@vscht.cz)
Práce bude zaměřena na testování oxidových matric nových složení dopovaných ionty f- a d-prvků. Základní testovací sady složení perovskitů budou připravovány metodami sol-gel, slibná složení pak budou připravena ve formě transparentní keramiky (metodou SPS), případně ve spolupráci s FZU AV v podobě monokrystalů (metodou Micro-Pulling Down). Po základním testování luminiscenčních vlastností budou optimalizovány parametry pro specifická použití ve scintilační technice, s ohledem na druh detekovaného vysokoenergetického záření a typ finálního detektoru.
Zásady: Student se zaměří na systematickou studii multikomponentních perovskitů těžkých prvků a jejich dopaci d- nebo f-prvky pro použití v luminiscenční, ale hlavně scintilační technice. Student bude připravovat keramické vzorky pomocí metod sol-gel, které bude muset modifikovat na základě znalostí chování přítomných iontů v kapalné fázi. Student bude pro přípravu vzorků používat také metodu SPS a dále bude vybrané vzorky připravovat ve spolupráci s FZU AV v podobě monokrystalů. Student použije pro charakterizaci prekursorových prášků a finální keramiky například tyto metody: XRD, XRF, XPS, SEM-EDX, TEM, AFM, TG/DTA, Ramanova spektroskopie, IČ spektroskopie, PL spektroskopie, katodolominiscence, radioluminiscence, UV/VIS transmitance a reflektance.

Příprava hybridů grafén - Fe(III) komplex použitím Fe(III) komplexů žádaných magnetických vlastností (SCO)

Murašková Viera, RNDr. Ph.D. ( mur...@vscht.cz)

Syntéza řady komplexů Fe(III) s asymetrickými tripodálními pyridoxalovými Schiffovými ligandy a zkoumání vlivu substituce na jejich magnetické chování s cílem pozorovat fenomén spinového přechodu (SCO). Příprava hybridů grafén - Fe(III) komplex, porovnání magnetických vlastností hybridu a molekulárního komplexu.

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)
Na základě výpočtů elektronové struktury metodami DFT budou budou odvozeny kohezní a povrchové energie vybraných vrstevnatých materiálů (derivátů grafenu, dichalkogenidů přechodných kovů, pniktogenů). Z Hellmann-Feynmanových sil vyhodnocených z DFT výpočtů po aplikaci výchylek na jednotlivé atomy budou počítána fononová spektra. Výsledky budou využity pro vyhodnocení termodynamických vlastností těchto materiálů a výpočtům jejich stability.

2D nanomateriály pro energetické aplikace

Sofer Zdeněk, doc. Ing. Ph.D. ( Zde...@vscht.cz)
Práce řeší možnosti využití nových vrstevnatých materiálů na bázi chalkogenidů přechodných kovů pro konstrukci katod Li a Na baterií. Materiály budou studovány z hlediska vztahů mezi strukturou a složením a stabilitou katodového materiálu a jeho kapacitou. Připravené materiály budou detailně studovány pomocí pokročilých analytických technik (HR-SEM a HR-TEM; AFM; XPS; Ramanova spektroskopie; elektrochemické techniky).

Anorganická technologie

Studijní program: Chemie a chemické technologie (čtyřleté)

Alkalická elektrolýza vody pro skladování energie

Hnát Jaromír, Ing. Ph.D. ( h...@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.

Elektrochemická syntéza hypervalentních sloučenin jódu jako vysoce selektivních organických oxidačních činidel

Bystroň Tomáš, Ing. Ph.D. ( bys...@vscht.cz)
Vysoce selektivní oxidace organických látek patří, zejména v případě látek s vysokou přidanou hodnotou, mezi velmi atraktivní procesy. V současné době jsou tyto reakce nejčastěji uskutečňovány pomocí oxidačních činidel obsahujících toxické ionty přechodných kovů jako je Cr(VI), Mn(VII), Ru(VI) či Os(VIII). Vhodnou ekologicky nezávadnou alternativu k těmto oxidantům představují organické látky obsahující ve své struktuře hypervalentní atom jódu. Tématem práce bude studium elektrochemického chování těchto látek a jejich prekurzorů s cílem využít elektrochemickou oxidaci při jejich produkci a umožnit tak rozšíření aplikace hypervalentních sloučenin jódu jako oxidačních činidel také do průmyslového měřítka.

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. Ph.D. ( 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.

Kyslíkové plynově difuzní elektrody

Paidar Martin, doc. Ing. Ph.D. ( pai...@vscht.cz)
Kyslíkem depolarizované elektrody mají zásadní význam v řadě elektrochemických aplikací. Vedle chemické výroby se stále více uplatňují i v energetických systémech, jako jsou palivové články a tzv. dýchací akumulátory. Tématem práce bude vývoj a optimalizace kyslíkových difuzních elektrod s ohledem na vlastnosti celého systému.

Matematické modelování elektrochemických systémů

Kodým Roman, Ing. Ph.D. ( kod...@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.

Membrány pro separaci CO2

Fíla Vlastimil, doc. Dr. Ing. ( f...@vscht.cz)
Membránová separace oxidu uhličitého představuje jednu z perspektivních a energeticky úspornějších alternativ k některým v současnosti používaným separačním procesům (PSA, TSA, aminová vypírka apod.) V rámci této práce budou syntetizovány a charakterizovány polymerní a hybridní membrány polymer-plnivo, které spojují výhody mikroporézních a polymerních membrán. Jako plniva bude využíváno různých mikroporézních materiálů (např. ZIF-8, UiO-66, silikalitu-1, ETS, FAU, TS-1, AFX, MOF), popř. jejich modifikací, které budou kombinovány s polymery a to jak průmyslově vyráběnými, tak i syntetizovanými v laboratoři. Cílem této práce je příprava membrán pro aplikace odstraňování CO2 z odplynů elektráren a dalších průmyslových provozů. V rámci této práce bude řešen vývoj nových materiálů a problematika interakce plniva a polymerní matrice s cílem zvýšení tepelné a chemické stability, selektivity a permeability připravených membrán.

Polymerní elektrolyty v zařízeních pro konverzi energie

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

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

Bystroň Tomáš, Ing. Ph.D. ( bys...@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.

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 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 a membránové procesy 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)
Paušová Šárka, Ing. Ph.D. ( Sar...@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 procesu přeměny kmene na sklo

Pokorný Richard, Ing. Ph.D. ( pok...@vscht.cz)
Kloužek Jaroslav, doc. Ing. CSc. ( klo...@vscht.cz)
Hlavním cílem práce je analýza jednoho z kritických procesů při přeměně kmene, a to vývinem a kolapsem primární pěny na rozhraní kmen-tavenina. Primární pěna, která působí jako izolační vrstva zabraňující přenosu tepla do reagujícího kmene, je výsledkem mnoha různých reakcí uvolňujících plyny, které jsou zachyceny ve vrstvě primární taveniny na rozhraní kmene a skla. Bude studována morfologie pěny a chemické reakce uvolňující plyny.

Baterie s vysokou hustotou energie pro elektromobily

Míka Martin, doc. Dr. Ing. ( m...@vscht.cz)
Vývoj a příprava nových skelných materiálů s vysokou iontovou a elektronovou 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.

Glazury s řízenou odrazivostí

Kloužková Alexandra, doc.Ing. CSc. ( ale...@vscht.cz)
Kavanová Mária, Ing. Ph.D. ( kav...@vscht.cz)
Povrchy keramických výrobků bývají upravovány nanášením různých vrstev, nejpoužívanějšími povrchovými úpravami jsou glazury - stabilní skelné povlaky. Použitím vhodných přísad/pigmentů do glazur lze upravit konečné vlastnosti keramického výrobku např. střešní krytiny. Disertační práce bude zaměřena na přípravu glazur s řízenou odrazivostí tzv. „cool roof“ systémů.

Hydraulická pojiva podobná starověkému římskému cementu

Škvára František, doc. RNDr. DrSc. ( skv...@vscht.cz)
Šídlová Martina, Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Římský cement (směs mleté zvětralé lávy a hašeného vápna) byl ve starověku použit pro stavby v oblasti římského impéria. Je pozoruhodné, že římský beton vydržel působení atmosférických vlivů a trvalého vlivu mořské vody po dobu více než 2000 let. V římském betonu ve stáří více než 2000 let byla nalezena jako hlavní pojivová fáze hydratovaný hlinitokřemičitan vápenatý (amorfní fáze C-A-S-H), jak ukázaly práce amerických vědců 2014-2017 ). Amorfní fáze C-A-S-H se vyskytuje v přírodě jen vzácně a není také součástí hydratačních produktů portlandských cementů. Při našem výzkumu hydraulického bezslínkového pojiva na bázi popílku byla nalezena v hydratačních produktech překvapivě přítomnost amorfní fáze C-A-S-H (amorfní hydratovaný hlinitokřemičitan vápenatý, Al substituovaná fáze C-S-H).
Dizertační práce by měla navázat na dosavadní výzkum a  zabývat se pojivy, které po hydrataci obsahují jako pojivovou fázi amorfní C-A-S-H. Vývoj těchto pojiv by byl směřován na aktivované směsi hlintokřemičitých látek (popílky, kalcinované jíly). Hydratační produkty by byly sledovány metodami: XRD, SEM + ED, IČ, případně NMR Solid State, TA a porozimetrií. Součástí práce by bylo stanovení mechanických vlastností připravených pojiv po hydrataci v časovém horizontu delším než 1 rok.

Koroze geopolymerních materiálů

Škvára František, doc. RNDr. DrSc. ( skv...@vscht.cz)
Peterová Adéla, Ing. Bc. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Z dosavadních výzkumů materiálů na bázi alkalicky aktivovaných popílků nebo metakaolinů vyplývá, že tyto materiály jsou odolné vůči korozi agresivními roztoky anorganických solí a kyselin. Dosud však nejsou k dispozici data o korozi geopolymerních materiálů vystavených prostředí silných kyselin (HCl, H2SO4).
Dizertační práce by se měla zabývat syntézou geopolymerních materiálů na bázi metakaolinu resp. popílku a její optimalizací pro vysokou korozní odolnost v silně kyselém prostředí. Součástí dizertační práce by bylo stanovení průběhu koroze v silně kyselém prostředí metodami: XRD, SEM + ED, IČ, případně NMR Solid State, TA a porozimetrií. Součástí práce by bylo dále stanovení mechanických vlastností korodovaných geopolymerů. Studium koroze by probíhalo v časovém horizontu nejméně 1 rok.

Laserová skla pro medicínu

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

Membrány pro palivové články

Míka Martin, doc. Dr. Ing. ( m...@vscht.cz)
Vývoj a příprava nových membrán s vysokou protonovou vodivostí, především na základě nanovláken, která mohou být použity například v H2/O2 palivových článcích a bateriích s pevným elektrolytem. Studium vztahů mezi složením a strukturou membrán a jejich elektrochemickými a mechanickými vlastnostmi. Více informací na old.vscht.cz/sil/model/a15.

Modelování efektivních vlastností heterogenních soustav a metamateriálů

Pabst Willi, prof. Dr. Dipl. Min. ( pab...@vscht.cz)
Heterogenní soustavy jsou obecně charakterizovány přítomnosti vnitřních rozhraní a mohou být jedno-, dvou- a vícefázové, tekuté (např. suspenze) nebo pevné (např. kompozity a porézní materiály). Vlastnosti těchto materiálů se nazývají efektivní vlastnosti. Metamateriály jsou pevné heterogenní materiály, jejichž efektivní vlastnosti jsou určeny především mikrostrukturou (např. pórovým prostorem) a mohou se diametrálně lišit od vlastností běžných hutných či jednofázových materiálů. Může se jednat o přírodní či umělé materiály s náhodnou nebo hierarchickou mikrostrukturou, ale i materiály s periodickou mikrostrukturou, které vznikají důsledekem vyjímečných okolnosti v přírodě nebo speciální technologie přípravy. Zvlášť zajímavé, byť poněkud exotické, příklady jsou optické metamateriály (fotonické krystaly) se záporným indexem lomu a mechanické metamateriály se záporným koeficientem teplotní roztažnosti či záporným Poissonovým číslem (auxetické materiály). Cílem této práce je analytické a numerické modelování efektivních vlastností heterogenních soustav a metamateriálů na základě homogenizačních metod mikromechaniky, diskrétních modelů ve formě digitálních mikrostruktur a metod založených na rozptylu šířících se vln. Efektivní vlastnosti prozkoumané v této práci budou elastické moduly, Poissonovo číslo, tepelná a elektrická vodivost, teplotní roztažnost, elektrická permitivita a index lomu (transmitance), především s ohledem na izotropní a kubické mikrostruktury.

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.

Povrch 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. Na základě experimentálních dat se následně vytvoří empirický termodynamický model povrchu a výsledky se propojí s molekulovými simulacemi, které poskytují strukturní charakteristiky povrchu.

Precipitace fosforečnanů vápenatých při interakci biomateriálů se simulovanými tělními tekutinami

Helebrant Aleš, prof. Ing. CSc. ( hel...@vscht.cz)
Práce bude orientována na precipitaci fosforečnanů vápenatých z vybraných simulovaných tělních tekutin. Cílem je experimentálně proměřit kinetiku precipitace ze simulovaných tělních tekutin a popsat ji pomocí vhodně vybraných či nově odvozených fyzikálně-chemických modelů.

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.

Strukturované materiály pro heterogenní katalýzu

Kovanda František, prof. Ing. CSc. ( kov...@vscht.cz)
Práce je zaměřena na přípravu katalyticky aktivních směsných oxidů přechodných kovů na tvarovaných kovových a keramických nosičích. Studována bude modifikace povrchu nosičových materiálů a depozice oxidových povlaků sloužících k ukotvení aktivních složek a následné nanesení katalyticky aktivních oxidů. Cílem práce 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.

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

Tavicí procesy ve vitrifikačních technologiích

Kloužek Jaroslav, doc. Ing. CSc. ( klo...@vscht.cz)
Pokorný Richard, Ing. Ph.D. ( pok...@vscht.cz)
Analýza dějů v průběhu vitrifikačního procesu je prováděna s využitím matematického modelu, jehož vstupní data modelu jsou získávána souborem experimentálních metod zahrnujícím vysokoteplotní sledování tavicích procesů, analýzu uvolněných plynů, termickou analýzu a stanovení oxidačně redukční rovnováhy v taveninách.

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.

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 vrstevnatých anorganických a hybridních anorganicko-organických nosičových materiálů. Sledováno bude rovněž zpětné uvolnění účinných látek v simulovaných tělních tekutinách.

Design, syntéza a vyhodnocení separačních vlastností nových chirálních ionexů pro kapalinovou chromatografii

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.

Identifikace chirality farmaceutických molekul z práškových difrakčních dat

Hušák Michal, doc. Dr. Ing. ( hus...@vscht.cz)
Farmaceuticky významné látky často nejsou k dispozici ve formě monokrystalů, nutných pro vyřešení struktury a identifikaci chirality molekuly. Alternativou je zde řešení struktury z prášku – to ale ve standardní formě neumožňuje chiralitu určit. Námětem práce bude příprava solí a kokrystalů využívajících přidání látky se známou chiralitou. Chiralitu výsledné struktury je pak možné kalibrovat na základě známé chirality její části.

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.

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

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

Nanostruktury pro bioaplikace

Siegel Jakub, doc. Ing. Ph.D. ( Jak...@vscht.cz)
Práce se zabývá přípravou nanostruktur převážně na polymerních nosičích interakcí s laserovým zářením. Budou vytvořeny různé typy nanostruktur, které poslouží jako nosiče pro následnou metalizaci metodami naprašování a napařování kovů či imobilizací kovových nanočástic. Vlastnosti takto vytvořených struktur budou studovány širokou škálou pokročilých analytických metod, a to jak na materiálové, tak i biologické úrovni.

Navrhování a optimalizace nanoformulačních procesů pro (trans-)dermální podání léčiv

Zbytovská Jarmila, doc.Mgr. Dr.rer.nat. ( zby...@vscht.cz)
Práce se bude zabývat hledáním systematických vztahů mezi procesními parametry přípravy nanoformulací (např. lipidové nanočástice, lipozomy a jiné), jejich fyzikálně-chemickými vlastnostmi a výsledným účinkem na absorpci obsaženého léčiva do kůže. Připravené systémy budou charakterizovány z hlediska velikosti částic, inkorporační kapacity, stability a dalších vlastností. Jejich efektivita bude stanovována in vitro na nativní kůži, příp. umělých membránách. V závěru budou vyhodnoceny a optimalizovány kritické procesní parametry z hlediska efektivity formulací na zdravé, příp. nemocné kůži.

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.

Řešení krystalové struktury farmaceutických molekul kombinací dat z ss-NMR, predikce a práškové difrakce.

Hušák Michal, doc. Dr. Ing. ( hus...@vscht.cz)
V případě , kdy nejsou k dispozici difrakční data z monokrystalu, lze krystalovou strukturu látky řešit z alternativních dat. Strukturu lze predikovat a z predikované struktury lze pomocí QM metod spočítat teoretické ss-NMR. Pomocí ss-NMR pak lze potvrdit predikci struktury. Postup je možný kombinovat s daty z práškové difrakce. Cílem práce je otestovat tento kombinovaný přístup.

Strukturní charakterizace elektrodových materiálů pro lékařskou diagnostiku

Kratochvíl Bohumil, prof. RNDr. DSc. ( kra...@vscht.cz)
Práce se bude zabývat strukturní charakterizací elektrodových materiálů pro lékařskou diagnostiku, např. pro detekci klíšťové encefalitidy elektrochemickými metodami. Pod pojmem strukturní charakterizace se rozumí všechny pevnolátkové mikrostrukturní analytické metody. Předevěím však RTG strukturní a fázová analýza. Předpokládá se kooperace se staršími doktorskými studenty, kteří se této problematice věnují a kooperace s Katedrou analytické chemie PřF UK Praha.

Studium binárních efektů při kompaktaci směsí partikulárních látek

Zámostný Petr, prof. 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.

Syntéza a charakterizace biologicky aktivních látek ve vztahu k forenzní analýze

Kohout Michal, doc. Ing. Ph.D. ( mic...@vscht.cz)
Kuchař Martin, Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Cílem práce je syntéza a studium chemických, fyzikálně-chemických a biologických vlastností syntetických katinonů a příbuzných látek. Budou připraveny nové struktury odvozené od přírodního farmakoforu katinonu s cílem získat biologicky aktivní substance s farmaceutickým potenciálem. Pro připravené sloučeniny bude vyvinuta metoda chirální separace, a to jak v analytickém módu, tak i v preparativním módu. Ve spolupráci s dalšími specializovanými pracovišti bude určena absolutní konfigurace enantiomerů a jejich biologické a toxikologické vlastnosti.

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

Zámostný Petr, prof. 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.

Využití práškové reometrie ve formulačním vývoji pevných lékových forem

Patera Jan, Ing. Ph.D. ( jan...@vscht.cz)
Zámostný Petr, prof. Ing. Ph.D. ( zam...@vscht.cz)
Práce bude zaměřena na studium reologických vlastností prášků, které mohou významně ovlivňovat formulaci pevných lékových forem. Z hlediska formulace je důležité optimalizovat tyto vlastnosti vzhledem k liberaci léčivých látek, ale zároveň i sledovat výrobní aspekty, což je mnohdy v rozporu. Existující lékopisné zkoušky, částečně popisující reologické chování prášků, nejsou mnohdy schopné popsat drobné změny ve formulaci či způsobu přípravy. Experimentální náplní práce bude i vývoj a optimalizace metod měření reologických vlastností. Cílem bude především popsat vliv těchto vlastností na technologické zpracování prášků a relevanci standardizovaných testů pro jednotkové operace ve farmaceutické výrobě, jako jsou mísení či lisování.

Vývoj částicové struktury tablety při kompaktaci multikomponentní partikulární látky

Zámostný Petr, prof. Ing. Ph.D. ( zam...@vscht.cz)
Částicová struktura vícesložkové směsi používané pro lisování farmaceutické tablety doznává v průběhu lisování mnoha změn, způsobených přeuspořádáváním, fragmentací a deformací částic. Tyto pochody neprobíhají u všech částic vícesložkové směsi ve stejné míře a chování jednotlivých složek se vzájemně ovlivňuje. Ve svém důsledku je tak struktura tablety společnou funkcí složení, vlastností složek a průběhu lisovacího procesu s tím, že výsledná struktura má velký vliv na uvolňování léčivé látky. Cílem této práce bude sledovat vývoj struktury farmaceuticky zajímavé formulace při lisování z hlediska distribuce velikosti částic jednotlivých látek a jejich rozložení s možným začleněním studia souvislostí mezi vzniklou strukurou a uvolňováním léčivé látky.

Vývoj koprocesovaných excipientů pro formulaci orodispergovatelných lékových forem

Zámostný Petr, prof. 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.

Příprava krystalů organických materiálů na bázi léčiv a charakterizace jejich vlastností

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

Makromolekulární chemie

Studijní program: Chemie (čtyřletá)

Ekologicky přijatelné stabilizační systémy pro PVC směsi

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.

Chemické čištění nástěnných olejomaleb

Novák Michal, Ing. Ph.D. ( nov...@vscht.cz)
Při čištění nástěnných olejomaleb jsou často používány přípravky obsahující komplexotvorná činidla. Ta se ukazují jako poměrně účinná pro odstraňování celé řady nečistot, současně podle dostupné literatury nepředstavují závažné riziko poškození olejomalby. Většina studií se však zabývá výhradně možným poškozením pojiva barevné vrstvy a zanedbává možnou interakci mezi komplexotvorným činidlem a pigmenty. Důvodem je zřejmě předpoklad, že částice pigmentu jsou olejem rovnoměrně pokryté a tím jsou před působením komplexotvorného činidla dostatečně chráněné. Pokud však dojde k narušení vrstvy oleje na povrchu částic pigmentu (např. v důsledku stárnutí), může vzhledem k jejich chemickému složení docházet k závažnému poškození barevné vrstvy v důsledku jejich reakce s komplexotvorným činidlem. Práce bude zaměřena na studium interakce mezi olejem pojenou barevnou vrstvou a různými komplexotvornými činidly.

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.

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 kostní cementy

Malinová Lenka, Ing. Ph.D. ( len...@vscht.cz)
Práce bude zaměřena především na přípravu vstřebatelných polymerních kostních cementů, které se mohou uplatnit při ukotvování protéz. Část práce se bude zabývat syntézou a modifikací kostních cementů na bázi poly(propylenfumarátu), kde bude testována jejich vytvrditelnost, mechanické vlastnosti, adheze ke kovu, rychlost degradace a biokompatibilita. Další část práce se zaměří na již využívané medicinální polymerní materiály, kde jejich úpravou bude testována možnost jejich použití jako kostních cementů. Budou testovány různé způsoby vytvrditelnosti kostních cementů, které budou přihlížet na možnost jejich přípravy přímo na operačním sále.

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 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 kopolymerů pro imobilizaci biomolekul a katalyticky aktivních látek

Hermanová Soňa, Mgr. Ph.D. ( son...@vscht.cz)
Práce je zaměřena na syntézu a charakterizaci biodegradabilních kopolymerů za kombinace polymerace za otevření kruhu a dalších polymeračních mechanismů. Kopolymery budou převedeny na částice a vesikuly a do kavity nebo dvojvrstevné membrány budou imobilizovány enzymy a látky vykazující enzymatickou aktivitu. Vzniklé systémy budu hodnoceny z hlediska účinnosti a biokompatibility pro medicinální aplikace.

Tribologické vlastnosti plastů.

Kuta Antonín, doc. Ing. CSc. ( k...@vscht.cz)
Polytetrafluorethylen (PTFE) se vyznačuje řadou mimořádných vlastností. Jednou z nich je nízký koeficient tření, díky kterému nachází PTFE použití v konstrukci kluzných ložisek. Komplikujícím faktorem pro tyto aplikace je vysoký kríp a nízká tvrdost polymeru. Práce by hodnotila vliv přísad na tyto vlastnosti u PTFE, případně i dalších plastů.

Vulkanizace a kovulkanizace kaučuků

Kuta Antonín, doc. Ing. CSc. ( k...@vscht.cz)
Čadek Drahomír, Ing. Ph.D. ( Dra...@vscht.cz)
Průběh vulkanizace kaučuků není stále zcela jasný. Studování některých dílčích dějů může vést k jeho hlubšímu pochopení. 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.

Bioaktivní povlaky podporující spontánní endotelizaci cévních náhrad

Riedel Tomáš, Ing. Ph.D. ( tom...@uhkt.cz)
Povrch biomateriálů, které jsou v dlouhodobém kontaktu s krví (např. cévní protézy, stenty), spouští zánětlivé procesy organismu vedoucí k aktivaci koagulační kaskády, vzniku trombů a následnému selhání štěpu. Cílem práce je vývoj povlaků, které by potlačovaly aktivaci koagulační kaskády a imunitní odpověď organismu a zároveň aktivně povzbuzovaly vytvoření endotelu na povrchu cévních protéz po jejich implantaci do krevního oběhu. Jeden z postupů bude založen na potažení vnitřního povrchu syntetické a decelularizované cévy fibrinovou sítí, která bude modifikována bioaktivními molekulami jako jsou např. heparin, růstové faktory, oligosacharidy a další bioreceptory specificky podporující adhezi progenitorových endoteliálních buněk. Alternativní postup spočívá v potlačení nežádoucích interakcí organismu pomocí takzvaných polymerních kartáčů s jejich následnou funkcionalizací výše uvedenými biomolekulami. Předpokládáme, že po implantaci heparin potlačí koagulační kaskádu, zatímco další výše uvedené bioaktivní molekuly podpoří endotelizaci cévní náhrady vychytáváním progenitorových endoteliálních buněk z krve. Výzkum bude prováděn ve spolupráci s biology a lékaři z Biotechnologického a biomedicínského centra Akademie věd a Univerzity Karlovy (BIOCEV), Institutu klinické a experimentální medicíny (IKEM) a Univerzitní nemocnicí Tuebingen v Německu.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Biodegradabilní lehčené polyurethany z obnovitelných surovin: syntéza a charakterizace

Beneš Hynek, Ing. Ph.D. ( ben...@imc.cas.cz)
V posledních letech se značná pozornost soustředí na polyurethany (PU) obsahující ve své struktuře biodegradovatelné segmenty polyesterpolyolů. Polyoly jsou tak často syntetizované na míru dle požadované aplikace, zatímco jako druhá surovina se zpravidla využívají konvenční alifatické polyisokyanáty. Takto lze úspěšně připravit biodegradovatelné lineární termoplastické PU (tzv. TPU). Avšak tento přístup selhává při přípravě zesíťovaných PU, např. z průmyslového hlediska vysoce žádoucích PU pěn, kdy komerční alifatické isokyanáty vykazují příliš nízkou reaktivitu a aromatické isokyanáty jsou nepřijatelné z ekotoxikologického hlediska. Doktorské téma se proto zabývá alternativními způsoby přípravy lehčených PU využívající obnovitelné (přírodní) zdroje pro syntézu polyolů i isokyanátů a přípravu PU pěn tzv. neisokyanátovou cestou (NIPU). V rámci práce budou syntetizovány nové typy monomerů a PU pěn, které budou dále strukturně charakterizovány. Bude zkoumána jejich degradace v závislosti na složení a struktuře materiálu. Biodegradační testy se budou provádět ve spolupráci s Ústavem životního prostředí PřF UK v Praze. Téma je vhodné pro absolventy chemických oborů zejména makromolekulární a organické chemie.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Biodegradovatelné polymerní systémy pro medicinální aplikace

Šlouf Miroslav, RNDr. Ph.D.
Biodegradovatelné a biokompatibilní polymerní systémy mají řadu důležitých aplikací v humánní i veterinární medicíně. V naší laboratoři jsme nedávno vyvinuli dvě řady polymerních systémů založených na kombinaci plastifikovaného škrobu (TPS), polykaprolaktonu (PCL), poly(mléčné kyseliny) (PLA), nanočástic na bázi oxidu titaničitého (TiX) a antibiotik (ATB). Morfologii a vlastnosti těchto vícesložkových systémů dokážeme do značné míry modifikovat složením a cíleným ovlivňováním jejich fázové struktury při zpracování. Systémy TPS/PCL/TiX/ATB lze využít při léčení akutních zánětů jako je osteomyelitida, zatímco systémy PLA/PCL/TiX se jeví jako velmi vhodné dočasné biodegradovatelné implantáty při léčení kostí. Disertační práce by zahrnovala přípravu výše zmíněných systémů (mísení v tavenině), optimalizaci jejich fázové struktury (změny složení podmínek přípravy), charakterizaci morfologie (elektronová mikroskopie) a vlastností (houževnatost, mikroindentace aj.) a podíl na medicinálním testování ve spolupráci s FN Motol (léčení lokálních infektů, biodegradabilita).
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

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.

Funkční polymerní nanodiagnostika pro 31P zobrazování magnetickou rezonancí: Nové paradigma pro kontrastní látky

Hrubý Martin, Mgr. Ph.D., DSc. ( h...@imc.cas.cz)
Cílem mezioborové doktorské dizertační práce je vyvinout koncepčně novou třídu biodegradovatelných responzivních kontrastních látek, které jsou určené pro 1H/31P magnetickou rezonanci (MR). Unikátnost těchto kontrastních látek obsahujících atomy fosforu v blízkosti paramagnetického komplexu gadolinia spočívá v přepnutí z 1H na 31P MR kontrast působením vnější biochemické změny. Činidlo obsahující současně gadolinium a fosfor vykazuje pouze vlastnosti T1 kontrastní látky u 1H MR zobrazování a poskytuje tak anatomické informace, přičemž fosforový MR signál není detekovatelný protože Gd způsobuje významné rozšíření signálu 31P. Jakmile je vazba mezi fosforem a Gd přerušena prostřednictvím biochemického podnětu, Gd se uvolní a odmyje a 1H MR signál bude zanedbatelný. Uvolněním Gd se tak 31P MR signál ve spektru zúží a proto bude detekovatelný. Výhodou je, že 1H a 31P MR se může jednoduše kombinovat během jednoho experimentu a proto tato kontrastní látka může poskytovat nejen anatomickou ale i funkční diagnostickou informaci. Vlastní náplní práce bude syntéza systémů, jejich fyzikálně chemická charakterizace zejména pokročilými instrumentálními metodami jako je rozptyl světla a rentgenového záření, vyhodnocení chování v nukleární magnetické rezonanci a ve spolupráci s biologickým pracovištěm, kde bude probíhat biologické testování se podílet na vyhodnocení a interpreatci dat ze zobrazování.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Injikovatelné biomimetické hydrogely pro regenerativní medicínu

Proks Vladimír, Mgr. Ph.D.
Injikovatelné biomimetické hydrogely představují atraktivní skupinu biomateriálů využívanou v oblasti regenerativní medicíny. Doposud však neexistuje injikovatelný biomateriál, který by umožnil plnohodnotnou regeneraci tkáně, tak jako je v organismech zprostředkována mezibuněčnou hmotou. Vyvinutí takového materiálu by bylo užitečné pro různé druhy chirurgických a ortopedických zákroků. Projekt je zaměřen na vývoj nového postupu přípravy polymerních biomateriálů ve formě injikovatelného biomimetického hydrogelu. Disertační práce bude zaměřena na syntézu a charakterizaci makromonomerů na bázi syntetických polypeptidů a přírodních polysacharidů. Pro in situ formování hydrogelu, bude vytvořen síťovací protokol, který zajistí rychlé utvoření hydrogelové sítě schopné mechanicky ochránit buňky v průběhu vstřikování a podpoří jejich retenci a životaschopnost během regenerace tkáně. Hydrogely budou modifikovány peptidovými ligandy s cílem podpořit specifické interakce s buňkami. Student by měl mít zkušenosti v oboru makromolekulární nebo organické chemie a měl by být ochoten rozvíjet své znalosti i v biochemických a biologických disciplínách. Při studiu fyzikálně-chemických vlastností připravených polymerů a hydrogelů si student osvojí řadu technik a metod s využitím moderních přístrojů
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Inkorporace a řízené uvolňování farmakologicky aktivních látek z hydrogelových a nanovlákenných polymerních nosičů

Širc Jakub, RNDr. PhD. ( s...@imc.cas.cz)
Disertační práce bude zaměřena na problematiku inkorporace biologicky a farmakologicky aktivních látek do polymerních nosičů a jejich následného řízeného uvolňování. Polymerní nosiče mohou být: a) materiály, jejichž primární funkce je kontrolované dodávání léčiva (např. hydrogelový nosič pro řízené uvolňování léčiv do gastrointestinálního traktu, nanovlákna pro lokální aplikaci protinádorových léčiv), b) materiály, které mají jinou funkci v rámci medicinální aplikace, uvolňování léčiva významně zvyšuje jejich terapeutickou účinnost (např. hydrogelové kryty ran, makroporézní hydrogelové konstrukty, tkáňové expandéry). Výzkum bude zaměřen na přípravu polymerních nosičů a studium mechanizmů uvolňování inkorporovaných molekul dle různých medicinálních požadavků. Disertační práce je svým zaměřením na pomezí polymerní, organické, fyzikální a analytické chemie. Problematika bude řešena ve spolupráci s českými a zahraničními spolupracujícími institucemi.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Izotopový posun ve vibrační spektroskopii nanostrukturovaných vodivých polymerů a oligomerů

Šeděnková Ivana, RNDr. PhD.
Během posledního desetiletí se výzkum vodivých polymerů soustředí na nanostruktury, jež by vedly k lepšímu využití vodivých polymerů. Polyanilín je mezi vodivými polymery zajímavý jako stabilní materiál reagující na vnější stimuly, s jednoduchou přípravou. K nanostrukturám vede v případě polyanilínu samouspořádávání krátkých oligomerů vznikajících při vhodných reakčních podmínkách. Tento proces byl již dříve studován pomocí vibrační spektroskopie, interpretace vibračních spekter je však často nejednoznačná stejně jako stanovení molekulární struktury oligomerních produktů. Přes jednoznačné výhody izotopové záměny ve vibrační spektroskopii byla tato metoda dosud pouze omezeně použita pro studium těchto materiálů. V průběhu práce bude izotopová záměna vybraných vodíkových a dusíkových atomů využita (1) pro přiřazení vibračních pásů ve spektrech oligomerních produktů a finálních nanostruktur a (2) porozumění změnám na polyanilínovém řetězci zásadním pro vznik těchto struktur.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Multifunkční materiály na bázi elektricky vodivých polymerních kompozitů

Starý Zdeněk, Ing. Ph.D. ( s...@imc.cas.cz)
lektricky vodivé polymerní kompozity jsou perspektivní multifunkční materiály se širokým aplikačním potenciálem v obalové technice, elektronice a sensorice. V této práci bude pozornost zaměřena na nemísitelné polymerní směsi se selektivní distribucí částic vodivého plniva. V závislosti na výsledné fázové struktuře (morfologie směsi, lokalizace plniva) je možné řídit elektrickou vodivost kompozitu. Cílem práce je tedy popis a vysvětlení vývoje fázové struktury během míchání v tavenině a jeho vliv na vlastnosti kompozitu. Struktura směsí bude charakterizována pomocí metod elektronové mikroskopie. Tokové a elektrické vlastnosti směsí budou studovány pomocí simultánních elektricko-reologických experimentů.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Multiresponzivní samouspořádané polymerní systémy pro biologické aplikace

Štěpánek Petr, RNDr. DrSc.
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 především 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 chemická a fyzikálně-chemická příprava, a studium samouspořádání a interakcí s vnějším biologickým prostředím takovýchto nanočástic citlivých na vnější podněty (se zaměřením na změny pH, redoxpotenciálu, koncentraci vápníku a teploty, zejména pak na systémy citlivé na několik podnětů současně), konkrétní zaměření bude brát v úvahu zájmy studenta. Studované nanočástice budou určeny pro diagnostiku a cílenou personalizovanou terapii nádorových a infekčních onemocnění. Klíčovou součástí dizertační práce bude využití pokročilých charakterizačních metod, například statického, dynamického a elektroforetického rozptylu světla, maloúhlového rozptylu rentgenového záření a neutronů, isotermální titrační kalorimetrie a fluorescenční korelační spektroskopie. Optimalizované nanočástice budou poté poskytnuty spolupracujícím biologickým pracovištím k testování pro reálné aplikace.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Nanonosiče citlivé na reaktivní formy kyslíku: Inovativní inteligentní nanoléčiva

Jäger Alessandro, Mgr. PhD.
Pro využití nanoléčiv v biomedicínských aplikacích je značnou výhodou pokud jsou přizpůsobeny tak, aby byla odbouratelná v reakci na určité vnější podněty. Takovým podnětem může být enzymatické odstranění chránících skupin, změna pH, světlo nebo nově přítomnost reaktivních forem kyslíku (ROS) v nádorovém mikroprostředí. V této dizertaci bude využita nerovnováha buněčného mikroprostředí (změna pH, produkce ROS) v patologicky změněné tkáni pro řízenou degradaci a aktivaci polymerních nanonosičů na bázi blokových kopolymerů. S využitím jednoduchosti a efektivity samouspořádání amfifilních blokových kopolymerů v roztoku bude vyvinuto několik polymerních nanonosičů léčiv (PNM), tj. polymerních micel, polymerních nanočástic a polymerosomů, které budou vykazovat odpověď vyvolanou odbouráváním za přítomnosti fyziologicky významných změn pH nebo koncentrace ROS. Nanonosiče budou připraveny mikrofluidní nanoprecipitací. Tato technika umožňuje produkci částic s kontrolovatelnou velikostí a úzkou distribucí velikostí, způsobem škálovatelným a reprodukovatelným s definovaným tvarem a povrchovou chemií. PMN budou charakterizovány pomocí standardních technik rozptylu (DSL / SLS / ELS, SAXS a SANS) a mikroskopickými technikami (SEM, TEM a Cryo-TEM). Účinnost PMN bude hodnocena v biologických modelech in vitro a in vivo.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Optimalizace termosetových kompozitů tvorbou samouspořádaných struktur s využitím modifikovaných uhlíkových nanodestiček

Kelnar Ivan, Ing. CSc. ( kel...@imc.cas.cz)
Výzkum zlepšení parametrů vláknových kompozitů na bázi epoxidů eliminací nedostatečnýchparametrů matrice a mezilamelárních porušení. Toho bude dosaženo využitím unikátních vlastností uhlíkových nanodestiček (CN) s cílenou modifikací pro duální vyztužení a tvorbu efektivní hierarchické mezifázové vrstvy. Cílem je využití polymery a oligomery roubovaných CN pro generaci samouspořádaných tuhých/elastických struktur pro modifikaci matrice a tvorbu tuhé houževnaté mezifázové vrstvy v průběhu reakcí indukované fázové separace. Bude zkoumána rovněž tvorba těchto přírodním materiálům podobných struktur reakcemi a interakcemi vhodně funkcionalizovaných komponent a přímou úpravou vláken. Cílem je poznání zákonitostí tvorby organizovaných struktur, vztahu struktura/vlastnosti a deformačního mechanismu včetně vytvoření odpovídajícího modelu.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Polymerní materiály pro pokročilé aplikace: struktura, vlastnosti a zpracování

Starý Zdeněk, Ing. Ph.D. ( s...@imc.cas.cz)
Na polymerní materiály jsou v dnešní době kladeny stále větší nároky, které jsou spojené s jejich novými aplikacemi a technologiemi zpracování. Jako příklad mohou sloužit materiály pro 3D tisk nebo elektricky vodivé polymerní kompozity. Ve většině případů se jedná o systémy s heterogenní fázovou strukturou, která do značné míry ovlivňuje vlastnosti výsledného materiálu. Cílem práce bude popis strukturně-vlastnostních vztahů pro vybrané aplikačně relevantní materiály. Náplní práce bude příprava polymerních materiálů a studium jejich struktury metodami elektronové mikroskopie. Dále budou připravené systémy charakterizovány z hlediska jejich mechanického a tokového chování.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Polymerní memristory

Pfleger Jiří, RNDr. CSc. ( pfl...@imc.cas.cz)
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Polymerní nosiče léčiv pro experimentální léčbu

Chytil Petr, Mgr. Ph.D. ( chy...@imc.cas.cz)
Tématem doktorského projektu je příprava a studium vlastností nových polymerních nosičů léčiv umožňujících jejich řízené uvolňování pouze v nemocné tkáni. Navázáním specifických ligandů lze nasměrovat transport polymerního nosiče s léčivem do cílové tkáně/buňkám, a tak zvýšit účinnost léčby často obtížně léčitelných onemocnění. Téma je vhodné pro absolventy chemických a farmaceutických oborů. Nabízíme zajímavou a pestrou práci v mladém dynamickém kolektivu na špičkovém akademickém pracovišti.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Polymerní sondy for navigovanou endoskopickou chirurgii pevných nádorů

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

Polymerní systémy pro selektivní transport cytostatik a STAT3 inhibitorů do solidních nádorů

Kostka Libor, Ing. Ph.D. ( kos...@imc.cas.cz)
Chemoterapie je jedním z hlavních přístupů k léčbě nádorových onemocnění, je však vážně limitována chemorezistencí mnoha typů nádorů. Hlavním cílem disertace bude návrh struktur, syntéza a studium fyzikálně-chemických a biologických vlastností bio-degradovatelných polymerních konjugátů protinádorových léčiv a STAT3 inhibitorů. Tyto konjugáty by měly být schopné potlačit vedlejší účinky konvenční chemoterapie a potlačit chemorezistenci nádoru. Polymerní nosiče na bázi HPMA budou připravovány novými metodami řízené polymerizace zejména RAFT nebo CuRDRP. Využitím těchto technik lze připravit polymerní nosiče o lineárních, diblokové nebo různě větvené struktuře. Těžiště práce bude spočívat v organické a polymerní syntéze nových polymerních konjugátů a jejich charakterizaci pomocí moderních instrumentálních technik (SEC, FFFF, LC-MS, NMR, atd.). Dále budeme studovat vliv polymerní struktury konjugátu na jeho biologickou účinnost. Znalost a zkušenosti uchazeče v organické a/nebo makromolekulární chemii jsou výhodou, a to společně s chutí učit se novým věcem v dalších oborech, např. biochemii či biologii. Nabízíme zajímavou a pestrou práci v mladém dynamickém kolektivu na špičkově vybaveném akademickém pracovišti.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Polymery modifikované nanoznačky pro multimodální zobrazování v biologii a lékařství

Horák Daniel, Ing. CSc. ( h...@imc.cas.cz)
Macková Hana, Ing. Ph.D. ( mac...@imc.cas.cz)
Nanočástice se specifickými novými vlastnostmi, např. optickými nebo magnetickými, jsou klíčovými činidly v rychle rostoucí oblasti multimodálního zobrazování v biologickém a preklinickém výzkumu. Hlavní roli při přípravě nanoznaček pro zobrazování hraje nejenom syntéza vhodných částic, ale zejména výběr optimálního polymerního povlaku. Cílem dizertace je návrh a syntéza jak nanočástic a jejich polymerních povlaků s na míru šitými vlastnostmi z hlediska složení, hydrofilnosti, molární hmotnosti a přítomnosti funkcionalit, jako jsou cílující skupiny, farmakofory, atd. Nanočástice budou připravovány srážením kovových solí nebo teplotním rozkladem. Tyto částice, po modifikaci polymerem, musí splňovat určité požadavky, jako je koloidní stabilita ve vodných biologických médiích, biokompatibilita, schopnost směrování, viditelnost ve světelném mikroskopu anebo MRI a účinná internalizace do buněk. Vlastnosti polymery modifikovaných nanoznaček, jako je morfologie (tvar, velikost a distribuce částic), složení, struktura a funkční vlastnosti, budou studovány světelnou a transmisní elektronovou mikroskopií, dynamickým rozptylem světla, difrakcí Roentgenova záření, FTIR spektroskopií, termogravimetrickou analýzou, fotoluminescenčním a magnetickým měřením, atd. Biologická studia budou realizována na spolupracujících biologických pracovištích.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Samoasociující multivrstevnaté filmy jako povlaky biomateriálů pro uvolňování proteinů

Kubies Dana, Mgr. Ph.D. ( kub...@imc.cas.cz)
Důležitým faktorem podporujícím integraci biomateriálů s tkání příjemce v biomedicinálních aplikacích je immobilizace biologicky účinných látek na povrch biomateriálu. Metoda postupné depozice vrstev je technikou pro přípravu multivrstevnatých filmů a je založena na elektrostatických interakcích mezi jednotlivými složkami (např. pozitivně a negativně nabité polymery a biopolymery). Technika je také používána k přípravě biokompatibilních povlaků sloužících jako rezervoár bioaktivních látek na povrchu biomateriálů. Cílem projektu je příprava hydrolyticky degradovatelných vrstevnatých povlaků pro postupné uvolňování růstových faktorů z povrchu polymerních biomateriálů a studium jejich fyzikálně-chemických, strukturních a morfologických vlastností. Ve spolupráci s biologickým pracovištěm bude taktéž studována účinnost immobilizovaných růstových faktorů na stimulaci proliferace a differenciace buněk v in vitro podmínkách. Téma je vhodné pro absolventy chemických oborů zejména makromolekulární chemie, fyzikální chemie případně biochemie.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Samouspořádané struktury amfifilních gradientových kopolymerů pro moderní aplikace

Pánek Jiří, Ing. Ph.D. ( p...@imc.cas.cz)
Hrubý Martin, Mgr. Ph.D., DSc. ( h...@imc.cas.cz)
Vědeckým cílem dizertační práce je získání poznatků o vnitřní struktuře, fyzikálně-chemickém a biologickém chování gradientových amfifilních kopolymerů a (nano)struktur vzniklých samoorganizací jejich makromolekul ve vodných roztocích. Pochopení vztahů mezi uvedenými vlastnostmi umožní kritické srovnání s analogickými blokovými kopolymery, přičemž konečným cílem tohoto projektu je využít získané poznatky k vytvoření koncepčně nové generace amfifilů pro (nano)částicové dopravní systémy pro léčiva. Projekt má odpovědět na otázku, zda při výběru polymerní architektury pro biomedicinální aplikace dát přednost gradientovým nebo blokovým kopolymerům. Takové kritické srovnání v současné literatuře zřetelně chybí, navíc širší použití gradientových kopolymerů může podle našich předběžných experimentů přinést průlom do výše uvedených aplikací. Těžištěm práce bude syntéza a charakterizace připravených systémů rozptylovými metodami, časově rozlišeným fluorescenčním zobrazováním, fluorescenční korelační spektroskopií a případně metodami radioizotopového zobrazování s tím, že téma bude upřesněno podle individálního zájmu studenta. Připravené systémy budou poskytnuty biologickým pracovištím, která otestují jejich vlastnosti a interakce s buňkami a organismy pomocí špičkových přístrojů s ohledem na zamýšlené aplikace.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Systémy pro uvolňování růstových faktorů podporujících vaskularizaci polymerních nosičů v bioaplikacích.

Kubies Dana, Mgr. Ph.D. ( kub...@imc.cas.cz)
V oblasti tkáňového inženýrství je vaskularizace polymerních podpůrných skeletů vyvíjených pro náhradu tkání v těle příjemce považována za klíčový krok nutný pro jejich úspěšnou integraci a funkčnost v těle příjemce. V klinické praxi používaná metoda přímé administrace volných růstových faktorů (RF) podporujících vaskularizaci (např. VEGF nebo FGF-2) bohužel nevede k požadovaným výsledkům. Proto je intenzivně studováno využití konstruktů “polymerní nebo přírodní nosič/růstový faktor” pro dosažení kontrolovaného uvolňování růstového faktoru přímo v místě aplikace. Jednou z možností je použití systému, který je založený na mikročásticích obsahujících růstový faktor. Cílem projektu je vypracovat metodiku přípravy mikročástic polyelektrolytů obsahujících provaskularizační růstové faktory, charakterizovat jejich fyzikálně-chemické vlastnosti, účinnost navázání a uvolňování proteinu a jeho biologickou aktivitu. Dále bude práce zaměřena na vypracování metodiky zavedení mikročástic do trojdimenzionálního makroporézního polymerního nosiče. Ve spolupráci s kolegy z biologických pracovišť bude sledován vliv zvoleného přístupu na vaskularizaci v in vivo podmínkách. Téma je vhodné pro absolventy chemických oborů zejména makromolekulární chemie nebo fyzikální chemie, případně biochemie.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Vliv individuální variability krevní plasmy a patofyziologie bílkovin na nespecifickou adsorpci a operabilitu optických biosensorů

Riedel Tomáš, Ing. Ph.D. ( tom...@uhkt.cz)
Raná detekce biomarkerů zvyšuje šanci úspěšné léčby, přežití a kvality života. Zejména optické biosenzory nabízejí řadu výhod pro včasnou diagnostiku: minimálně invazivní přístup, rychlou a citlivou detekci, nízkou spotřebu vzorku. Hlavním nedostatkem optických biosenzorů je, že nedokáží odlišit specifickou odpověď od nespecifické způsobené adsorpcí především proteinů nastávající po kontaktu umělých povrchů s biologickým materiálem (fouling). Důsledkem foulingu může být např. iniciace komplementu či koagulace. To doposud bránilo rozšíření biosenzorů v klinické praxi. Fouling je z principu ovlivněn individuální biologickou variabilitou nebo patofyziologií (např. oxidativní stres, modifikace proteinů) – tyto faktory a jejich vliv jsou však až na výjimky neznámé, přestože pro klinické uplatnění hrají zásadní roli. Tato práce si klade za cíl popsat tyto faktory, jejich vliv, a navrhnout postupy k potlačení nebo eliminaci těchto vlivů pro účely in vitro diagnostiky pomocí optických sensorů.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Využití iontových kapalin pro přípravu polymerních materiálů

Beneš Hynek, Ing. Ph.D. ( ben...@imc.cas.cz)
Projekt bude zkoumat několik rolí iontových kapalin při přípravě zesítěných polymerních materiálů. Výsledky projektu budou především poskytovat základní informace o interakci specifických iontových kapalin na mezifázi s polymerní matricí a s povrchem nanočástic. Teplotně stabilní iontové kapaliny s imidazoliovým či fosfoniovým kationtem lze použít jako aditiva (např. surfaktanty) pro přípravu nanokompozitů. Doktorské téma se zabývá roubováním iontových kapalin na polymerní řetězec a na přípravu nanoplniv s iontově a chemicky vázanými iontovými kapalinami.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Výzkum polymerů a hybridních systémů pro fotoniku a elektroniku

Cimrová Věra, doc, RNDr. CSc. ( cim...@imc.cas.cz)
Práce bude zaměřena na výzkum polymerů a hybridních systémů perspektivních pro aplikace ve fotonice, zejména pro fotovoltaické (solární) články (FVČ) a světlo emitující diody (LED), případně i paměti, senzory a další. Bude se jednat o výzkum vybraných pokročilých polymerů a nybridních systémů (směsí), zvláště v tenkých vrstvách celou řadou spektrálních - optických, elektrických, fotoelektrických - metod (absorpce, fotoluminiscence, elektroluminiscence, fotovodivost, fotogenerace a transport náboje, aj.), dle užšího zaměření mohou být získané poznatky využity pro přípravu a charakterizaci vybraných polymerních fotonických prvků (FVČ, LED, aj.). Práce bude mít převážně experimentální charakter. Mohou se však uplatnit i teoretické znalosti, a to zejména v interpretaci a modelování experimentálních dat. Problematika výzkumu je velice aktuální a je jí ve světě věnována velká pozornost právě s ohledem na zajímavé aplikace. Výhodou polymerů je jejich velká variabilita umožňující spektrální ladění absorpce a emise chemickou cestou přes celou oblast viditelného spektra, a dále i relativně snadná a levná příprava součástek ve srovnání s odpovídajícími anorganickými materiály. V hybridních systémech mohou být nadále zlepšeny požadované vlastnosti.
Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v.v.i.

Materiálové inženýrství

Studijní program: Chemie a technologie materiálů (čtyřleté)

Detekce látek a těžkých kovů pomocí mobilu

Švorčík Václav, prof. Ing. DrSc. ( svo...@vscht.cz)
Zjednodušení detekčních metod s možností zavedení inteligentních přístupů a elektronických zařízení je jedním z klíčových trendů v moderních senzorech. Tento trend předpokládá, že uživatel, který nemá odborné dovednosti a vybavení, bude schopen provádět určité druhy důležitých analýz přímo doma. Nabízená práce zahrnuje vývoj mobilních detekčních metod založených na použití připravených substrátů a mobilního telefonu s kamerou. Práce předpokládá vývoj postupů, metod a zařízení pro zavedení schopnosti detekovat a určit přítomnost a koncentraci různých biologických látek, radikálů a iontů těžkých kovů pomocí kamer moderních telefonů a speciálně funkcionalizovaných substrátů.

Chiralně-seletivní SERS

Švorčík Václav, prof. Ing. DrSc. ( svo...@vscht.cz)
Jednou z klíčových oblastí biologické analýzy je nutnost určit konfiguraci komplexních opticky aktivních molekul. Se současným stavem vědy je definice konfigurace (nebo její změny) poměrně problematická a vyžaduje komplexní přípravu vzorků a specifické vybavení. Na našem pracovišti byl navržen postup s použitím aktivních struktur chirálních plazmonů. Tento postup byl uspěšně aplikován pro detekci relativně malých (molekul o hmotnost do 1 000) opticky aktivních molekul. Navrhovaná práce bude zaměřena na další vývoj metody a předpokládá se její použití pro stanovení velkých biologicky významných molekul. Výsledky získané při realizaci práce budou zpracovány pomocí umělých neuronových sítí a (možná) přispěje k řešení několika klíčových otázek moderní lékařské diagnostiky a biochemie.

Inteligentní povrchy s pro spinání mezi “ultra” povrchovými stavy

Lyutakov Oleksiy, Mgr. Ph.D. ( ole...@vscht.cz)
Vytváření inteligentních povrchů je velmi zajímavá oblast, která kombinuje nejnovější pokroky v chemii a fyzice povrchu materiálu. Tyto povrchy jsou schopny přepínat své vlastnosti při vystavení vnějším vlivům (např. při působení elektrického pole). Zvlášt zájímavé je spínání mezi "špičkovými" stavy, např. mezi superhydrofobicitou / superhydrofilicitou nebo ultra adhezivitou (kapka kapaliny “drží“ na povrch a neklouzá) a ultra odpudivostí (kapka sklouzne při minimálním naklonění vzorku). Očekává se, že takové inteligentní povrchy naleznou široké uplatnění v mnoha oblastech, od mikrofluidiky a makro bioreaktorů až po samočistící povrchy. Práce se zaměří na získávání a testování inteligentních povrchů s přepínatelnými vlastnostmi.

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).

Materiály pro alternativní vodíkovou energetiku

Švorčík Václav, prof. Ing. DrSc. ( svo...@vscht.cz)
Zavedení alternativní energie je jednou z nejdůležitějších oblastí moderní vědy. Na našem pracovišti bylo navrženo několik inovativních přístupů k vytváření nových materiálů, které by mohly: (i) produkovat vodík štěpením vody při působení slunečního světla, (ii) připravit unikátní materiály pro bezpečné a vysokokapacitní ukládaní vodíku a (iii) významně vylepšit účinnost tradičních palivových článků při využívání vodíku. V současné době se výzkum provádí souběžně ve všech třech oblastech a práce bude (dle výběru studenta) zaměřena na jednu z nich.

Studium bioaktivních nanovrstev na zahřátém/podchlazeném substrátu a jejich replikace

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 připraveny vzory s různými nanostrukturami a studovány možnosti jejich replikace na biopolymerní původní či aktivované substráty. Budou testovány biokompatibilní vlastnosti těchto substrátů. Interdisciplinární charakter práce - možné aplikace v chemii, tkáňovém inženýrství či senzorech.

Příprava vysoce účinných scintilačních krystalů na bázi komplexních oxidů metodou micro-pulling-down a jejich charakterizace

Pejchal Jan, Ing. Ph.D. ( pej...@fzu.cz)
Práce bude zaměřena na přípravu komplexních oxidů (perovskitů, granátů) dopovaných prvky vzácných zemin metodou micro-pulling-down a studium jejich luminiscenčních a scintilačních vlastností. Cílem bude hledání optimálního složení krystalů 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 halogenidů metodou micro-pulling-down pro scintilační detektory

Král Robert, Ing. Ph.D. ( k...@fzu.cz)
Těžištěm práce bude syntéza vysoce hygroskopických halogenidů (např. SrI2, LaBr3) 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 (např. Eu2+, Ce3+) 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.

Elektrochemické chování kovových biomateriálů

Fojt Jaroslav, Ing. Ph.D. ( jar...@vscht.cz)
Interakce kovový materiál – tělní prostředí hraje klíčovou roli v procesu integrace implantátu. Povrchové vlastnosti materiálu ovlivňují nejen primární interakci implantátu s organizmem, ale též jeho životnost z dlouhodobého hlediska. Pochopení elektrochemických dějů na fázovém rozhraní je nezbytné pro vývoj nových materiálů i pro úpravy stávajících slitin. V rámci práce budou detailně studovány interakce pasivní kov-simulované tělní prostředí pomocí elektrochemických a spektroskopických technik.

Hořčíkové slitiny se sníženou hořlavostí pro letecký průmysl

Vojtěch Dalibor, prof. Dr. Ing. ( voj...@vscht.cz)
Hořčíkové slitiny patří mezi nejlehčí kovové konstrukční materiály. Většímu rozšíření hořčíkových slitin v leteckém průmyslu však brání jejich hořlavost spojená s poměrně nízkými zápalnými teplotami v případě požáru. V práci budou studovány a vyvíjeny nové hořčíkové slitiny s vysokými zápalnými teplotami odolné proti požáru. Budou studovány strukturní, mechanické charakteristiky a chování za vysokých teplot.

Konzervace sbírkových předmětů z olova a jeho slitin

Kouřil Milan, doc. Ing. Ph.D. ( kou...@vscht.cz)
Historicky cenné olověné předměty, např. buly historických dokumentů nebo píšťaly varhan, jsou trvale vystaveny koroznímu působení vnitřních atmosfér archivů, depozitářů nebo kostelů. Podmínky v těchto kryptoklimatech jsou dány neustálým uvolňováním těkavých organických látek ze dřeva, papíru, lepidel, apod. Cílem práce je popsat vztahy mezi podmínkami expozice, složením slitin a mechanizmem a rychlostí koroze a vytvořit a aplikovat do praxe metody konzervace předmětů z olova a jeho slitin.

Kovové materiály vyrobené pokročilými technologiemi práškové metalurgie

Vojtěch Dalibor, prof. Dr. Ing. ( voj...@vscht.cz)
Prášková metalurgie umožňuje levnou a velkosériovou výrobu tvarově velmi přesných součástek pro moderní průmyslová odvětví. Rovněž umožňuje výrobu kovových materiálů, které nelze vyrobit jinými metalurgickými postupy. V práci budou studovány a vyvíjeny moderní lehké, vysoce pevné, korozivzdorné a žárupevné materiály vyrobené pokročilými metodami práškové metalurgie, hlavně metodami MIM (Metal Injection Moulding) a SPS (Spark Plasma Sintering).

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.

Materiály pro konstrukci palivových článků

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.

Mikrostruktura a vlastnosti slitinových povlaků Zn-Fe pro ochranu automobilových karosérií

Prošek Tomáš, Ing. Ph.D. ( pro...@vscht.cz)
Povlaky na bázi zinku v kombinaci s organickým nátěrem zajišťují dlouhodobou korozní odolnost automobilových karosérii. V Evropě převažuje používání nelegovaných zinkových povlaků, ale asijští a američtí výrobci preferují slitinový povlak Zn-Fe (Galvannealed). Výhodou tohoto povlaku je vyšší korozní odolnost, tvrdost a lepší procesní vlastnosti. Ačkoliv jde o povlak používaný již několik desetiletí, chybí informace o jeho mikrostruktuře, vlivu procesních parametrů na mikrostrukturu a následné zpracovatelské a uživatelské vlastnosti a přesném mechanismu ochranného působení za podmínek relevantních pro automobilové aplikace. Cílem práce bude pomocí řady pokročilých analytických a experimentálních technik získat tyto chybějící informace a pomoci tak zavedení slitinových Zn-Fe povlaků v evropské průmyslové praxi. Výzkumný projekt bude podporován významnými evropskými dodavateli pro automobilový průmysl.

Modifikace povrchů kovových biomateriálů

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

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.

Studium hydrrometalurgických způsobů pro separaci K a Rb z roztoků

Vu Nguyen Hong, Ing. Ph.D. ( ...@vscht.cz)
Draslík a rubidium se často vyskytují společně v roztocích po zpracování lithných slíd za účelem získávání lithia pomocí pyro- nebo hydrometalurgických method nebo po zpracování cementářských odprašků. Kvůli podobným chemickým a fyzikálním vlastnostem je jejich selektvní separace velmi obtížná. Dizertační práce zaměřuje na vývoj a ověření nových hydrometalurgických postupů pro jejich efektivní separaci vhodnou kombinací metody kapalinové extrakce, iontovou výměny nebo srážecí metody.

Syntéza intermetalických sloučenin mechanickým legováním

Novák Pavel, doc. Ing. Ph.D. ( pan...@vscht.cz)
Mechanické legování je moderní metoda, která umožňuje výrobu nanostrukturovaných slitin a intermetalických sloučenin. Tato práce je zaměřena na popis mechanismu dějů při syntéze technicky významných intermetalických sloučenin ultravysoko-energetickým mechanickým legováním a optimalizaci tohoto procesu. Bude popsána mikrostruktura a fázové složení těchto materiálů v závislosti na podmínkách procesu. Bude navržen teoretický popis mechanismu a kinetiky procesu mechanického legování ve vybraných systémech.

Tribologické vlastnosti kovových biomateriálů

Novák Pavel, doc. Ing. Ph.D. ( pan...@vscht.cz)
Kovové biomateriály (slitiny titanu, korozivzdorné oceli, kobaltové slitiny) jsou hojně používané na náhradu kloubů v lidském organismu. Při používání těchto implantátů dochází v určité míře, závislé na materiálu, k otěru a otěrové částice se mohou dostat do tkání a působit zánětlivé reakce. Proto je snahou používat materiály s co největší otěruvzdorností a případně ji dále vyplešovat vhodnými povlaky. Otěruvzdornost kovových biomateriálů však není tak jednoduché stanovit, protože kromě kontaktu s další části implantátu (náhradou kloubní jamky) vstupuje do hry i současné korozní působení tělního prostředí. Práce je zaměřená na nalezení vhodných podmínek testů simulujících tribologické a tribokorozní zatěžování kloubních a dalších specifických (např. spinálních) implantátů a objasnění jejich tribologického a tribokorozního chování. Bude testován vliv různých parametrů - mechanických vlastností, mikrostruktury a fázového složení slitin a způsobu jejich výroby (odlévání, tváření, prášková metalurgie, 3D tisk) - na výsledné tribologické charakteristiky.

Výzkum separace Be, Ge, Ga a In z popílků po spalování uhlí

Vu Nguyen Hong, Ing. Ph.D. ( ...@vscht.cz)
Popílky vzniklé ze spalování hnědého a černého představují potenciální slibné zdroje strategických surovin pro moderní průmysl jako např. Be, Ge, Ga a In. Na druhou stranu obsah těchto kritických kovů v popílích bývá velmi nízký a proto jejich ekonomické získávání tradičními pyro- a hydrometalurgickými postupy je obtížné. Dizertační práce zeměřuje na vývoj a ověření nových spékacích a loužících procesů založených na vhodné intergraci ověřených pyrometalurgických pochodů nebo synergické kombinaci loužící metody s kapalinovou extrakční metodou pro efektivní extrakci těchto zájmových kovů.

Organická chemie

Studijní program: Chemie (čtyřletá)

Aplikace NHC ligandů a jejich komplexů na bázi HFE v "zelené" fluorové chemii

Kvíčala Jaroslav, prof. Ing. CSc. ( kvi...@vscht.cz)
Rybáčková Markéta, Ing. Ph.D. ( ryb...@vscht.cz)
Fluorové separační metody dosáhly nesporných úspěchů v separaci a recyklaci polyfluorovaných katalyzátorů, činidel i produktů. Jejich rozšíření však brání environmentální aspekty související zejména s velmi nízkou biodegradabilitou, vysokou toxicitou a vysokým potenciálem globálního oteplování (GWP) látek s dlouhými perfluorovanými řetězci, které se používají jako rozpouštědla i stavební bloky pro "těžkou" fluorovou chemii. V naší laboratoři jsme v současné době vypracovali environmentálně přjatelnou a chemicky extrémně šetrnou metodiku recyklace polyfluorovaných katalyzátorů a sloučenin, využívající jako klíčová fluorovaná rozpouštědla ekologicky i finančně výhodné hydrofluorethery s nízkou toxicitou i GWP a akceptovatelnou biodegrabilitou. Cílem projektu je využití komerčně dostupných hydrofluoretherů a s nimi souvisejících fluorketonů pro přípravu nových stavebních bloků s environmentálními vlastnostmi analogickými těmto rozpouštědlům. Tyto stavební bloky budou následně využity pro přípravu polyfluorovaných NHC ligandů a z nich připravených činidel a homogenních katalyzátorů s cílem vybudovat platformu "zelené" fluorové chemie. Chemické a katalytické reakce těchto činidel a katalyzátorů budou studovány s důrazem na jejich separaci a recyklaci, chemo- a stereoselektivitu.

Fixace CO2 s využitím katalytických vlastností sloučenin přechodných kovů

Tobrman Tomáš, doc. Ing. Ph.D. ( tom...@vscht.cz)
Tématem práce je využití katalytických vlastností sloučenin přechodných kovů pro fixaci oxidu uhličitého v podobě funkcionalizovaných aryl-, vinyl- a heteroaryl karboxylových kyselin z aktivovaných C-O vazeb pomocí nových multikomponentních reakcí. Cílem bude nalézt optimální kombinaci katalytického systému a reakčních podmínek, které umožní efektivní modifikaci výchozích látek zavedením různých substituentů spolu s molekulou oxidu uhličitého.

Fotoredukce s využitím flavinů

Cibulka Radek, prof. Ing. Ph.D. ( cib...@vscht.cz)
Navrhovaný projekt má za cíl využít deriváty flavinů jako výjimečně silných organických fotoredukčních činidel s potenciálem nejenom nahradit dosud využívané látky na bázi vzácných kovů, ale zároveň posunout hranice fotoredukcí směrem k substrátům, které byly dosud mimo možnosti fotokatalytických systémů. Flaviny byly doposud aplikovány výlučně ve fotooxidacích. Ve fotoredukcích budou využívány excitované redukované formy flavinů. Vhodné flavinové deriváty budou navrženy na základě studia vztahu struktura vs vlastnosti a na základě kvantově chemických výpočtů. Jako příklady aplikací, které budou v projektu studovány, lze uvést arylace C-H vazeb v arenech a alkenech nebo C-N, C-S, C-B a C-P kaplingy se snadno dostupnými elektronově chudými a, což je důležité, také s elektronově bohatými chlor- a bromareny. Výzkum bude prováděný ve spolupráci s dalšími evropskými univerzitami.

Chemie 2,14-dithiacalixarenu a příbuzných látek

Lhoták Pavel, prof. Ing. CSc. ( lho...@vscht.cz)
Cílem práce je studium syntézy, chemického chování, konformačních preferencí a/nebo komplexačních schopností calixarenových systémů, nesoucích v molekule dva můstkové atomy síry a dvě CH2 skupiny, jako například 2,14-dithiacalixaren. Tyto smíšené (S/CH2) systémy by si mohly zachovávat vlastnosti obou matečných makrocyklů (calix[4]aren a thiacalix[4]aren), což by mohlo nalézt mnohá uplatnění v supramolekulární chemii. Jako příklad lze uvést využití rozdílů v regioselektivitě substitučních reakcí SEAr pro konstrukci dosud neznámých nebo jen těžko dosažitelných způsobů derivatizace základního calixarenového skeletu, což by bylo možné využít při návrhu nových typů receptorů.

Inherentně chirální calixareny a příbuzné sloučeniny

Lhoták Pavel, prof. Ing. CSc. ( lho...@vscht.cz)
Kundrát Ondřej, Ing. Ph.D. ( kun...@vscht.cz)
Cílem práce je syntéza calixarenů popř. příbuzných molekul (thiacalixareny, pillarareny) vykazujících inherentní chiralitu, které by bylo možné použít jako stavební kameny pro design nových chirálních receptorů. Práce bude zaměřena na metody resoluce racemických směsí inherentně chirálních systémů, které by umožňovaly přípravu čistých enantiomerů v  množství dostatečném pro následné syntetické opracování. V rámci resoluce počítáme s klasickým přístupem dělení diastereomerních směsí, popř. s využitím imobilizovaných enzymů pro kinetickou resoluci racemátů, nebo s přímou enantioselektivní syntézou chirálních derivátů (např. oxidace sirných můstků v thiacalixarenech).

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.

Mechanochemické indikátory for optical spectroscopy

Krupička Martin, Ing. Ph.D. ( mkz...@gmail.com)
Mechanochemické indikátory jsou molekuly, jež mění spektrosopické vlastnosti v závislosti na aplikované mechanické síle. Cílem práce je syntéza a studium těchto indikátorů. Vhodné molekuly využívající známé chromofory a fluorofory budou navrženy a studovány pomocí kvantově-chemických metod. Vybrané molekuly budou syntetizovány a studovány pomocí spektroskopických metod jak za přítomnosti mechanické síly, tak bez ní. Výsledkem by měly být molekuly umožňující měření mechanické síly a teoretický model jejího působení.

Zásady: 1. Rešerše vhodných kandidátů mechanicky senzitivních fluoroforů
2. Kvantově-mechanický odhad vlivu substituce a mechanické síly na elektronovou strukturu
3. Syntéza substituovaných fluoroforů, jejich kovalentně vázaných polymerů a napnutých makrocyklů
4. Spektroskopické studium získaných látek, získání mechanochemických parametrů
5. Kalibrace teoretických modelů

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).

Perspektivní funkční kapalně krystalické materiály pro aplikace ve fotonice

Kohout Michal, doc. Ing. Ph.D. ( mic...@vscht.cz)
Kozmík Václav, Ing. CSc. ( koz...@vscht.cz)

Syntéza a studium vlastností vodorozpustných receptorů na bázi calixarenu

Budka Jan, doc. Ing. Ph.D. ( bud...@vscht.cz)
Calixareny jsou makrocyklické sloučeniny využívané pro konstrukci nejrůznějších typů receptorů. Jedinou nevýhodou jejich derivátů je, že zpravidla nejsou rozpustné ve vodě. Cílem této práce je syntéza vodorozpustných derivátů v různých konformacích, které umožní studium jejich interakcí s různými substráty včetně přírodních látek (sacharidů, aminokyselin) ve vodném prostředí. Vodorozpustné receptory mohou významně přispět k pochopení komplexačních procesů probíhajících v živých organismech.

Syntéza calixarenů se smíšenými aza/thia můstky

Lhoták Pavel, prof. Ing. CSc. ( lho...@vscht.cz)
Přítomnost sirných můstkových skupin v thiacalixarenech má za následek významně jiné komplexační a konformační vlastnosti těchto molekul, a také významně odlišnou chemii těchto derivátů. Totéž platí o tzv. azacalixarenech, kde je původní můstková CH2 skupina nahrazena s NH/N-R můstkem. Cílem práce je syntéza calixarenů obsahujících v molekule zároveň různé typy můstků (S + N) a studovat chemické, konformační nebo komplexační vlastnosti takovýchto sloučenin. Protože deriváty azacalixarenů mohou vykazovat unikátní redox chování (např. chinoidní struktury), podobné systémy mohou představovat zajímavý příspěvek k supramolekulární chemie makrocyklů s možnou aplikací při designu a konstrukci nových typů receptorů. Toto téma je zamýšleno jako spolupráce (cotutelle) s Dr. Olivier Siri (Aix-Marseille University, Francie).

Syntéza metabolitů a jejich deuteriem značených analog nových psychoaktivních látek

Cibulka Radek, prof. Ing. Ph.D. ( cib...@vscht.cz)
Jurok Radek, Ing. Ph.D. ( jur...@vscht.cz)
Nové psychoaktivní látky patří mezi skupinu zneužívaných drog, které nejsou příliš farmakologicky probádány. Některé z nich stojí za řadou intoxikací, jiné naopak mohou sloužit jako modelové struktury v biologické psychiatrii, kde pomáhají při studiu fungování mozku a mohou přispět k léčbě některých duševních chorob. Pro studium jejich farmakologických vlastností je vhodné znát jejich metabolismus a na návrh a syntézu metabolitů vybraných nových psychoaktivních látek je zaměřena tato práce. Farmakokinetické studie se neobejdou také bez deuterium značených analytických standardů, jejichž příprava je také součástí disertační práce.

Větší calixareny jako receptory pro rozpoznání fullerenů

Lhoták Pavel, prof. Ing. CSc. ( lho...@vscht.cz)
Budou studovány metody přípravy a vlastnosti vyšších modifikovaných calixarenů (např. 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 (např. self-assembly).

Antivirální makrocykly

Jahn Ullrich, Dr. habil. ( j...@uochb.cas.cz)
V tomto projektu budou vyvinuty koncepčně nové přístupy k syntéze antivirálních makrocyklických látek. Ve spolupráci s výpočetními chemiky budou zkoumány nové principy návrhu takovýchto molekul. U nově připravených sloučenin bude testována biologická aktivita a jejich struktutra bude dále optimalizována.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Enantioselektivní katalýza kontrolovaná helikální chiralitou

Starý Ivo, RNDr. CSc. ( s...@uochb.cas.cz)
Cílem Ph.D. projektu je příprava nových helikálně chirálních ligandů a komplexů kovů pro využití v enantioselektivní katalýze. Pozornost bude soustředěna na asymetrickou syntézu N-heterocyklických karbenů, cyklických (alkyl)(amino)karbenů, 2,2'-bipyridinů a metallacyklů odvozených od helicenů. Tyto chirální ligandy/komplexy kovů budou využity ve vybraných enantioselektivních reakcích katalyzovaných tranzitními kovy jako například cykloisomerizaci alkynů, metathesi olefinů a hydrogenaci.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Experimentální studium chování aerosolů při inhalaci

Ždímal Vladimír, Ing. Dr. ( Zdi...@icpf.cas.cz)
Práce se bude zabývat experimentálním studiem změn reálných aerosolů při změnách teploty a relativní vlhkosti. Téma má silnou vazbu na dvě aktuální témata aerosolového výzkumu: zdravotní aspekty inhalace aerosolu a vliv aerosolu na globální změny klimatu. Experimenty budou prováděny jak v laboratoři na modelových systémech, které reprezentují některé třídy atmosférických aerosolů, tak při odběrech reálných aerosolů, např. z dopravy, při spalování biomasy apod. Specifických případem bude studium léčebných inhalantů a jejich chování po vstupu do dýchacího ústrojí. Téma je vhodné pro vysoce motivované studenty schopné pracovat samostatně se špičkovými přístroji, s předpoklady pro práci v týmu doktorandů a postdoků, s častým kontaktem s mezinárodní vědeckou komunitou v rámci evropských projektů a mezinárodních konferencí a workshopů. Pracoviště je vybaveno na špičkové evropské úrovni a samo má kapacitu konstruovat nové přístroje pro konkrétní aplikace.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Expozice malých molekul na DNA

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Bude studována a vyvíjena syntéze hypermodifikovaných DNA řetězců polymerázovou inkorporací kombinací 2, 3 a 4 modifikovaných nukleotidů nesoucích vybrané biologicky relevantní malé molekuly (peptidy, cukry, léčiva apod.) jako substituenty. Výsledkem budou monodispersní oligo- a polymery na bázi DNA nesoucí malé molekuly v přesně definovaných polohách a kombinacích. Bude studována hybridizace a folding těchto oligo- a polymerů, jejich interakce s proteiny a biologická aktivita. Reference: 1. Hocek, M.: "Synthesis of Base-Modified 2'-Deoxyribonucleoside Triphosphates and Their Use in Enzymatic Synthesis of Modified DNA for Applications in Bioanalysis and Chemical Biology" J. Org. Chem 2014, 79, 9914 – 9921.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Fluoroalkylované sloučeniny hypervalentního jódu pro biokonjugace

Beier Petr, Ing. Ph.D. ( b...@uochb.cas.cz)
Fluorované hypervalentní sloučeniny iodu jako jsou Togniho činidla jsou velmi rozšířenými reagenty pro elektrofilní trifluormethylace.1 Tyto látky vykazují unikátní reaktivitu a kompatibilitu s funkčními skupinami. Naše skupina nedávno připravila substituovaná analoga s tetrafluorethylénovou skupinou a ukázala jejich použití při reakcích s různými nukleofily.2,3 V tomto projektu navrhujeme připravit fluoroalkylované reagently hypervalentního jódu s navázanou funkční skupinou a prozkoumat jejijich použití pro modifikaci biomolekul jako jsou peptidy elektrofilními nebo radikálovými reakcemi. Nové selektivní biokonjugační přístupy jsou pro biochemiky velmi žádané. Reference: 1. J. Charpentier, N. Früh, A. Togni Chem. Rev. 2015, 115, 650. 2. V. Matoušek, J. Václavík, P. Hájek, J. Charpentier, Z. E. Blastik, E. Pietrasiak, A. Budinská, A. Togni, P. Beier Chem. Eur. J. 2016, 22, 417. 3. J. Václavík, R. Zschoche, I. Klimánková, V. Matoušek, P. Beier, D. Hilvert, A. Togni Chem. Eur. J. 2017, 23, 6490.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Fotochemické C-H aminace

Jahn Ullrich, Dr. habil. ( j...@uochb.cas.cz)
Selektivní zavedení aminových funkčních skupin do nasycených a nenasycených uhlovodíkových struktur zůstává nevyřešenou výzvou. V tomto projektu budou zkoumány strategie vedoucí k bezprecedentním C-H aminačním reakcím. Dále budou studovány různé deriváty, limitace a mechanismy.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Malé molekuly jako inhibitory adenylát cykláz

Janeba Zlatko, Ing. Ph.D. ( jan...@uochb.cas.cz)
Inhibitory (obecně modulátory) bakteriálních (např. z Bordetella pertussis či Bacillus anthracis) a lidských adenylát cykláz (AC) mají značný potenciál při léčbě buď infekčních onemocnění nebo při léčení rakoviny, chronické bolesti, neurodegenerativních onemocnění či astmatu. Cílem práce je návrh, syntéza a vyhodnocení biologických vlastností (SAR studie) nových inhibitorů AC. Klíčovou skupinu látek tvoří strukturně modifikované nukleosidy a nukleotidy. Reference: 1. Šmídková, M. et al.: Amidate prodrugs of 9-[2-(phosphonomethoxy)ethyl]adenine as inhibitors of adenylate cyclase toxin from Bordetella pertussis. Antimicrobial Agents and Chemotherapy 58: 664–671, 2014. 2. Břehová P. et al.: Design and synthesis of fluorescent acyclic nucleoside phosphonates as potent inhibitors of bacterial adenylate cyclases. ChemMedChem 11: 2534–2546, 2016. 3. Česnek M. et al.: Nucleobase modified adefovir (PMEA) analogues as potent and selective inhibitors of adenylate cyclases from Bordetella pertussis and Bacillus anthracis. ChemMedChem 13: 1779–1796, 2018.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Mikrovlnná fotochemie a příprava polyaromatických látek

Církva Vladimír, Dr. Ing. ( cir...@icpf.cas.cz)
Projekt spočívá v propojení dvou vědeckých oborů: tradiční fotochemie a nedávno vzniklé mikrovlnné chemie, kdy je studován vliv UV/Vis a mikrovlnného záření na chemické a fyzikální vlastnosti molekul. UV záření je generováno zcela netypicky, a to přímo mikrovlnným polem, pomocí tzv. bezelektrodových lamp.
Cílem projektu je základní výzkum vlivu mikrovlnného záření na průběh cis-trans fotoizomerace a fotocyklizace stilbenů a o-terfenylů, vedoucí k derivátům fenanthrenu, trifenylenu, fenacenu, helicenu či k jejich N- a S-heteroanalogům, které mohou nalézt uplatnění v molekulární elektronice.
Uchazeč by měl být experimentálně zručný a prakticky obeznámený s organickou syntézou.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

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

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Budou připravovány nukleosidy, nukleotidy a RNA nesoucí reaktivní skupiny. RNA budou připravovány polymerasovou inkorporací modifikovaných nukleosid trifosfátů nebo click reakcemi na RNA. Dále budou studovány bioorthogonální reakce těchto funkčních skupin v RNA, zejména cross-linkování s proteiny, připojování dalších užitečných funkčních skupin a jejich využití v chemické biologii a diagnostice. Reference: 1. Dadová, J.; Orság, P.; Pohl, R.; Brázdová, M.; Fojta, M.; Hocek, M. "Vinylsulfonamide and acrylamide modification of DNA for cross-linking with proteins" Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 10515-10518. 2. Milisavljevič, N.; Perlíková, P.; Pohl, R.; Hocek, M.: "Enzymatic synthesis of base-modified RNA by T7 RNA polymerase. A systematic study and comparison of 5-substituted pyrimidine and 7-substituted 7-deazapurine nucleoside triphosphates as substrates" Org. Biomol. Chem. 2018, 16, 5800-5807
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Modifikace RNA pro regulaci translace

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Budou připravovány modifikované mRNA nesoucí různé substituenty na bázích polymerasovou inkorporací modifikovaných nukleosid trifosfátů a bude studován vliv těchto substituentů na interakce s proteiny a na translaci. Reference: 1. Milisavljevič, N.; Perlíková, P.; Pohl, R.; Hocek, M.: "Enzymatic synthesis of base-modified RNA by T7 RNA polymerase. A systematic study and comparison of 5-substituted pyrimidine and 7-substituted 7-deazapurine nucleoside triphosphates as substrates" Org. Biomol. Chem. 2018, 16, 5800-5807.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Nové bioorthogonální reakce pro modifikace DNA

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Budou studovány a vyvíjeny nové bioorthogonální reakce (chemické i enzymové) ve velkém či malém žlábku DNA a bude studována jejich využitelnost pro značení DNA, biokonjugace a pro detekci a zobrazování epigenetických bází nebo poškození DNA. Reference: 1. Dadová, J.; Orság, P.; Pohl, R.; Brázdová, M.; Fojta, M.; Hocek, M. "Vinylsulfonamide and acrylamide modification of DNA for cross-linking with proteins" Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 10515-10518. 2. Olszewska, A.; Pohl, R.; Brázdová, M.; Fojta, M.; Hocek, M. "Chloroacetamide-linked nucleotides and DNA for cross-linking with peptides and proteins" Bioconjug. Chem. 2016, 27, 2089–2094. 3. Slavíčková, M.; Janoušková, M.; Šimonová, A.; Cahová, H.; Kambová, M.; Šanderová, H.; Krásný, L.; Hocek, M. "Turning off transcription with bacterial RNA polymerase through CuAAC click reactions of DNA containing 5-ethynyluracil" Chem. Eur. J. 2018, 24, 8311-8314.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Nové inhibitory protein proteinových interakcí.

Nencka Radim, Mgr. Ph.D. ( nen...@uochb.cas.cz)
Hlavním cílem projektu je racionální design nových ligandů, které budou schopné efektivně inhibovat protein-proteinové interakce (PPIs) klíčové pro vznik nádorových onemocnění a virovou replikaci. Hlavní podíl práce bude zaměřen na strukturně charakterizované PPIs, které se účastní vzniku rakovinného bujení. Design těchto látek bude založen na výsledcích screeningu. Následná optimalizace získaných hitů bude realizována pomocí postupů moderní medicinální chemie podpořené rozsáhlými strukturními studiemi a molekulárním modelováním.
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 fluoridu sírového pro syntézu SF5 látek,2 b) deoxofluorace sulfonyl fluoridů pomocí SF4 a c) přímá fluorace disulfidů pomocí F2, IF5 a PhIF2. Reference: 1. P. R. Savoie, J. T. Welch Chem. Rev. 2015, 115, 1130. 2. G. Iakobson, P. Beier J. Fuorine Chem. 2018, 213, 51.
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. Reference: 1. Dadová, J.; Orság, P.; Pohl, R.; Brázdová, M.; Fojta, M.; Hocek, M. "Vinylsulfonamide and acrylamide modification of DNA for cross-linking with proteins" Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 10515-10518. 2. Olszewska, A.; Pohl, R.; Brázdová, M.; Fojta, M.; Hocek, M. "Chloroacetamide-linked nucleotides and DNA for cross-linking with peptides and proteins" Bioconjug. Chem. 2016, 27, 2089–2094.
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.

Příprava ruthenium-sacharidových konjugátů jako antimetastatik a cytostatik se zvýšenou selektivitou pro rakovinové buňky

Strašák Tomáš, Ing. Ph.D. ( str...@icpf.cas.cz)
Nádorové buňky vykazují drasticky vyšší příjem glukosy než buňky zdravých tkání. Tento jev je doprovázen vyšší expresí transportérů glukosy (GLUT) v cytoplasmatické membráně nádorových buněk. Bylo prokázáno, že navázání cytostatické látky na molekulu glukosy může vést k zvýšení účinnosti a selektivity protinádorového účinku díky specifickému transportu konjugátu do nádorových buněk prostřednictvím GLUT. Cílem doktorského projektu je příprava antimetastatických ruthenium-arenových komplexů a cytostatických ruthenium tetrazenových komplexů regioselektivně navázaných přes arenový nebo azidový ligand na glukosu a další relevantní monosacharidy. Ve spolupráci s Masarykovým onkologickým ústavem bude pak stanovena antimetastatická a cytostatická aktivita připravených komplexů.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Příprava syntetických látek umožňujících uvolňování malých molekul v specifických buněčných organelách

Vrábel Milan, Ing. Ph.D. ( vra...@uochb.cas.cz)
Chemické reakce kompatibilní s biologickými systémy nabízejí jedinečnou možnost studia biologických procesů za přirozených podmínek. Naše skupina má dlouhodobý zájem o tyto tzv. bioortogonální reakce, které jsou známé především jako účinné chemické transformace vedoucí k tvorbě kovalentních vazeb. Teprve nedávno došlo k jejich rozšíření na něco, co je známé jako bioortogonální štěpné reakce. V tomto projektu se zaměříme na konstrukci nového typu systémů umožňujících uvolňování malých molekul v rámci specifických buněčných částí. Věříme, že takové systémy nám nabídnou nejen jedinečnou možnost doručit malé biologicky aktivní molekuly na konkrétní místo v buňce, ale v širším smyslu povedou i k osvětlení funkce jednotlivých buněčných organel. Tento projekt zahrnuje práci na poli organické chemie a moderní chemické biologie. Reference: 1. Jie Li & Peng R Chen, Development and application of bond cleavage reactions in bioorthogonal chemistry, Nature Chemical Biology 2016, 12, 129-137.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Přístupy k totální syntéze dicyklopentanových alkaloidů z Lycopodium

Jahn Ullrich, Dr. habil. ( j...@uochb.cas.cz)
Skupina tetracyklických alkaloidů z Lycopodium nesoucí dicyklopentanové uskupení s šesti až sedmi sousedícími stereogenními centry je přitažlivým cílem pro zkoumání nových syntetických metod. V tomto projektu budou vyvíjeny nové radiakálové a elektrontransferové metody s následnou aplikací v krátkých a unifikovaných přístupech k různým Lycopodium alkaloidům, jako jsou (+)-paniculatin, (−)-magellanin, či (+)-magellaninon.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Rozsáhlé neplanární aromáty

Stará Irena, RNDr. CSc. ( ire...@uochb.cas.cz)
Cílem Ph.D. projektu je vývoj syntetických přístupů ke komplexním π-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.

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. Reference: 1. R. G. Hicks in Stable Radicals: Fundamentals and Applied Aspects of Odd-Electron Compounds, (Ed. R. G. Hicks), John Wiley & Sons, Chichester, 2011, pp. 245-279. 2. I. Ratera, J. Veciana, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 303-349.
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 a triazolů1 otevřela nové možnosti ke studiu vlastností a reaktivity těchto látek. V tomto projektu budou studovány nové syntetické přístupy k obecně málo probádaným N-perfluoralkylovaným sloučeninám1-6 jako jsou azidy, azoly, močoviny, karbamáty a amidy. Očekává se, že tato skupina látek najde použití ve vývoji nových léčiv a materiálů. Reference: 1. Z. E. Blastik, S. Voltrová, V. Matoušek, B. Jurásek, D. W. Manley, B. Klepetářová, P. Beier Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 346. 2. S. Voltrová, M. Muselli, J. Filgas, V. Matoušek, B. Klepetářová, P. Beier, Org. Biomol. Chem. 2017, 15, 4962. 3. V. Motornov, A. Markos, P. Beier Chem. Commun. 2018, 54, 3258. 4. Z. Blastik, B. Klepetářová, P. Beier Chem. Select 2018, 3, 7045. 5. S. Voltrová, I. Putovný, V. Matoušek, B. Klepetářová, P. Beier Eur. J. Org. Chem. 2018, 5087. 6. V. Motornov, P. Beier J. Org. Chem. 2018, in press.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Syntéza a studium helikálních sloučenin pro využití v CP-OLED

Storch Jan, Ing. Ph.D. ( sto...@icpf.cas.cz)
Cílem této práce bude design, syntéza, charakterizace a resoluce derivátů helicenů a jejich komplexů s přechodnými kovy. Takto připravené sloučeniny budou sloužit pro přípravu funkčních povrchů potenciálně využitelných v CP-OLED. Zároveň budou intenzivně studovány chiroptické vlastnosti těchto ligandů i jejich komplexů. Tato část bude prováděna v úzké spolupráci s Université Rennes 1.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Syntéza fluorovaných oligosacharidů a studium jejich konformace a interakce s proteiny pomocí NMR spektroskopie

Karban Jindřich, Mgr. Ph.D. ( Kar...@icpf.cas.cz)
Mimořádná strukturální rozmanitost sacharidů z nich činí významné molekuly pro kódování biologické informace. Nekovalentní interakcí sacharidů s příslušnými proteiny je tato informace dekódována a převedena na řadu inter- a intracelulárních procesů. Interakci sacharidů s těmito proteiny lze účinně detekovat a charakterizovat pomocí 19F NMR spektroskopie díky jedinečným vlastnostem jádra fluoru 19F. Předmětem disertační práce je syntéza vybraných biomedicínsky relevantních oligosacharidů a jejich fluorovaných analog, studium jejich konformace v roztoku a analýza jejich interakcí s příslušnými proteiny sledováním změn v resonanci jádra 19F v NMR spektru. Student by měl zvládnout velký objem syntetické práce, osvojit si pokročilé techniky v NMR spektroskopii a základy glykobiologie.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Syntéza nových biologicky aktivních heterocyklických látek

Janeba Zlatko, Ing. Ph.D. ( jan...@uochb.cas.cz)
Cílem projektu je návrh a syntéza nového typu heterocyklických látek s potenciálními biologickými vlastnostmi a následná optimalizace jejich strutury.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Syntéza organosilanových dendrimerů pro bioaplikace a materiálovou chemii

Strašák Tomáš, Ing. Ph.D. ( str...@icpf.cas.cz)
Během posledního desetiletí došlo k významnému posunu ve vývoji systémů pro cílenou dopravu léčiv (DDS – drug delivery systems), s motivací zacílit uvolňování léčivých látek v organismu v požadovaném místě a čase. Projekt je zaměřen na syntézu, charakterizaci a studium biologických účinků nových typů karbosilanových dendronů a výzkum potenciálu jejich využití pro DDS s protinádorovým účinkem (ve spolupráci s katedrou biologie Univerzity J. E. Purkyně). Bude připravena knihovna dendritických nanostruktur 1–3. generace s koncovými fosfoniovými, popř. cukernými funkčními skupinami. Tyto nanostruktury budou dále konjugovány s vazebnými peptidy/fragmenty (imunoglobulinových) protilátek pro zajištění jejich specifického doručení do cílových nádorových buněk. Produkty syntéz budou charakterizovány pomocí vhodných technik (NMR, MS techniky, GPC, atp.).
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Syntéza rozšířených polyaromatických systémů pro optoelektroniku

Sýkora Jan, Ing. Ph.D. ( syk...@icpf.cas.cz)
Cílem této práce bude vývoj syntézy, strukturní charakterizace a studium vlastností rozšířených polyaromatických [n]helicenů 1, 3 a [n]fenacenů 2 (n > 16). Syntetizované molekuly budou použity k přípravě funkčních povrchů, u helicenů s důrazem na jejich výjimečné optické vlastnosti (CPL OLED, CPL OFET). Současně budou intenzivně zkoumány elektrochemické vlastnosti a samoskladba těchto molekul na površích substrátů (kovů).
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Vývoj metod pro stabilizaci organických radikálů.

Slanina Tomáš, Mgr. Ph.D. ( tom...@uochb.cas.cz)
Organické radikály a radikál ionty představují zajímavou skupinu open-shell molekul, které jsou důležité pro design molekulární elektroniky a systémy pro konverzi a uchování světelné energie. Protože většina organických molekul preferuje closed-shell konfiguraci, stabilní organické radikály jsou vzácné molekuly, jež musí být stabilizovány externími faktory (sterické bránění, atomy třetí periody, komplexace).[1] Kandidát(ka) vyvine různé metody pro stabilizaci radikálů a radikál iontů, které budou generovány fotoindukovaným přenosem elektronu a dalšími redoxními procesy. Využije kombinovaný syntetický a spektroskopický postup pro výzkum tvorby, stability a vlastností radikál iontů.[2] Vyvinuté metody budou dále použity pro systémy schopné reversibilního přenosu elektronu a manipulace s náboji a protiionty. Vysoce motivovaný(á) a schopný(á) kandidát(ka) bude mít příležitost rozšířit svoje dosavadní vzdělání ve fyzikální a organické chemii za použití elektrochemických, fotochemických a spektroskopických metod. Stane se součástí dynamické juniorské výzkumné skupiny zkoumající malé organické molekuly, podléhající redoxním procesům a reversibilním chemickým reakcím. Reference: [1] T. Fiala, L. Ludvíková, D. Heger, J. Švec, T. Slanina, L. Vetráková, M. Babiak, M. Nečas, P. Kulhánek, P. Klán, et al., J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 2597–2603. [2] T. Slanina, T. Oberschmid, ChemCatChem 2018, 10, 4182–4190.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Vývoj redoxně řízených molekulárních přepínačů.

Slanina Tomáš, Mgr. Ph.D. ( tom...@uochb.cas.cz)
Reverzibilita je klíčovou vlastností chemických reakcí. Zatímco u většiny procesů je žádoucí dosáhnout plné konverze z výchozích látek na produkt, vědci byli v minulých dekádách fascinováni molekulami, jež jsou plně stabilní ve dvou chemicky odlišných formách, které mohou být transformovány jedna v druhou. Tyto tzv. molekulární přepínače jsou kontrolovány pomocí světla, změnou pH, rozpouštědla nebo teploty.[1] Mnoho molekul s excelentními přepínacími vlastnostmi, jako například azobenzeny, diaryletheny, fulgidy a spiropyrany, byly vyvinuty pro fotochemické přepínání.[2] Speciální kategorie molekulárních přepínačů, které jsou přepínány pomocí redoxního procesu, je málo známá a zatím bylo vyvinuto a popsáno pouze několik takových systémů.[3] Kandidát(ka) vyvine a připraví nové typy redoxních molekulárních přepínačů a optimalizuje jejich vlastnosti (stabilitu, rozpustnost, potenciálové rozpětí). Molekulární přepínače budou zkoumány pomocí elektrochemických a spektroskopických metod a budou dále použity v různých aplikacích, například jako redoxní senzory s molekulární pamětí, programovatelné stacionární fáze pro iontovou výměnu a systémy pro manipulace s náboji a protiionty. Přepínače budou také imobilizovány na povrch polymerů a použity pro konstrukci chytrých materiálů s unikátními vlastnostmi. Vysoce motivovaný(á) a schopný(á) kandidát(ka) bude mít příležitost rozšířit svoje dosavadní vzdělání ve fyzikální a organické chemii za použití elektrochemických, fotochemických a spektroskopických metod. Vysoce motivovaný(á) a schopný(á) kandidát(ka) bude mít příležitost rozšířit svoje dosavadní vzdělání ve fyzikální a organické chemii za použití elektrochemických, fotochemických a spektroskopických metod. Reference: [1] B. L. Feringa, W. R. Browne, Molecular Switches, Wiley, 2011. [2] J. García-Amorós, D. Velasco, Beilstein J. Org. Chem. 2012, 8, 1003-1017. [3] a) H. Higuchi, E. Ohta, H. Kawai, K. Fujiwara, T. Tsuji, T. Suzuki, J. Org. Chem. 2003, 68, 6605-6610; b) T. Suzuki, Y. Ishigaki, T. Iwai, H. Kawai, K. Fujiwara, H. Ikeda, Y. Kano, K. Mizuno, Chem. Eur. J. 2009, 15, 9434-9441; c) T. Ohtake, H. Tanaka, T. Matsumoto, M. Kimura, A. Ohta, J. Org. Chem. 2014, 79, 6590-6602; d) T. Ohtake, H. Tanaka, T. Matsumoto, A. Ohta, M. Kimura, Langmuir 2014, 30, 14680-14685; e) J.-i. Nishida, T. Miyagawa, Y. Yamashita, Org. Lett. 2004, 6, 2523-2526.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Vývoj systémů pro reverzibilní přenos elektronu.

Slanina Tomáš, Mgr. Ph.D. ( tom...@uochb.cas.cz)
Přenos elektronu a s ním spojená separace náboje je jedním z nejdůležitějších procesů ve vesmíru. Hraje významnou roli v procesech nezbytných pro život, např. ve fotosyntéze, buněčném dýchání, funkci proteinů a biokatalýze. Je také vysoce důležitý pro solární panely, baterie, molekulární elektroniku a chytré materiály. Disertační práce bude zaměřena na možnost reversibilního přenosu náboje mezi dvěma redoxními centry. Přenos náboje bude v obou směrech řízen fotoindukovaným přenosem elektronu[1,2] a oba stavy budou stabilizovány externími faktory, například makromolekulární komplexací, následným chemickým procesem nebo interakcí se stabilizující molekulou.[3] Systémy schopné reverzibilního přenosu elektronu, kdy jsou oba stavy makroskopicky stabilní, mohou vykazovat nové a bezprecedentní vlastnosti: reorientaci dipólu, kontrolu náboje a protiiontů a regulaci elektrostatických sil.[4] Tyto unikátní vlastnosti budou dále použity v návrhu nových materiálů a zařízení pro molekulární elektroniku. Kandidát(ka) bude syntetizovat a charakterizovat organické redoxně aktivní molekuly a bude studovat jejich vlastnosti v roztoku i v pevné fázi pro výzkum fenoménu reverzibilního přenosu elektronu. Stane se součástí dynamické juniorské výzkumné skupiny zkoumající malé organické molekuly, podléhající redoxním procesům a reversibilním chemickým reakcím. Vysoce motivovaný(á) a schopný(á) kandidát(ka) bude mít příležitost rozšířit svoje dosavadní vzdělání ve fyzikální a organické chemii za použití elektrochemických, fotochemických a spektroskopických metod. Reference: [1] T. Ghosh, T. Slanina, B. König, Chem Sci 2015, 6, 2027–2034. [2] A. U. Meyer, T. Slanina, C.-J. Yao, B. König, ACS Catal. 2016, 6, 369–375. [3] T. Fiala, L. Ludvíková, D. Heger, J. Švec, T. Slanina, L. Vetráková, M. Babiak, M. Nečas, P. Kulhánek, P. Klán, et al., J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 2597–2603. [4] L. S. McCarty, G. M. Whitesides, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 2188–2207.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Organická technologie

Studijní program: Chemie a chemické technologie (čtyřleté)

Experimentální studium vztahu mezi reaktivitou a strukturou látek při pyrolýze uhlovodíků

Zámostný Petr, prof. Ing. Ph.D. ( zam...@vscht.cz)
Karaba Adam, Ing. Ph.D. ( ada...@vscht.cz)
Různé typy chemických vazeb v molekulách výchozích látek v kombinaci s reakčními podmínkami přímo ovlivňují efektivní aktivitu radikálů při pyrolýze, která má zásadní vliv na konverzi výchozích látek. Zejména přítomnost násobných vazeb, rozvětvení uhlíkatého řetězce, vazeb aromatického charakteru má zásadní vliv na tuto aktivitu. Vedle toho je tato aktivita dále ovlivňována samotným mechanismem iniciace výchozích látek, který může být u rozdílných látek různý, např. alifatické vs. cyklické uhlovodíky. Studie bude zahrnovat studium vlivu strukturních elementů na reaktivitu uhlovodíků při pyrolýze a ustavení modelové představy o tomto vztahu. Experimentální studium bude prováděno v laboratorním měřítku s čistými látkami nebo jejich připravenými směsmi. Získaná data budou podrobně studována s použitím matematického modelu, který používá automatické generování reakční sítě.

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.

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.

Studium vlastností kobaltového katalyzátoru používaného pro hydrogenaci anilinu na cyklohexylamin

Krupka Jiří, doc.Ing. Ph.D. ( jir...@vscht.cz)
Předmětný kobaltový katalyzátor byl kdysi vyvinut na Ústavu organické technologie VŠCHT Praha a používá se při výrobě cyklohexylaminu v BC-MCHZ Ostrava. Výrobní kapacita cyklohexylaminu v BC-MCHZ je druhá největší na světě. Cílem disertační práce bude hlubší studium vlastností tohoto katalyzátoru, jimž byla v minulosti věnovaná jen malá pozornost. Katalyzátor má několik podivuhodných vlastností:
- má neobvykle dlouhou životnost, poslední náplň pracovala v reaktoru 20 let a nová náplň je v reaktoru již 8 let.
- po nasazení do reaktoru katalyzátor zvyšuje svou aktivitu po dobu asi 100 hodin a to až na 10 násobek původní aktivity. Zatím neznáme příčiny prudkého nárůstu aktivity, víme však, že to není dodatečná redukce zbytku oxidů kobaltu.
- katalyzátor má pro hydrogenaci anilinu vysokou aktivitu, pro hydrogenaci jiných látek s dvojnými vazbami je však téměř neaktivní. Katalyzátor má relativně nízký měrný povrch kovu. Hlavní náplní disertace bude studium jeho povrchových vlastností, zejména rozdílu od jinak podobného niklu.
S ohledem na veřejný charakter disertace se nebude práce zmiňovat o způsobu technologické aplikace katalyzátoru, ani o výrobní kapacitě firmy. Samotná skladba katalyzátoru je předmětem patentů pracovníků ústavu (Čs.pat. 101477, Čs. pat. 101478).

Využití heterogenních katalyzátorů na bázi polymerních sítí

Vyskočilová Eliška, doc.Ing. Ph.D. ( eli...@vscht.cz)
Paterová Iva, Ing. Ph.D. ( iva...@vscht.cz)
Polymerní sítě s funkčními skupinami jsou využívány jako katalyzátory mnoha reakcí. Funkční skupiny jsou do materiálu vnášeny buď v podobě funkcionalizovaného monomeru, který je podroben polymeraci nebo postpolymerizační modifikací. Vhodné funkční skupiny obvykle řídí katalytickou aktivitu výsledného materiálu. Cílem práce bude testování polymerních materiálů ve vybraných katalyzovaných reakcích. Součástí práce bude i příprava materiálů, dále postpolymerační modifikace materiálů připravených ve spolupráci s PřF UK a detailní charakterizace všech katalyzátorů. Strukturní vlastnosti materiálů budou korelovány s vlastnostmi katalytickými.

Využití podvojných vrstevnatých hydroxidů jako nosičů biologicky aktivních substancí

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

Enzymy katalyzované reakce rostlinných olejů v superkritickém CO2

Sajfrtová Marie, Ing. Ph.D. ( saj...@icpf.cas.cz)
Výzkum enzymatických reakcí v superkritickém oxidu uhličitém (scCO2), které spojují výhody specificity enzymů, rychlé difúze v superkritických tekutinách a zdravotní nezávadnosti scCO2, je poměrně nový a perspektivní obor. V tomto projektu jsou enzymatické reakce rostlinných olejů v scCO2 využity k obohacení reakčních produktů o omega-3 a omega-6 polynenasycené (esenciální) mastné kyseliny, potřebné složky potravy. Budou studovány reakce olejů katalyzované regiospecifickým enzymem a metody oddělení frakce obohacené esenciálními mastnými kyselinami z reakční směsi. Cílem je navrhnout „zelený“ postup přípravy obohacených rostlinných olejů pomocí scCO2, který bude integrovat extrakci oleje ze semen, jeho reakci a frakcionaci reakční směsi.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Příprava nanovlákenných katalyzátorů technikou elektrostatického zvlákňování

Soukup Karel, Ing. Ph.D. ( sou...@icpf.cas.cz)
Hlavním cílem navrhovaného projektu je vyhodnocení významu specifických vlastností nových polymerních nanovlákenných útvarů připravených technikou elektrostatického zvlákňování pro jejich využití jako účinných nosičů katalyticky aktivních složek. Další oblasti zkoumání, na které se zaměřuje tento projekt, budou zahrnovat optimalizaci procesních parametrů elektrostatického zvlákňování vzhledem k vlastnostem připravovaných nosičů, nanášení katalyticky aktivních center nebo jejich prekurzorů a hodnocení vlivu mikrostruktury nosičů na fenomenologickou kinetiku modelových reakcí. Modelové reakce budou zahrnovat jak reakce v plynné fázi (úplná oxidace těkavých organických látek), tak reakce v kapalné fázi (hydrogenace). Kromě toho bude také zkoumán vliv možných rozdílů mezi povrchem polymerní hmoty nanovláken a konvenčních polymerních katalyzátorových nosičů na katalytické vlastnosti.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Tvorba mikročástic z přírodních extraktů pomocí superkritického CO2

Sajfrtová Marie, Ing. Ph.D. ( saj...@icpf.cas.cz)
Extrakty z přírodních materiálů jsou získávány především v kapalném nebo pastovitém stavu. Pro lepší tržní využití se suší do práškovité formy, čímž se sníží cena skladování a zvýší se koncentrace a stabilita aktivních složek. Při sušení (sprejové sušení, lyofilizace atd.) však může docházet k degradaci účinných složek, ke kontaminaci organickými rozpouštědly a k produkci příliš velkých částic. Těmto nevýhodám je možné předejít použitím šetrné relativně nové metody tvorby částic, tzv. superkritickým antisolvent procesem (SAS), při kterém je roztok účinné složky v kapalném rozpouštědle vstřikován do proudu superkritického CO2, který působí jako antisolvent. To vede k přesycení rozpuštěné látky a následně k nukleaci a růstu částic. Produktem je jemný suchý prášek. Cílem práce je pro zvolený rostlinný extrakt vyhodnotit vliv provozních parametrů SAS (tlak, teplotu, koncentraci rozpuštěné látky atd.) na vlastnosti vytvořených částic. Student se bude také podílet na sestavení aparatury pro SAS.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.
Aktualizováno: 26.2.2019 18:49, Autor: Jan Kříž

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