iduzel: 64004
idvazba: 76348
šablona: stranka
čas: 6.5.2024 21:57:16
verze: 5351
uzivatel:
remoteAPIs: https://studuj-api.cis.vscht.cz/cms/program?weburl=/studies/degree/phd_theses/
branch: trunk
Server: 147.33.89.153
Obnovit | RAW
idvazba: 76348
šablona: stranka
čas: 6.5.2024 21:57:16
verze: 5351
uzivatel:
remoteAPIs: https://studuj-api.cis.vscht.cz/cms/program?weburl=/studies/degree/phd_theses/
branch: trunk
Server: 147.33.89.153
Obnovit | RAW
iduzel: 64004
idvazba: 76348
---Nová url--- (newurl_...)
domena: 'fchi.vscht.cz'
jazyk: 'en'
url: '/studies/degree/phd_theses/program/locale/en/22340/D402'
iduzel: 64004
path: 8547/4156/1394/4158/10908/12634/12725/64004
CMS: Odkaz na newurlCMS
branch: trunk
Obnovit | RAW
idvazba: 76348
---Nová url--- (newurl_...)
domena: 'fchi.vscht.cz'
jazyk: 'en'
url: '/studies/degree/phd_theses/program/locale/en/22340/D402'
iduzel: 64004
path: 8547/4156/1394/4158/10908/12634/12725/64004
CMS: Odkaz na newurlCMS
branch: trunk
Obnovit | RAW
|
Programme Details
Ph.D. topics for study year 2024/25Ab initio modelling of ultrafast processed initiated by X-rays
AnnotationX-rays spectroscopies are a powerful and unprecedented tool for exploring a wide variety of phenomena. Thanks to the sensitivity combined with site-selectivity, X-ray spectroscopies provide ideal option how to study the chemical environment in molecules and in complex environments, how to directly study related phenomena such as conjugation or aromaticity or how to initiate various ultrafast processes. Recent experiments in the gas phase, performed in resonance (resonant Auger spectroscopy) have open a new pathway for complex description of molecular electronic structure and and ultrafast dynamics in highly excited states which is otherwise difficult to disentagle by other methods. Experiments in the liquid phase provide unique opportunity to access various bonding patterns or identify decay relaxation processes in condensed systems. Both experiments need theoretical support for detailed understanding of character of decay processes and associated dynamics. The theoretical work will require usage of non-standard quantum chemistry methods and development of new approaches and protocols for the studied systems.
Contact supervisor
Study place:
Department of Physical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Ab-initio modelling of aqueous solutions utilizing machine learning
AnnotationThanks to the increasing computational power, the results of computer simulations are practically limited only by the quality of input parameters of the used model. In the case of molecular simulations, it is about the used "empirical" force fields, which traditionally rely on available experimental thermodynamic data and simple information from quantum-chemical calculations. These traditional approaches can be replaced by using precise ab-initio calculations, which are computationally extremely demanding. These demanding calculations can be used for training neural networks. With the help of machine learning, the computational demands of these approximate ab-initio simulations can be brought closer to the demands of simulations with force fields [1], and as a result, obtain numerically precise solutions to the studied models. This modern approach has the potential to significantly limit the influence of the choice of force field on the obtained results and thus receive correct answers to fundamental scientific questions for the right reasons. In this work, we focus on the application of this method to the study of aqueous solutions of salts and solutes dissolved in them.
Contact supervisor
Study place:
Department of Physical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Analysis of non-peptide ghrelin analogues, potential obesity/cachexia therapeutics
AnnotationObezita představuje v současnosti velký problém a zátěž pro zdravotní systém v mnoha zemích světa. V současné době je jen velmi málo terapeutik schopných účinně a bez velkých vedlejších účinků tento problém řešit. Naproti tomu je kachexie sice méně rozšířená, ale o to nebezpečnější, protože poměrně často rychle vede k fatálním důsledkům pro pacienta. Projekt se bude zabývat analýzou nově připravených originálních látek především na bázi nepeptidových analogů ghrelinu. Podle předběžných experimentů látky tohoto typu mohou představovat zcela novou třídu potenciálních terapeutik pro regulaci příjmu potravy. Projekt bude řešen ve spolupráci se zahraničním pracovištěm.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Analysis of trace elements in the matrix of organic solvents by the ICP-MS method
AnnotationAnalýza vzorků s vysokým podílem organických rozpouštědel metodou ICP-MS je značně problematická z hlediska stability plazmatu. Cílem práce bude testovat toleranci ICP-MS k různým typům organických rozpouštědel, stanovit jejich vliv na termodynamickou rovnováhu tvorby iontů v plazmatu a vyvinout metodiku pro snížení zátěže plazmatu při analýze stopových prvků v matricích organických rozpouštědel.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Automated study of photochemical mechanisms
AnnotationThe thesis will focus on mechanisms of organic reactions in both the ground and excited states. Ab initio techniques and methods of ab initio molecular dynamics will be used. It is anticipated that new computational techniques will be developed, in attempt to automatize the search for key aspects of reaction mechanisms.
Contact supervisor
Study place:
Department of Physical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
„Screening“ of cancers
AnnotationVe spolupráci s oddělením radiační onkologie (primář MUDr. M. Pála nemocnice Na Bulovce a s Protonovým centrem (doc. MUDr. Kubeš) budou získáváni dobrovolníci s vybranými typy rakovin, kteří budou ochotni poskytovat své pachové vzorky k chemické analýze na GCxGC/TOF. Získané naměřené vzorky budou analyzovány směrem k primárním pachovým sloučeninám, které budou porovnávány s pachy zdravých jedinců. Analýza bude směrována k rozpoznání markerů v pachu jedince, přičemž matematické modely budou vytvářeny ve spolupráci s pracovišti umělé inteligence na ČVUT Praha a VUT Brno. Z forenzního pohledu jde o skupinovou identifikaci nemocných. Předpokládá se zahraniční spolupráce s Francií a Velkou Británií
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Experimental and theoretical study of the dependence of NMR chemical shifts on temperature and solvent
AnnotationCílem práce je naměřit NMR spektra vybraných látek při různých teplotách v různých rozpouštědlech a následně se s pomocí molekulového modelování a kvantově-chemických výpočtů pokusit odhalit fyzikálně-chemickou podstatu pozorovaných změn, a využít jich pro interpretaci změn v kovalentní i nekovalentní chemické struktuře studovaných molekul a jejich komplexů s molekulami rozpouštědla.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Experimental and theoretical research on next generation ionic liquids
AnnotationTraditional ionic liquids are based on functionalized imidazolium cations, alkyl ammonium cations, etc. in which the delocaliazed charge and hydrophobic groups play dominant role. As a consequence, these compound, which are too different from the natural materials, are toxic for the environment. This contrasts with the recent ionic liquids, in which softer motifs, such as short alkyl chains alternating with hydrophilic ethoxy groups take place, and carboxyl groups carry the charge. These compounds are nontoxic, usually easy to degradate by natural processes. In this thesis, we will investigate the family of Akypo LF2 ionic liquids. Akypo LF2 is a carboxylic acid with a hydrocarbon chain containing 8 ethylene glycol blocks and an octyl chain. Due to presence of a hydrophilic and hydrophobic part it behaves in aqueous solutions as a surfactant. Since it is an acid, various salts can be formed. Significantly, most of the metallic salts are liquid, which means these structures are room temperature ionic liquids with lots of possible uses. In this PhD project we focus on the molecular and structural determination of metallic Akypo LF2 ionic liquids, measuring physicochemical properties with the aim for industrial use. These findings will be used in the development of an atomistic model of Akypo LF2-based ionic liquids. Its application in molecular dynamics simulations should validate the thermodynamic, kinetic, and structureal experimental findings on strict theoretical grounds. Last, the simulation should contribute to microscopic explanations of unique properties of Akypo LF2.
Contact supervisor
Study place:
Department of Physical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Forensic applications of vibrational and chiroptical spectroscopy
AnnotationZatímco metody vibrační spektroskopie (především infračervená absorpce a Ramanova spektroskopie) jsou ve forenzní praxi dlouho etablovány, v případě chiroptické spektroskopie (cirkulární dichroismus a Ramanova optická aktivita) tomu tak není. Předmětem práce proto bude vývoj metod zaměřených především na chiroptickou spektroskopii pro analýzu forenzně významných látek a přípravků ze záchytů, zejména psychoakticních látek a drog (například kathinonů, kanabinoidů) a padělků léčivých přípravků (například Avanafilu), které se na černém trhu stále objevují v nových chemických modifikacích. Předmětem práce bude nejen vlastní experimentální spektroskopická analýza, ale též interpretace spekter a studium struktury těchto látek, včetně určení absolutní konfigurace, pomocí metod výpočetní chemie. Práce bude realizována za podpory grantových projektů bezpečnostního výzkumu Ministerstva vnitra ČR.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Glycerol-based dendrimers for active ingredient encapsulation: a physicochemical approach
AnnotationIn this work water soluble glycerol-based poly(amidoamine) (PAMAM) dendrimers will be considered as compounds for encapsulation of active ingredients used in the cosmetic industry. Experimental physicochemical measurements such as the vapour-phase osmometry, inert gas stripping or isothermal titration calorimetry will be used to study solute-solvent interactions in aqueous solutions of dendrimers and selected cosmetic active ingredients such as niacinamide, vitamin C, retinol or hyaluronic acid. As a result, an efficient method of active ingredient encapsulation will be developed and a better understanding of the interactions between the functional groups of the proposed dendrimers with the solvent and the encapsulated components will be obtained. The present thesis is proposed in collaboration with Prof. Sandrine Bouquillon and can be carried out under joint supervision (co-tutelle or Erasmus+ framework) at the Department of Physical Chemistry of the UCT and the Institute of Molecular Chemistry of the University Reims Champagne-Ardenne in France.
Contact supervisor
Study place:
Department of Physical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Chemical modification of silicon carbide surface by covalent attachment of functional molecules and study of its physicochemical properties
AnnotationCílem práce je modifikovat pevný povrch karbidu křemíku kovalentním navázáním funkčních molekul a následně studovat fyzikálně-chemické vlastnosti a využitelnost těchto materiálů pro konstrukci chemických senzorů a organických elektronických součástek. Práce zahrnuje přípravu organických látek s funkční skupinou umožňující kovalentní připojení k aktivovanému SiC povrchu, chemickou a fyzikální analýzu připravených materiálů a studium jejich fyzikálně-chemických vlastností řadou různých metod.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Isolation and identification of organic compounds from natural materials by NMR
AnnotationV současné době se na trhu objevuje stále více nových produktů pocházejících z přírodních materiálů. Tyto produkty obvykle obsahují neidentifikované či dosud neznámé přírodní látky, nebo v rozporu s deklarovaným obsahem obsahují přidané nepřírodní látky. Cílem práce je tyto látky identifikovat a u neznámých látek stanovit molekulovou strukturu, zejména pomocí 1D a 2D NMR experimentů a s podporou hmotnostní spektrometrie. Práce bude zahrnovat též izolaci a čištění studovaných látek.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Microwave spectra isotopologues of interstellar compounds isotopical compositions of selected universe parts.
AnnotationDosud neměřené isotopology (13C, 15N, D, 17O atp.) organických sloučenin, které byly pozorovány teleskopy v mezihvězdném prostoru budou měřeny na pražských MW spektrometrech a analyzovány v termínech rotačních Hamiltoniánů a operátoru tranzitního momentu. Získaná data budou komparována s daty MW teleskopů. Intenzity nově objevených molekul v interstelárních spektrech z teleskopů budou porovnávány se standardními isotopology a na zakladě těchto poměrů budou odhadovány poměry isotopického zastoupení v daných oblastech vesmíru. Získané údaje o isotopickém složení budou porovnány s poměry na zemi a se současnými poznatky. Předpokládá se spolupráce se zahraničními astrofyziky.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Modelling Charge Transfer Processes in Liquid Phase
AnnotationCharge transfer processes are fundamental to understanding chemical reactions. Traditional electrochemical techniques often struggle to fully characterize these processes. However, recent advancements in liquid phase photoemission spectroscopy offer promising avenues for integrating spectroscopy with electrochemistry. In this thesis, the applicant will employ innovative methods from quantum chemistry, statistical mechanics, and molecular modeling to elucidate the connection between these fields.
Contact supervisor
Study place:
Department of Physical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Modelling Extremely Concentrated Electrolytes
Annotation
Contact supervisor
Study place:
Department of Physical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Modification of electrode surfaces for bioanalytical applications
AnnotationV dnešní době jsou hledány rychlé, neinvazivní, vysoce citlivé a specifické senzory pro detekci důležitých bioanalytů jako jsou biomarkery. Biomarkery jsou měřitelné indikátory specifického biologického stavu. Příslušné biomarkery mohou být např. ve formě nukleotidů, proteinů, hormonů a metabolitů. V mnoha případech je nádorová progrese doprovázena zvýšenou hladinou glykoproteinů v krvi. Konkrétní screening může být proveden např. sledováním množství kyseliny sialové, která je relativně stabilní oproti proteinům. Právě funkcionalizované konjugované polymery (KP) jsou obzvláště atraktivní materiály v designu různých důležitých detekčních systémů. Imobilizace specifické sloučeniny na polymerních površích zlepšuje jejich vlastnosti jako je citlivost a selektivita k cílenému analytu. Je známo z literatury, že KP funkcionalizované boronovou kyselinou, porfyrinem a dalšími látkami jsou citlivé na specifické analyty, jako jsou cukry. Pomocí molekulárního designu KP jsme schopni dosáhnout sofistikovanějšího a spolehlivějšího rozpoznávacího systému. Jednou z možných cest jak získat funkcionalizovanou elektropolymerní vrstvu je post-polymerační modifikace. Cílem disertační práce je nalézt vhodné metody post-polymerační modifikace elektropolymerních vrstev za účelem stanovení specifických bioanalytů/biomerkerů.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Molecular Simulations of Atmospheric Aerosols
AnnotationAtmosphere of Earth is a unique chemical reactor. Light induced reactions play a prominent role in the intiation of many important chemical reactions. Many of the atmospheric processes also take place within heterogeneous processes, e.g. on the surface of aerosols or dust particles. The project focuses on theoretical modeling of chemical and photochemical processes in the stratosphere and in the troposhere. The whole toolbox of theoretical methods will be used within the project. For more information, see http://photox.vscht.cz/
Contact supervisor
Study place:
Department of Physical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Molecular simulations of electrode-electrolyte interface
AnnotationThe thesis will focus on theoretical study of the interfaces between the electrode material and electrolytes. Extremely concentrated electrolytes will be studied as well, especially in the context of novel energy sources. The work will include techniques of quantum chemistry and statistical mechanics. For more information, see http://photox.vscht.cz/
Contact supervisor
Study place:
Department of Physical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
A possibility of the centrum of universe determination by microwave spectroscopy of isotopologues of interstellar compounds
AnnotationPozadí práce spočívá v kosmologickém předpokladu, že relativní poměry izotopů jednoho prvku rostou s časem ve prospěch těžších izotopů. Cílem práce je naměření mikrovlnných spekter izotopologů sloučenin, které již byly prostřednictvím svých nejčetnějších izotopologů identifikovány v mezihvězdném prostoru. Experimentální frekvence těchto dosud neměřených isotopologů (13C, 15N, D, 17O atp.) organických sloučenin by dovolily identifikovat tyto molekuly v prostoru prostřednictvím dosud neidentifikovaných linií ve spektrech měřených radioteleskopy. Poměry intenzit analogických linií radioizotopů pak přímo určují jejich poměry koncentrací, které se, v principu, v různých částech vesmíru mohou lišit. Je třeba poznamenat, že dosud bylo přiřazeno pouze asi 20 procent spektrálních linií měřených teleskopy. Porovnání intenzit různých izotopologů umožní odhadnout relativní koncentrace isotopů v různých částech vesmíru a tento zcela nový poznatek by umožnil zcela nové kosmologické poznatky. Interpretace získaných dat bude konzultována s předními astrofyziky.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Multifunctional nano/micro-robot systems to fight bacteria infections
AnnotationThe rising resistance of bacteria to current antibiotics poses a significant global public health threat. Current antibiotic treatments often face challenges in delivering the medication effectively to the infection site, resulting in unintended off-target effects and the development and spread of drug resistance. Therefore, there is an urgent need for development of approaches that can effectively deliver antimicrobial payloads to the infection site. Micro/nano-robot-based drug delivery systems with anti-microbial properties have recently surfaced, capturing considerable interest as a potential therapeutic solution against bacterial resistance. Micro and nanorobots are miniaturized manipulatable devices designed for operation at the micrometer and nanometer scale. They exhibit the capability for autonomous or field-driven movement, actively transporting therapeutic payloads, executing precise micromanipulation, applying robust mechanical forces during locomotion, and responding to internal factors (such as pH, chemical gradients, etc.) or external stimuli (including a magnetic field, light, ultrasound, etc.). These attributes empower targeted antimicrobial delivery to infected sites and enhance penetration through bacterial biofilms. Despite the efforts made, this area of research is only in its infancy. For instance, to address complex infection conditions, it is essential to develop multifunctional antimicrobial micro/nanorobots. Moreover, biocompatibility and biodegradability/ retrievability of antimicrobial micro/nanorobots should be also considered during their design. This project will focus on the design, development and characterization of novel biodegradable multifunctional micro/nanorobots to fight bacteria resistances. The experimental development of the anti-microbial micro/nanorobots will be supported by computational design.
Contact supervisor
Study place:
Department of Mathematics, Informatics and Cybernetics, FCE, VŠCHT Praha
Non-invasive method of monitoring cancer diseases in the population
AnnotationZa použití metod umělé inteligence budou hledány korelace mezi složením primárního pachu a různými typy rakovin. Výzkum bude probíhat ve spolupráci s pražskými onkologiemi (Na Bulovce, 1. LF-UK), s onkologií v Olomouci, s odborníky na umělou inteligenci (ČVUT a VUT -Brno)a se studenty Bc. a Mgr. studia na VŠCHT (při sběru dat od onkologických pacientů). Předpokládá se mezinárodní spolupráce (Francie) a podpora z grantového projektu.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
NMR-omics for analysis of aerosol particles
AnnotationThe main aim of the work is the adaptation of the method for the analysis of organic compounds contained in aerosol particles for a 600 MHz NMR spectrometer. Sub-goals are an expansion of the library of determined substances, measurement and evaluation of real aerosol samples, and determination of potential sources of air pollution.
Contact supervisor
Study place:
Central Laboratories
Olfactronic identification of persons
AnnotationDetailní chemická analýza (GCxGC-TOF) pachových stop bude základem pro tvorbu digitálních pachových signatur, které budou základem pro chemometricky korektní individuální a skupinové identifikace (pohlaví, krevní skupiny, Rh-faktory, etnické původy) osob. Cílem práce bude i vypracování metodik, které budou použitelné pro práci policejních orgánů nejen v ČR. Práce předpoklá spolupráci odborníků na umělou inteligenci (CVUT Praha, VUT Brno), policejních expertů naohledání místa činu a na olfaktorickou identifikaci. Předpokládá se grantová podpora a spolupráce se zahraničními forenzními institucemi především ve Francii a v USA.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Polymer films for electrochemical detection of signal molecules
AnnotationFunkční konjugované polymery (CP) jsou obzvláště atraktivními materiály při konstrukci různých důležitých senzorů ve farmacie a medicíně. V dnešní době je tato oblast výzkumu zaměřena na vývoj nových materiálů založených na polymerizovaných filmech s předem navrženými funkcemi. Inteligentní polymery poskytují více specifických interakčních míst, což umožňuje selektivní snímání četných analytů. Například elektropolymerace některých dobře známých indikátorů vede k tvorbě inteligentních polymerů s jedinečnými vlastnostmi. Inteligentní polymery nabízejí kombinaci několika různých způsobů vazby, zahrnujících iontovou výměnu, iontové dipóly, stohování typu p-p a interakce s vodíkovými vazbami. V rámci této disertační práce budou studovány, charakterizovány a aplikovány polymerizované vrstvy z aminoderivátů např. fenazinu, benzothiadiazolu nebo diaminobenzoové kyseliny. Tyto deriváty jsou stále zcela neprozkoumané materiály z hlediska jejich elektrochemických vlastností a aplikací. Elektrochemické vlastnosti polymerů lze pak zlepšit i použitím kroku modifikace. Předkládaná práce navrhne způsoby přípravy a modifikace elektropolymerních vrstev selektivních např. pro sacharidy, polysacharidy (heparin, kyselina hyaluronová a sialová) a/nebo nukleotidy. Tyto analyty jsou signální molekuly různých chorob a jejich množství je v tělních tekutinách pečlivě monitorováno. Cílem předkládané práce je příprava a detailní studium nových elektropolymerních vrstev elektrochemických senzorů určených k selektivnímu snímání vybraných signálních molekul.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Protein Chips for Mass Spectrometry Prepared by Ambient Ion Landing
AnnotationProtein chips, sometimes called protein arrays, have evolved from technologies originally designed for DNA/RNA analysis. In the preparation of protein chips, antibodies or antigens are immobilized on a planar surface in the form of a field with a defined geometry and spacing. This surface (protein chip) is an analytical platform for the detection of affinity partners of immobilized molecules. The most common detection method used in conjunction with protein arrays is fluorescence. Although it is very sensitive, it is not very specific and requires appropriate labeling of the detected molecules with appropriate markers. One of the alternative options for the detection of analytes captured and enriched on protein chips is mass spectrometry. Although it is more demanding instrumentally, it is highly specific and does not require labeling (so-called "label-free"). It can be either desorption ionization mass spectrometry (e.g. MALDI), which is capable of analyzing protein chips directly, or mass spectrometry with an electrospray ion source. The electrospray arrangement requires washing the enriched analyte from the chip, the compensation for this additional step is usually a better limit of detection. In the proposed dissertation, protein chips will be prepared by the method of ambient ion landing, which is a unique method for modifying surfaces from the gas phase. The protein chips prepared in this way are expected to be used in the field of immunoassays. For example, chips for the detection of allergens in serum, infectious factors such as procalcitonin and other clinically important antigens.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Charge Transport in Corrole-based Molecular Junctions.
AnnotationAim of this work is to study electron transfer in newly synthesized corrole-based molecules that belong to a group of porphyrinoids. It will include the preparation and characterization of these substances in collaboration with the group of Prof. Canard at Aix-Marseille University. Such molecules represent suitable candidates for the construction of ON/OFF switches in molecular electronics. The conductivity properties of a selected series of newly synthesized molecules will be investigated depending on the type of anchoring groups, the substitution on the corolle center, the nature of the complexed cation, as well as the length of the molecules (monomers and dimers). Conductivity characteristics will be tested using the STM break junction methods developed in the J. Heyrovský Institute of Physical Chemistry of the Czech Academy of Sciences. The project will also use sevral electrochemical methods including the high-speed voltammetry, impedance measurements and in-situ spectroelectrochemistry (UV-Vis-NIR and FTIR).
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Proton Coupled Energy Transfer
AnnotationProcesses that involve the simultaneous transfer of electrons or energy along with atoms, typically hydrogen or protons, are widely recognized for their significant involvement in biophysical phenomena. This thesis will center on the emerging field of proton-coupled energy transfer (PCEnT) from a theoretical chemistry standpoint. The research will integrate quantum dynamics, molecular simulations, and modern quantum chemistry methodologies. Collaboration with experimentalists is envisioned.
Contact supervisor
Study place:
Department of Physical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Preparation and application of new stationary phases for capillary chromatography and electrochromatography
AnnotationPráce se bude zabývat přípravou nových sorbentů a separačních médií především využitelných v oblasti mikro a nano separací. Připravené fáze budou použivány v modech kapilární kapalinové chromatografie a elektrochromatografie. Aplikace budou zaměřeny na analýzu biologicky relevantních analytů a potenciálních léčiv.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Preparation and study of photocatalytic properties of chiral molecular receptors based on metalloporphyrin derivatives
AnnotationCílem práce je příprava chirálních molekulárních receptorů a následně studovat jejich funkčnost za podmínek fotokatalytických reakcí. Práce zahrnuje rutinní organickou syntézu s poměrně komplikovanou izolací a identifikací připravených látek, experimentální studium fotokatalytických schopností a experimentální i teoretické studium jejich molekulových komplexů.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Preparation of solids modified with calix[n]phyrin derivatives and study of their applicability in sensor analysis
AnnotationCílem práce je modifikovat povrch pevné látky kalix[n]fyrinovými deriváty a následně studovat funkčnost a využitelnost těchto materiálů v senzorové analýze. Práce zahrnuje rutinní organickou syntézu nových látek, experimentální studium jejich komplexačních vlastností (zejména pomocí NMR, UV-Vis, Fluorescence), a studium těchto vlastností po navázání na pevné povrchy.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Preparation of solids with covalently bound chiral molecular receptors and their use in chiral separation and analyses
AnnotationCílem práce je připravit pevné látky s kovalentně navázanými chirálními molekulovými receptory (např. Trögerovy báze či kalix[n]fyriny) a využít je pro chirální separace a/nebo detekci chemických látek. Práce zahrnuje rutinní organickou syntézu, měření a vyhodnocování NMR, UV-Vis a Fluorescenčních spekter, titrační experimenty a studium molekulové struktury komplexů.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Preparation of solvatochromic solids and study of their use in a construction of physicochemical sensors
AnnotationCílem práce je připravit solvatochromní pevné látky modifikací vhodného nosiče nebo polymerací solvatochromního monomeru a následně studovat funkčnost a využitelnost těchto materiálů pro konstrukci senzorů chemických látek a/nebo fyzikálních vlastností. Práce zahrnuje rutinní organickou syntézu solvatochromních látek, měření a vyhodnocování NMR, UV-Vis a Fluorescenčních spekter, titrační experimenty a studium molekulové struktury komplexů.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Rational design of drug delivery systems: From <i>in silico</i> prediction of component compatibility to preparation and characterization
AnnotationThe objective of the thesis is to explore the current possibilities of in silico approaches as tools for the rational design of drug delivery systems. The project will consist of interconnected research activities involving both experimental and theoretical undertakings, which will lead to the development of an optimized computational tool for the selection of polymeric carriers for given drugs and subsequent optimization of the performance-related characteristics of the resultant drug delivery systems.
Contact supervisor
Study place:
Department of Physical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Separation of enantiomers by membrane processes
AnnotationThe aim of the PhD thesis is the separation of racemic mixtures by membrane separation processes. The racemic mixtures contain the same amount of L and D enantiomers. The individual enantiomers have the same physicochemical properties in the achiral environment and therefore it is very difficult to separate them. However, in the human body L and D enantiomers have different effects and the D enantiomers may be harmful to health. PhD work will focus on the development of new membranes and separation techniques for the selective separation of enantiomers from racemic mixtures with practical applications, particularly in the pharmaceutical, food or agrochemical industries. The PhD candidate will be required to work out a detailed search of foreign literature on the subject (need for active English knowledge), independent measurement and results processing, and in cooperation with the supervisor and to write publications in foreign periodicals. Required education and skills • Master degree in chemical engineering, physical chemistry, organic technology, chemical physics; • willingness to do experimental work and learn new things; • team work ability.
Contact supervisor
Study place:
Department of Physical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Separation of enantiomers by membrane processes
AnnotationThe aim of the PhD thesis is purification flue and other industrial gases effectively using membranes to remove acid pollutants, such as CO2, SO2, and water vapour. Removing all these compounds from the air in one operation step by membrane technology is a unique and beneficial task. PhD work will focus on the development of new membranes and separation techniques for the selective separation of pollutants from air with practical applications, particularly in the environment protection. The PhD candidate will be required to work out a detailed search of foreign literature on the subject (need for active English knowledge), independent measurement and results processing, and in cooperation with the supervisor and to write publications in foreign periodicals. Required education and skills • Master degree in chemical engineering, physical chemistry, organic technology, chemical physics; • willingness to do experimental work and learn new things; • team work ability.
Contact supervisor
Study place:
Department of Physical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Sorption of binary gas and vapour mixtures - development of experimental methods and models
AnnotationThe topic of the thesis is the experimental study of sorption of industrially relevant gas and vapour mixtures in polymers and in inorganic sorbents. Such relevant mixtures are, for instance, mixtures that are hard-to-separate by distillation, such as mixtures of close-boiling components (e.g. propane and propene) or azeotrope forming (e.g. alcohol-ester, alcohol-hydrocarbon). The topic fosters the progress of experimental techniques for studying sorption in the systems out of equilibrium (glasses) that are scarcely available in laboratories on the global scale, and thus to produce a pioneering basis for the development of the predictive and correlative models. The ambition is also to contribute to the fundamental and actual question - is sorption in polymers absorption or adsorption? Besides traditional approaches based on empirical equations, the sorption data of gas mixtures in sorbents can be interpreted within statistical-thermodynamic models, which are build up on microscopic interactions. In this context, models based on Kirkwood-Buff theory and preferential interactions are particularly perspective.
Contact supervisor
Study place:
Department of Physical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Spectroscopic blood-based biomarkers for the diagnosis of Alzheimer's disease
AnnotationPráce se zabývá experimentální analýzou krevních vzorků metodami vibrační a chiroptické spektroskopie (infračervená absorpce, Ramanova spektroskopie, cirkulární dichroismus, Ramanova optická aktivita) a vývojem pokročilých postupů analýzy a vyhodnocení spektroskopických dat s ohledem na možnosti diagnostiky Alzheimerovy choroby, jednoho z nejrozšířenějších neudrodegenerativních onemocnění. Analyzovány též budou vzorky pacientů s vaskulární demencí a odpovídajících kontrolních jedinců. Práce bude realizována ve spolupráci s klinickými pracovišti, především s Psychiatrickou klinikou Všeobecné fakultní nemocnice v Praze.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Determination of vapour pressures of environmentally important high-boiling compounds
AnnotationThe vapor pressure is one of the most frequently measured thermodynamic properties for pure organic compounds. Measurements are relatively easy for low boiling compound (e.g. components of gasoline) and precise data can be found in handbooks and databases. On the other hand, measurements of high boiling compounds such as polyaromatic hydrocarbons or phthalates represents challenging task and existing data are scarce and associated with high uncertainty, which prevents reliable modelling of fate of these chemicals in the environment. Non-commercial apparatuses assembled in our laboratory enable measurement in subpascal pressure region; methodology of thermodynamically controlled extrapolation developed by us enables reliable vapor pressure determination in sub-millipascal pressure region. The work will focus on determination of vapor pressures for a group of polyaromatic hydrocarbons listed in the USA EPA Priority List of Pollutants, as a part of our cooperation with several European laboratories.
Contact supervisor
Study place:
Department of Physical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Development of a high resolution circular dichroisms microwave spectrometer
AnnotationTechniky spektroskopie cirkulárního dichroismu (CD) jsou známé v IČ a UF/VIS oblasti, kde umožňují získávat zásadní poznatky na hranici chemie, biologie a molekulové kvantové mechaniky, tedy všude tam, kde různé enantiomorfní formy molekul hrají zásadní roli. Mikrovlnná spektroskopie je z tohoto pohledu dosud celosvětově téměř netknutá, ačkoliv může přinést průlomové poznatky v astrofyzice, v hledání života ve vesmíru a jeho variabilit. Cílem doktorské je připravit návrh a zahájit stavbu unikátního mikrovlnného CD spektrometru na VŠCHT. Práce bude řešena ve spolupráci s elektro-fakultami (VUT Brno a ČVUT) a s astrofyziky v Kolíně nad Rýnem. Přístroj tohoto typu dosud nebyl na této planetě postaven.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Studies of conformational behavior of nucleic acids based on Raman spectroscopy and computations
AnnotationUnderstanding of conformational behavior of biomolecules is important in biology and medicine. Raman optical activity is a modern spectroscopic method, very suitable for studies of the structure in water solutions. However, the interpretation of the spectra is dependent on their modeling using quantum-mechanics and molecular-dynamics simulations. This is difficult especially for large and complex molecules, such as nucleic acids. To advance the methodology, we will measure spectra of model polynucleotides and find the relation between spectral intensities and the structure and dynamics.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Study and determination of the spatial structure of molecular complexes by interpretation of NMR data supported by quantum mechanics calculations
AnnotationCílem práce je řadou 1D a 2D experimentálních spekter nukleární magnetické resonance (NMR) detailně charakterizovat molekulové komplexy organických látek a následně je s pomocí molekulového modelování a kvantově-chemických výpočtů využít k identifikaci prostorové struktury studovaných komplexů. Práce zahrnuje měření NMR spekter a kvantově-chemické výpočty, a zejména vývoj jejich unikátního interpretačního propojení, které by mělo umožnit stanovit prostorovou strukturu molekulových komplexů v roztoku, což doposud není možné.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Study of the physical atributes of interstellar space
AnnotationZa použití experimentálních dat získaných pomocí mikrovlnných radioteleskopů (např. ALMA, Zermat atp.) a dat z pražských mikrovlnných spektrometrů budou určovány teplotní profily různých oblastí vesmíru a budou studovány pohyby jednotlivých oblastí vesmíru. Předpokládá se mezinárodní spolupráce se zahraničními astrofyziky.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Chiroptical studies of natural compounds and their derivatives
AnnotationMetody chiroptické (cirkulární dichroismus a Ramanova optická aktivita) a vibrační (infračervená absorpce a Ramanův rozptyl) spektroskopie budou využity pro strukturní analýzu a studium fyzikálně-chemických vlastností přírodních látek, jako jsou alkaloidy, steroidy, fragmenty růstového hormonu, oligosacharidy apod., tedy látek s přesahem a slibným potenciálem v medicinálních a biologických aplikacích. Experimentální spektra budou interpretována pomocí nástrojů výpočetní chemie a bude detailně popsána trojrozměrná struktura, konformace a související vlastnosti studovaných látek. Práce bude realizována za podpory grantových projektů bezpečnostního výzkumu Ministerstva vnitra ČR.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Study of interaction and migration processes in engineering barrier materials
AnnotationPro zhodnocení transportu radionuklidů přes bariéry hlubinného úložiště je třeba znát soubor parametrů pro v současnosti používané bezpečnostní rozbory (jako např. sorpční a difúzní koeficienty, rozpustnost, porozita, chemismus prostředí apod.) ve všech materiálech bariér, kterými radionuklidy mohou procházet, a to za podmínek uvažujících všechny vlastnosti, události a procesy, které mohou v úložišti nastat. Sorpce a difúze budou klíčovými procesy řídícími migraci radionuklidů v materiálech inženýrských bariér. Migrační procesy jsou výrazně ovlivňovány chemickými a fyzikálními vlastnosti prostředí. Tyto vlastnosti se mohou výrazně měnit v čase, a to zejména po vzájemném ovlivnění jednotlivých materiálů, např. na rozhraní cementových materiálů a bentonitu či bentonitu a ukládacího obalového souboru. Výzkum bude zaměřen na studium změn chemicko-fyzikálních vlastností materiálů bariér po degradaci či interakci s okolním prostředím a následně na studium migračního chování vybraných stopovačů na neovlivněných a ovlivněných materiálech inženýrských bariér. Pro experimentální práce budou využity radionuklidy, které jsou relevantní pro zdrojový člen, případně adekvátní neaktivní stopovače.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Coil-to-globule transition of thermoresponsive polymers
AnnotationSmart materials are rapidly growing field, due to wide spectrum of potential aplications and tunable properties. Such materials typically possess at least one property, which can be reversibly changed in a controlable way by an external stimuli. One group of such materials are thermoresponsive polymers. They undergo collapse transition at the critical temperature. Moreover, near to this temperature their properties are extremally sensitive to changes in the solution environment, such as pH, salt concentration, polymer concentration. In terms of molecular dynamics simulations student will investigate thermoresponsive polymer PNIPAM, and/or its copolymers with ionic liquid. The effect of ionic strengt, as well as of pH on the thermodynamics of collapse transition will be studied. At the second step, besides the atomistic simulations, student will develop a coarse-grained model (with T-dependent effective potentials) that allows to study large scale systems, and thus answer the role of polymer concentration, or of polymer chain length. Flory-like mean-field models will be constructed, and their applicability discussed. This work is motivated by already published experimental work, and connects to the recent thermodynamic modelling of thermoresponsive polymers. If time permits, the salt and cosolvent specific effects will be also addressed. An intensive collaboration with the group of Prof. Joachim Dzubiella at Freiburg University is expected.
Contact supervisor
Study place:
Department of Physical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Study of the mechanism of formation of Tröger and spiro Tröger bases and the influence of molecular structure on their bioactivity
AnnotationCílem práce je studovat mechanismus vzniku Trögerových a spiro‑Trögerových bází pomocí různých modifikací podmínek reakce, při které vzniká několik desítek meziproduktů a vedlejších látek, včetně zachycení meziproduktů chemickou modifikací v průběhu reakce. Práce zahrnuje zejména měření 1D a 2D spekter nukleární magnetické resonance pro sledování průběhu reakcí a stanovení struktury produktů a meziproduktů s pomocí hmotnostní spektrometrie. Připravené látky budou předány na biologické testy a studován vztah mezi biologickou aktivitou a molekulovou strukturou.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Study of cyclodextrin substitution on stability and structure of its complex with drug
AnnotationCílem práce je připravit průmyslově rentabilní deriváty cyklodextrinu a studovat jejich komplexy s léčivy, zejména stabilitu, stechiometrii a molekulovou strukturu. Práce zahrnuje rutinní organickou syntézu, izolaci a identifikaci čistých derivátů cyklodextrinů. A následně studium vzniku komplexů těchto derivátů s léčivy zejména pomocí 1H NMR, a studium jejich struktury zejména pomocí NOESY NMR spekter. Práce bude vypracována ve spolupráci s firmou ZENTIVA.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Theoretical analysis of forbidden transition intensities in order to study chemical-physical properties of remote environment
AnnotationPřechody mezi energetickými hladinami v atomu či molekule probíhají podle určitých pravidel. Při první aproximaci je možné použít výběrových pravidel, např. že spin výchozí i konečné energetické hladiny musím být stejný. Pokud jsou výběrová pravidla porušena, přechod můžeme nazvat zakázaným. Vesmír jako chemická laboratoř poskytuje nepřeberné množství chemických reakcí a fyzikálních prostředí, které v pozemských podmínkách není snadné připravit. Například díky velmi vysokému vakuu, tedy malé pravděpodobnosti srážek mezi molekulami, dvakrát ionizovaný kyslík září v zelené barvě. Tento přechod byl dříve považován za identifikaci nového prvku zvaného Nebulium. Na základě pozorovatelných „zakázaných“přechodů lze usuzovat na chemicko-fyzikální vlastnosti prostředí, kde daný přechod vzniká – tedy ve vzdáleném vesmíru, ale i v zemské atmosféře nebo atmosférách jiných planet. Cílem práce je pomocí ab inito kvantově chemických metod studovat vliv fotochemických reakcí, elektrického a magnetického pole na profil a intenzitu málo pravděpodobných přechodů v malých molekulách. Na základě změn dále usuzovat na chemicko-fyzikální vlastnosti vzdáleného prostředí (remote sensoring).
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Theoretical study of influence of additional substances in drugs on polymorf structures of active pharmaceutical ingredience
AnnotationJe známo, že různé polymorfy jedné léčivé složky mohou mít různé léčivé účinky. Druh polymorfu, který vykrystalizuje do stabilní třídimensionální struktury, určují zejména slabé mezimolekulové interakce. Krystalizace je velice citlivý proces a reaguje i na velmi malé množství příměsí. Cílem práce je na základě molekulového modelování a kvantově-chemických výpočtů se pokusit odhalit vliv pomocných látek v léčivech na polymorfní strukturu lěčivé látky prostřednictvím modelování vibračního spektra v terahertzové frekvenční oblasti (Thz). V této frekvenční oblasti se právě objevují pásy mezimolekulových vibrací a různé polymorfy zde poskytují různá spektra.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Theoretical study of chemical shifts in NMR spectra dependence on temperature and solvent
AnnotationNukleární magnetická resonance (NMR) je stále se dynamicky vyvíjející obor spektroskopie, se kterým se můžeme setkat nejen v lékařství. Posun poloh signálů v NMR spektrech může být způsoben mnoha faktory. Kromě obecně známého stínění, tak například princip chemického posunu v závislosti na teplotě je zcela neobjasněný, přesto, že je měřitelný. Cílem práce je na základě molekulového modelování a kvantově-chemických výpočtů se pokusit odhalit fyzikálně-chemickou podstatu pozorovaných změn, a využít jich pro interpretaci změn v kovalentní i nekovalentní chemické struktuře studovaných molekul a jejich komplexů s molekulami rozpouštědla.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Thermodynamic study of low environmental impact biofuels
AnnotationThere is no doubt that dependence on fossil fuels must be reduced. Electromobility is touted as one of the ways to achieve such a reduction, but it is not capable of replacing combustion engines in the near future, for example in freight transport, let alone in countries with sparse populations and long transport distances. The focus of this thesis is on biofuels and synthetic fuels for diesel engines. It will focus on the replacement of the currently frequently used methyl esters of higher fatty acids (which are not very stable and may impose an increased burden on the engine) with more stable ethyl and butyl esters. In particular, however, it will be a study of the properties of new oxygenated fuels, leading to significant reductions in soot formation and NOx emissions. These fuels (polyethers) can already be prepared from biogas, bioethanol and biobutanol, but in the future also from synthesis gas obtained from captured airborne CO2 and hydrogen from water electrolysis (see eFuels pilot plant in Chile opened by Porsche in 2022). The lack of thermodynamic data is one of the obstacles to the wider use of these fuels.
Contact supervisor
Study place:
Department of Physical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Cloud droplet formation in unsaturated and supersaturated water vapor
AnnotationThe hygroscopicity of aerosol particles has a decisive influence on the dynamics of clouds and precipitation and thus indirectly affects the intensity of radiative fluxes. It also has a decisive influence on the deposition of inhaled aerosol particles in the human respiratory tract and thus on the health effects of aerosol. Therefore, the study of hygroscopicity is an important direction of aerosol research. Some particles also grow in the region of unsaturated water vapor and can contribute significantly to the uniform formation of clouds. In supersaturated water vapor, cloud droplet formation on particles is much more likely, even if the particles are not readily soluble in water. We will focus on both mechanisms when studying the hygroscopicity of atmospheric aerosols using a combination of the humidifying tandem differential mobility analyzer HTDMA and the cloud condensation nuclei counter CCNC. Required education and skills • University degree (Ing. Mgr.) in environmental sciences, meteorology, chemical engineering, physical chemistry, chemical physics, etc. • willingness to do experimental work and learn new things; • ability to work as part of a team.
Contact supervisor
Study place:
Department of Physical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Ultrafast reactions studied with X-ray spectroscopies
Annotation
Contact supervisor
Study place:
Department of Physical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Multi-scale modeling of vibrational optical activity of biomolecules
AnnotationVibrational optical activity explores different behavior of molecules if irradiated with right and left circularly polarized light. Spectra often provide unique information about the behavior of molecules in solutions, but their interpretation is dependent on complex theoretical modeling. This includes description of interactions of molecules with the light and environment, and using quantum and classical methods to characterize studies systems. We will concentrate on model polynucleotides and functional proteins where the understanding of their behavior is important for further biological and medical applications.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Toward first-principles prediction of phase behavior for amorphous molecular materials
AnnotationKnowledge of the phase behavior of substances is a key factor for the design of amorphous molecular materials, such as organic semiconductors or pharmaceutical formulations. Large structural and chemical variability of these materials require the application of computational screening methods that would enable fast and as-accurate-as-possible estimation of their bulk thermodynamic properties. Common molecular mechanics methods (e.g., grand-canonical Monte Carlo simulations) with classical force field models for predicting the phase behavior are notoriously challenging and give results that are far from acceptable numerical accuracy. Therefore, this thesis aims at developing a novel computational methodology based on a unique synergy of established first-principles electronic structure methods and efficient Monte Carlo simulations to map the thermodynamic properties (e.g., densities, enthalpies, and Gibbs energies) of different phases at a wide range of temperatures and pressures to construct global phase diagrams. Furthermore, this approach will enable a better understanding of the relationship between the molecular properties and interactions and the macroscopic phase transformations of bulk materials. At each stage, the developed methodology and its features will be compared with the available experimental data and results from existing computational approaches. Since it is expected that the methodology will exploit various different computational frameworks, the project will also include the creation of program tools for the required interfaces and processing of the simulated data in a form that would allow automation of the calculations, making the developed methodology available to a broader community.
Contact supervisor
Study place:
Department of Physical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
High-resolution spectroscopy of selected molecules of prebiotic importance
AnnotationPrebiotické molekuly jsou sloučeniny, o kterých se předpokládá, že se podílely na chemických reakcích vedoucích ke vzniku života. Tyto molekuly zahrnují důležité stavební kameny života jako např. aminokyseliny nebo nukleové báze. Je zajímavé, že takovéto molekuly byly objeveny v meteoritech a kometách, což podporuje teorii, že prebiotický materiál mohl být dopraven na Zemi právě těmito tělesy. Chemické složení meteoritů a komet souvisí se složením mezihvězdného plynu, nicméně z pohledu mezihvězdné chemie se velmi často jedná o velice složité molekulové systémy. Z tohoto důvodu získávají pozornost menší molekuly, které by mohly sloužit jako prekurzory stavebních kamenů života. Jednou z klíčových aktivit řešících otázku původu života je pochopení, jak a kde v mezihvězdném prostoru by se mohly tyto malé prebiotické prekurzorové molekuly tvořit. K pozorování molekul v mezihvězdném prostoru jsou zapotřebí velmi přesná referenční laboratorní data. V rámci této dizertační práce budou taková data získávána pomocí rotační spektroskopie ve spojení se specifickými technikami generování molekul, jako je např. pyrolýza. Výsledky práce budou použity k interpretaci radioastronomických dat, aby společně vytvořily ucelený obraz o složení a chemickém vývoji kosmických materiálů směrem k biomolekulám. Téma práce je podporováno grantovým projektem a mezinárodní spoluprací.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Application of polymer films in forensic practice
AnnotationPolymerní filmy nabízejí nepřeberné množství aplikací, jednou z možností je forenzní analýza, kde mohou být využity jako pomocné vrstvy při vizualizaci daktyloskopických stop. Přestože dnes existuje řada účinných technik zviditelňování otisku prstu, stále zůstává problematické zviditelňování otisku na kovových substrátech. Pestrost výběru polymerních filmů s jejich přípravou je možné využít právě v daktyloskopii. Náplní práce bude testování přípravy několika polymerních filmů (chemická, elektrochemická cesta) pro zviditelňování otisků prstu na modelových a reálných vzorcích. Zároveň budou postupy depozice optimalizovány a charakterizovány elektrochemicky, opticky a spektroskopicky. Snahou bude vytvořit optimalizované postupy vizualizace daktyloskopických stop na reálných vzorcích z praxe a porovnat je s běžně používanými technikami.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Development of analytical methods for forensic analysis of nuclear materials
AnnotationPři rozhodování o původu jaderných materiálů je jedním z podstatných kritérií celková koncentrace a zejména poměry minoritních a stopových doprovodných prvků, které zrcadlí jejich zastoupení a poměry ve výchozích rudách, ze kterých pocházejí, a způsob zpracování těchto rud. Při globální spolupráci jaderně-forenzních subjektů v oblasti prevence a postihu ilegálního nakládání s jadernými materiály je proto klíčová detailní znalost takovýchto prvkových „otisků prstů“. Cílem práce bude vývoj a optimalizace stávajících analytických metod pro analýzu vybraných minoritních prvků v matrici jaderného materiálu. Jedním z hlavních výsledků disertační práce bude srovnání prvkového složení uranových rud z různých českých ložisek. Práce bude realizována ve spolupráci dvou pracovišť: Ústavu analytické chemie FCHI VŠCHT Praha (školicí pracoviště – vývoj analytických metod) a Katedry jaderné chemie FJFI ČVUT v Praze (separace minoritních a stopových prvků od matric jaderných materiálů a radiometrické metody).
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Development of aerosol flow splitters for sample introduction into inductively coupled plasma
AnnotationThe inductively coupled plasma mass spectrometry method is particularly suitable for the analysis of aqueous solutions due to the limited stability of plasma in the presence of organic solvents. The work will be focused on the development of aerosol flow splitters, which should reduce the amount of sample introduced into the plasma and thereby improve its stability. In contrast to commonly used liquid flow splitters, e.g. in the LC-MS method, there is a higher potential for further modification of the aerosol for improvement of the analysis conditions.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Development of electrode systems for the detection of harmful substances
AnnotationCílem této práce bude připravit, charakterizovat a testovat nové materiály pro detekci škodlivých sloučenin. Studie bude provedena v rámci programu OP JAK ve spolupráci se skupinou profesora Martina Vrňaty.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Development of electrochemical sensorss for forensic analysis of psychoactive compounds
AnnotationElektrochemické metody jsou v mnoha ohledech výhodné a účelné, neboť jsou rychlé, nedestruktivní a zároveň citlivé a selektivní vůči mnoha cílovým analytům. Psychoaktivní látky jsou syntetické a rostlinné substance s různým účinkem, nejčastěji se stimulačním či halucinogenním. Jsou nabízeny pod různými komerčními názvy. Tyto látky způsobují změny v náladě a vědomí, avšak mnoho z nich je návykových. Snaha vyvíjet rychlé a citlivé elektrochemické metody detekce těchto látek je podmíněna vhodným elektrodovým povrchem. Cílem disertační práce bude hledání vhodných postupů vedoucích k nanesení vybraných selektorů na různé elektrodové povrchy. Takto modifikované povrchy budou využity pro detekci různých psychoaktivních látek.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Development of renewable conductive hydrogels for flexible energy storage systems
AnnotationTo power wearable electronic devices, diverse flexible energy storage systems have been developed to operate under consecutive bending, stretching, and even twisting conditions. While supercapacitors and batteries are deemed as the most promising energy/power sources for wearable electronics, ensuring their electrochemical sustainability and mechanical robustness is crucial. Electrically conductive renewable hydrogels, amalgamating the electrical properties of conductive materials with the unique features of renewable hydrogels, provide an ideal framework for designing and constructing flexible supercapacitors and batteries. This project will focus on the development of novel functional hydrogels from renewable sources with controllable size, composition, morphology, and interface properties. A fundamental understanding of the relationships between chemical composition, structure, interface properties, stress, electrical conductivity, and electrochemical properties of conductive hydrogels will be undertaken. The effective application of these conductive hydrogels in flexible energy storage systems will be assessed.
Contact supervisor
Study place:
Department of Mathematics, Informatics and Cybernetics, FCE, VŠCHT Praha
Development of a high resolution circular dichroisms microwave spectrometer
AnnotationTechniky spektroskopie cirkulárního dichroismu (CD) jsou známé v IČ a UF/VIS oblasti, kde umožňují získávat zásadní poznatky na hranici chemie, biologie a molekulové kvantové mechaniky, všude tam, kde různé enantiomorfní formy molekul hrají zásadní roli. Mikrovlnná spektroskopie je z tohoto pohledu dosud celosvětově téměř netknutá, ačkoliv může přinést průlomové poznatky v astrofyzice, v diagnostice života a jeho nemocí. Cílem doktorské práce je připravit návrh, zahájit stavbu unikátního mikrovlnného CD spektrometru na VŠCHT a ten následně otestovat. Práce bude ve spolupráci elektro- fakultami VUT Brno a ČVUT. Přístroj tohoto typu dosud nebyl na světě postaven.
Contact supervisor
Study place:
Department of Analytical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
Development of 2D/3D structured separation membranes using sophisticated methods
AnnotationMembrane separation processes belong to modern, technologically important separation methods, which are less demanding (economically and ecologically) in comparison with classical separation methods. For gas separation applications, polymer membranes are mainly used. Their performance (permeability or separation effect) can be additionally adjusted by the targeted embedding of liquid or solid additives into the polymer matrix. The dissertation thesis will focus on the preparation of 2D/3D membranes via the electrospinning method, characterization, and testing of the composite membranes for the separation of gases based on polymers and functional nano-additives with a purposefully prepared structure. In addition, the modeling of the separation process will be part of the work. The result of this work will be the preparation and testing of membrane material for effective gas separations.
Contact supervisor
Study place:
Department of Physical Chemistry, FCE, VŠCHT Praha
|
Updated: 25.3.2022 18:16, Author: Jan Kříž