Počkejte prosím chvíli...
Nepřihlášený uživatel
Nacházíte se: VŠCHT PrahaFCHI  → Studium na FCHI → Zájemci o studium → Zájemci o doktorské studium → Doktorské studium → Témata vypsaných disertačních prací
iduzel: 13278
idvazba: 15815
šablona: stranka
čas: 16.5.2021 07:15:41
verze: 4908
uzivatel:
remoteAPIs: https://cis-web-test.vscht.cz/redirect/
branch: trunk
Obnovit | RAW

Stará verze

POZOR - tato stránka již není aktuální. Nové zobrazení nabídky témat disertačních prací naleznete na stránce Témata disertačních prací  na FCHI.

Tato stránka slouží pouze fakultním koordinátorům pro kontrolu a schválení jednotlivých témat.

Témata disertačních prací pro rok 2021/2022

Ab initio fotodynamika v kondenzované fázi: Vývoj metod a aplikace

Slavíček Petr, prof. RNDr. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Výpočetní fotodynamika zaznamenala v posledních letech nebývalý rozvoj, kdy je nyní možné simulovat ultrarychlé děje středně velkých molekul. Tato dizertační práce bude zaměřena na vývoj metod a apliakce metod teoretické fotodynamiky pro modelování světlem vyvolaných dějů v kondenzované fázi. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Ab initio simulace strukturních, termodynamických a transportních vlastností metalo-organických krystalů

Červinka Ctirad, Ing. Ph. D. ( Cti...@vscht.cz)

Ab initio simulace strukturních, termodynamických a transportních vlastností metalo-organických krystalů

Červinka Ctirad, Ing. Ph. D. ( Cti...@vscht.cz)

Absorpce CO2. Optimalizace průmyslového provozu.

Moucha Tomáš, prof. Dr. Ing. ( mou...@vscht.cz)
Záchyt CO2 je v průmyslu častou potřebou, ať se jedná o čištění odpadních plynů, kde je tento plyn obsažen v malé koncentraci, či o součásti průmyslové výroby s vysokými koncentracemi CO2, jako například výroba vodíku. Právě posledně zmíněný příklad odpovídá technologii v závodě Unipetrol, kde přetrvávají požadavky na jeho optimalizaci. V souladu s potřebami průmyslového partnera budou cíle experimentálního výzkumu zahrnovat i)studie trvanlivosti/degradace absorpčních rozotků používaných ve stávajícím provozu, ii)studie absorpčních schopností nových kapalin s vyšší selektivitou záchytu H2S a iii)studie vlivu stopových příměsí, například kovů Fe, Ni a V, na účinnost vypírek. Student získá cenné zkušenosti s prací v průmyslové výrobě, neboť se v rámci spolupráce s výzkumným ústavem průmyslového partnera (UniCRE) bude moci při výzkumu samostatně pohybovat v areálu Unipetrol, kde najde potřebné zázemí ve vybavené laboratoři i v osobách konzultantů-průmyslových pracovníků.
Zásady: 1. Get familiar with the principles of the processes of absorption accompanied by chemical reaction and with their mathematical descriptions.
2. Perform the literary research aimed to modern absorption liquids used in CO2 capture and their properties.
3. Get familiar with the technology used in Unipetrol Litvínov and study an available firm literature describing it.
4. According to the specific requirements of the industrial partner and the experimental possibilities of all registered workplaces, perform experimental work leading to the set goals (see annotations).
5. Based on the literature findings and on the results of your own experimental results, propose modifications to the operation of CO2 pressure washers.

Absorpce CO2. Optimalizace průmyslového provozu.

Moucha Tomáš, prof. Dr. Ing. ( mou...@vscht.cz)
Záchyt CO2 je v průmyslu častou potřebou, ať se jedná o čištění odpadních plynů, kde je tento plyn obsažen v malé koncentraci, či o součásti průmyslové výroby s vysokými koncentracemi CO2, jako například výroba vodíku. Právě posledně zmíněný příklad odpovídá technologii v závodě Unipetrol, kde přetrvávají požadavky na jeho optimalizaci. V souladu s potřebami průmyslového partnera budou cíle experimentálního výzkumu zahrnovat i)studie trvanlivosti/degradace absorpčních rozotků používaných ve stávajícím provozu, ii)studie absorpčních schopností nových kapalin s vyšší selektivitou záchytu H2S a iii)studie vlivu stopových příměsí, například kovů Fe, Ni a V, na účinnost vypírek. Student získá cenné zkušenosti s prací v průmyslové výrobě, neboť se v rámci spolupráce s výzkumným ústavem průmyslového partnera (UniCRE) bude moci při výzkumu samostatně pohybovat v areálu Unipetrol, kde najde potřebné zázemí ve vybavené laboratoři i v osobách konzultantů-průmyslových pracovníků.
Zásady: 1. Seznamte se s procesy absorpce doprovázené chemickou reakcí a se způsoby jejich matematického popisu.
2. Proveďte literární rešerši zaměřenou na moderní absorpční roztoky pro vypírky CO2 a jejich vlastnosti.
3. Seznamte se technologií provozovanou v podniku Unipetrol Litvínov a prostudujte dostupnou firemní literaturu tuto technologii popisující
4. Podle konkrétních požadavků průmyslového partnera a experimentálních možností všech zůčatněných pracovišť proveďte experimentální práce vedoucí k vytčeným cílům (viz anotace)
5. Na základě literárních zjištění a výsledků vlastní experimentální práce navrhněte úpravy provozu tlakových vypírek CO2

Aplikace mikrobicidních vlastností nízkoteplotního plazmatu

Scholtz Vladimír, doc. Ing. Ph.D. ( sch...@vscht.cz)
Nízkoteplotní plazma, vhledem ke svým mikrobicidním vlastnostem, může být vhodnou náhradou konvenčních dezinfekčních a sterilizačních metod. Práce je zaměřena především na korónové výboje a jejich možné praktické aplikace pro dekontaminaci až sterilizaci povrchů nebo kapalin a jako terapeutická metoda v medicíně. Zároveň je tady prostor pro výzkum vlivu baktericidního agens korónových výbojů na různé typy bakterií, jejich spór, kvasinek, hub a jiných mikroorganismů.

Aplikace molekulárních simulací při vyhledávání a charakterizaci nových pevných forem léčiv

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Heyda Jan, RNDr. Mgr. Ph.D. ( jan...@vscht.cz)
Experimentální vyhledávání nových pevných forem léčiv, jako jsou polymorfy, soli, kokrystaly nebo solváty, je velmi zdlouhavý proces vyžadující testování různých podmínek. Jakmile je objevena nová pevná forma, je analyzována kombinací několika technik včetně XRD, NMR, Ramanovy spektroskopie, SEM, DSC, měřením rozpustnosti a její stability. V tomto projektu plánujeme využít molekulární simulace k podpoře experimentálního screeningového postupu. To zvýší naše základní porozumění řídících interakcí mezi molekulami léčiva a pomocné látky pro vznik nové pevné formy. Molekulární modelování bude využito zejména při výpočtu energií interakce připravených pevných forem léčiva a k jejich relativnímu porovnání z pohledu termodynamické stability a teploty tání. Bude-li to možné, budou simulace molekulární dynamiky srovnávány s experimentálně měřenými vlastnostmi pevných forem léčiva, tj. s daty naměřenými pomocí NMR nebo FTIR. V poslední části plánujeme aplikovat molekulární modelování při popisu rozpustnosti nově objevených pevných forem za přítomnosti různých pomocných látek (jako jsou povrchově aktivní látky, polymery, malé partnerské molekuly) ve vodném prostředí.

Aplikace molekulárních simulací při vyhledávání a charakterizaci nových pevných forem léčiv

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Heyda Jan, RNDr. Mgr. Ph.D. ( jan...@vscht.cz)
Experimentální vyhledávání nových pevných forem léčiv, jako jsou polymorfy, soli, kokrystaly nebo solváty, je velmi zdlouhavý proces vyžadující testování různých podmínek. Jakmile je objevena nová pevná forma, je analyzována kombinací několika technik včetně XRD, NMR, Ramanovy spektroskopie, SEM, DSC, měřením rozpustnosti a její stability. V tomto projektu plánujeme využít molekulární simulace k podpoře experimentálního screeningového postupu. To zvýší naše základní porozumění řídících interakcí mezi molekulami léčiva a pomocné látky pro vznik nové pevné formy. Molekulární modelování bude využito zejména při výpočtu energií interakce připravených pevných forem léčiva a k jejich relativnímu porovnání z pohledu termodynamické stability a teploty tání. Bude-li to možné, budou simulace molekulární dynamiky srovnávány s experimentálně měřenými vlastnostmi pevných forem léčiva, tj. s daty naměřenými pomocí NMR nebo FTIR. V poslední části plánujeme aplikovat molekulární modelování při popisu rozpustnosti nově objevených pevných forem za přítomnosti různých pomocných látek (jako jsou povrchově aktivní látky, polymery, malé partnerské molekuly) ve vodném prostředí.

Automatizované studium mechanismů fotochemických reakcí

Slavíček Petr, prof. RNDr. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Dizertační práce bude zaměřena na studium mechanismů reakcí v základním i v excitovaných stavech, s využitím ab initio technik a technik ab initio molekulové dynamiky. Očekává se vývoj nových výpočetních technik zaměřených na automatické vyhledávání klíčových aspektů reakčních mechanismů.

Automatizované studium mechanismů fotochemických reakcí

Slavíček Petr, prof. RNDr. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Dizertační práce bude zaměřena na studium mechanismů reakcí v základním i v excitovaných stavech, s využitím ab initio technik a technik ab initio molekulové dynamiky. Očekává se vývoj nových výpočetních technik zaměřených na automatické vyhledávání klíčových aspektů reakčních mechanismů.

Cahn-Hilliardovy modely utváření morfologie materiálů

Kosek Juraj, prof. Dr. Ing. ( Jur...@vscht.cz)
Zubov Alexandr, Ing. Ph.D. ( Ale...@vscht.cz)
Vývoj nových materiálů pro aplikace v katalýze, ve stavebnictví, v automobilovém průmyslu a v lokálních zdrojích energie je aktuálním směrem výzkumu jak v zahraničí tak v České republice. Tento vývoj je zpravidla empirický. Cílem tohoto projektu je třídění poznatků o utváření struktury materiálů, formulace relevantních fyzikálně-chemických a matematických modelů a jejich řešení s cílem získání obecných poznatků. Jednou z obecných metodik simulace utváření morfologie jsou Cahn-Hilliardovy modely aplikovatelné především pro popis utváření morfologie spinodální dekompozicí.

Pro skutečně praktické a obecnější využití těchto modelů při vývoji/inovaci materiálů je nutno tyto modely validovat a rozšířit mnoha směry: (i) propojení s CFD simulacemi a stavovým chováním kapalné fáze, (ii) pokročilý popis termodynamiky, (iii) uvažování molekulární architektury (vzniklého) polymeru, (iv) modely transportních koeficientů závislých na lokální koncentraci, teplotě a viskozitě, (v) pokročilý popis fázových rozhraní, (vi) uvažování obecného transportu zahrnující Maxwell-Stefanovu difúzi, a (vii) zobecnění pro konzistentní popis problémů s nukleací. Pokročilé Cahn-Hilliardovy modely budou aplikovány na řadu problémů: (i) optimalizace morfologie nano-/mikro-celulárních polymerů s cílem zlepšení aplikačních vlastností, (ii) nukleace a koalescence bublin při přípravě polymerních pěn, (iii) utváření morfologie částic v emulzní kopolymeraci, (iv) utváření salámové morfologie houževnatého polystyrenu během kontinuální výroby.

Doktorand/ka se nejen zdokonalí v modelování a vizualizaci složitých prostorově 2D a 3D problémů, ale také pronikne hluboko do fyzikálně-chemické podstaty procesů. Bude přitom navazovat na programy vyvinuté dříve na našem pracovišti. Práce bude podporována evropským projektem H2020, granty a průmyslovými spolupracemi. Součástí doktorského studia bude také studijní pobyt v zahraničí.

Info: tel. 220 44 3296, č.dv. B-145, e-mailjkk@vscht.cz, webhttp://kosekgroup.cz

CFD modelování a experimentální charakterizace procesu sprejového sušení

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Nízká rozpustnost léčiv představuje významnou nevýhodu ve vývoji nových léčivých přípravků. Možnost zlepšit toto omezení je formulace léčiva do amorfních forem, např. pomocí vysokoteplotní extruze, procesu srážení nebo procesu rozprašovacího sušení. Tento projekt se zaměří na přípravu amorfních pevných forem léčiv pomocí procesu rozprašovacího sušení. Doktorand bude odpovědný za modelování procesu pomocí výpočetní dynamiky tekutin (CFD) a experimentální charakterizaci parametrů procesu. Vyvinutý model bude založen na Euler-Lagrangeově přístupu, kde bude plyn modelován jako kontinuální fáze, zatímco formované kapičky budou modelovány jako jednotlivé entity. Atomizace proudu kapaliny a tvorba kapiček bude popsána kombinací přístupu VOF-DPM umožňujícího modelovat počáteční tvorbu kapiček s následnou transformací na pevné částice. Cílem experimentální práce bude charakterizovat atomizační podmínky ale také charakterizovat vlastnosti formovaných částic za použití on-line senzorů pro měření jejich velikosti a tvaru. Bude testován také vliv procesních parametrů, jako jsou rychlosti toku plynu a kapaliny, viskozita kapalné fáze nebo teplota a relativní vlhkost během rozprašovacího sušení. V poslední fázi projektu budou získané znalosti použity při přechodu z laboratorního do pilotního měřítka.

CFD simulace potlačení požáru v uzavřených prostorech

Jahoda Milan, doc. Dr. Ing. ( jah...@vscht.cz)
Stabilní hasicí zařízení patří mezi standardní protipožární zabezpečení. V běžném uspořádání požárního úseku je umístění trysek dáno normativně. V případě nestandardního uspořádání, nebo při ochraně zařízení s vysoce hořlavými látkami, je nutné řešit návrh umístění a funkci trysek pomocí pokročilých metod požárně inženýrských analýz. Mezi metody patří výpočetní dynamika tekutin, CFD. Disertační práce je zaměřena na modelování účinku mlhového stabilního zařízení na potlačení požáru v uzavřených objektech. Cílem práce je najít klíčové parametry modelu a jejich hodnoty pro výpočet umístění trysek k optimální protipožární ochraně.

Částice přírodního původu pro zapouzdření a doručování léčiv

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)

Částice přírodního původu pro zapouzdření a doručování léčiv

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)

Částicové modelování difúzních, rheologických, mezifázových a relaxačních vlastností polymerů

Kosek Juraj, prof. Dr. Ing. ( Jur...@vscht.cz)
Zubov Alexandr, Ing. Ph.D. ( Ale...@vscht.cz)
Disipativní částicová dynamika (DPD) je stochastickou technikou modelování pro simulaci jednoduchých i složitých tekutin. Tato technika je využívána v hydrodynamice pro analýzu problémů s časovým a/nebo prostorovým měřítkem přesahujícím možnosti molekulární dynamiky. DPD je nemřížkovou meso-skopickou simulační technikou uvažující částice pohybující se v kontinuálním prostoru. Částice zde reprezentují celé molekuly, segmenty molekul nebo malé elementy tekutin, tedy nikoliv jednotlivé atomy. DPD umožňuje simulovat polymerní tekutiny s objemy až 100 nm v jednom směru po dobu až milisekundy.

Na začátku toho PhD projektu se student ocitne na křižovatce s mnoha náročnými a zajímavými problémy z oblasti chemického inženýrství a polymeračního reaktorového inženýrství. Příklady výzev, které na studenta čekají, jsou následující: · Difúzní tok transportující monomer(y) ke katalytickým centrům je omezen konečnou rychlostí molekulárního pohybu a nikoliv konstitutivními rovnicemi analogickými Fickově zákonu. Pokud bude tato hypotéza potvrzena, tak poskytne klíčové vysvětlení kinetických dat získaných během několika desetiletí. A standardní učebnice chemického inženýrství budou přepsány. · Reologie koncentrovaných roztoků polymerů (např. polymer nabobtnalý monomery) je otevřeným problémem a je důležitá např. pro suspenzní polymeraci a v přípravě polyurethanových pěn. · Difúze segmentů polymeru a mezifázové jevy jsou klíčem k pochopení fázové separace v jednotlivých nanočásticích latexu v emulzní kopolymeraci produkující produkty s vysokou přidanou hodnotou. · Systematické pochopení difúze penetrantů v polyolefinech zahrnující teplotní závislost a souhru mezi difúzí a relaxační dynamikou je dalším problémem se zásobou experimentálních dat, ale zatím s nedostatečným porozuměním.

Doktorand(ka) se seznámí nejen s polymeračním reaktorovým a materiálovým inženýrstvím, polymerní fyzikou, fyzikální chemií, hydrodynamikou a koloidní chemií, ale bude také rozvíjet svoje schopnosti v oblasti matematického modelování. Projekt bude probíhat nejen v rámci výzkumné laboratoře, ale bude zahrnovat partnery z Evropských firem a univerzit. Projekt bude (snad) podporován grantovými projekty a smluvním výzkumem.

Info: telefon +420 220 44 3296, místnost B-145, e-mail jkk@vscht.cz, web http://kosekgroup.cz

Černé kovy jako aktivní vrstvy chemirezistorů

Vrňata Martin, prof. Ing. Dr. ( vrn...@vscht.cz)
Fitl Přemysl, Ing. Ph.D. ( f...@vscht.cz)
Černé kovy (black metals - BM) jsou kovy s vysoce porézním povrchem. Jejich chemické (oxidovatelnost), mechanické (nízká hustota), elektrické (vyšší rezistivita) a optické (nízká odrazivost) vlastnosti jsou unikátním mixem nanostrukturních a makrostrukturních parametrů kovových materiálů. Pro aplikaci BM v aktivních vrstvách chemirezistorů představují výhodu tyto skutečnosti: (i) u BM je vysoký podíl povrchových atomů, což vytváří vysokou koncentraci aktivních míst pro sorpci plynných molekul; (ii) povrch BM je katalyticky aktivní - může na něm nastat rozklad větších molekul analytů na snadno detekovatelné reaktivní fragmenty; (iii) povrchová vrstva BM se snadno oxiduje za tvorby tzv. core-shell struktur tvořených kovem povlečeným tenkou vrstvou oxidu, což tvoří Schottkyho přechod; (iv) aktivní vrstvy na bázi BM dávají při měření vysokofrekvenčním střídavým signálem možnost uplatnit tzv. skin-efekt, a tím efektivně rozlišit "povrchovou" detekci od té "objemové" získané ze stejnosměrných měření.

Ejektor kapalina-plyn jako kompaktní a úsporný reaktor.

Haidl Jan, Ing. Ph.D. ( jan...@vscht.cz)
Moucha Tomáš, prof. Dr. Ing. ( mou...@vscht.cz)
Ejektor kapalina-plyn je proudové čerpadlo, ve kterém je kinetická energie kapalného paprsku využívána k čerpání okolního plynu a tvorbě jemné plyno-kapalinové disperze. Díky své jednoduché konstrukci bez pohyblivých částí se v průmyslu ejektory běžně používají jako spolehlivé vývěvy, distributory plynu pro bublané reaktory či efektivní zařízení pro mechanické i chemické čištění odplynů. Značně turbulentní tok disperze v kombinaci s její vysokou měrnou mezifázovou plochou (104-105 m2/m3) navíc poskytují řádově vyšší hodnoty objemových koeficientů přestupu hmoty v kapalné fázi, kLa, než jsou měřeny v konvenčních aparátech chemického průmyslu - plněných kolonách či bublaných a míchaných reaktorech - a otevírají tím možnost návrhu kompaktní verze takovýchto aparátů. Předběžné analýzy ukazují, že reaktor ejektorového typu dokáže poskytovat stejný objem produktu jako řádově větší konvenční aparáty a to při srovnatelných energetických nákladech. Navíc, charakter zařízení umožňuje pružněji regulovat teplotu v reaktoru reagovat na výkyvy ve výrobě. Cílem této práce je provést systematickou studii vlivu geometrie ejektorového reaktoru a procesních podmínek na hydraulické a transportní charakteristiky ejektoru a tvorbu metodiky návrhu ejektorových reaktorů. Studie bude provedena na laboratorním a poloprovozním zařízení se systémy voda-vzduch a voda-helium za atmosférického a zvýšeného tlaku. Vlastnosti vody budou modifikovány přídavkem činidel pro co nejvěrnější simulaci reálných reakčních systémů.

Ejektor kapalina-plyn jako kompaktní a úsporný reaktor.

Haidl Jan, Ing. Ph.D. ( jan...@vscht.cz)
Ejektor kapalina-plyn je proudové čerpadlo, ve kterém je kinetická energie kapalného paprsku využívána k čerpání okolního plynu a tvorbě jemné plyno-kapalinové disperze. Díky své jednoduché konstrukci bez pohyblivých částí se v průmyslu ejektory běžně používají jako spolehlivé vývěvy, distributory plynu pro bublané reaktory či efektivní zařízení pro mechanické i chemické čištění odplynů. Značně turbulentní tok disperze v kombinaci s její vysokou měrnou mezifázovou plochou (104-105 m2/m3) navíc poskytují řádově vyšší hodnoty objemových koeficientů přestupu hmoty v kapalné fázi, kLa, než jsou měřeny v konvenčních aparátech chemického průmyslu - plněných kolonách či bublaných a míchaných reaktorech - a otevírají tím možnost návrhu kompaktní verze takovýchto aparátů. Předběžné analýzy ukazují, že reaktor ejektorového typu dokáže poskytovat stejný objem produktu jako řádově větší konvenční aparáty a to při srovnatelných energetických nákladech. Navíc, charakter zařízení umožňuje pružněji regulovat teplotu v reaktoru reagovat na výkyvy ve výrobě. Cílem této práce je provést systematickou studii vlivu geometrie ejektorového reaktoru a procesních podmínek na hydraulické a transportní charakteristiky ejektoru a tvorbu metodiky návrhu ejektorových reaktorů. Studie bude provedena na laboratorním a poloprovozním zařízení se systémy voda-vzduch a voda-helium za atmosférického a zvýšeného tlaku. Vlastnosti vody budou modifikovány přídavkem činidel pro co nejvěrnější simulaci reálných reakčních systémů.

Experimentální studie utváření morfologie polymerů a polymerních filmů

Kosek Juraj, prof. Dr. Ing. ( Jur...@vscht.cz)
Zubov Alexandr, Ing. Ph.D. ( Ale...@vscht.cz)
Doktorský projekt se bude zabývat utvářením morfologie ve vybraných polymerních systémech, konkrétně: (i) semi-krystalickou morfologií polyolefinů včetně houževnatého polypropylénu, a (ii) filmy vznikajícími z polymerních latexů. Morfologie polymerů určuje jejich aplikační (tj. mechanické, optické a transportní) vlastnosti. Cílem tohoto projektu bude experimentálně-podložená analýza detailního mechanismu utváření morfologie s využitím řady vizualizačních či jiných technik (AFM, SEM/TEM, micro-CT, konfokální Raman, SAXS, DSC, TD-NMR, ….).

Mezi obtížné úkoly patří vizualizace morfologie semi-krystalických polyolefinů (lamely ~ 10 nm) organizovaných do super-struktur (~ 100 až 1000 nm). Obtížnost tohoto úkolu je dána často protichůdnou interpretací různých vizualizačních technik a dosud neuspokojivou metodikou charakterizace pomocí morfologických deskriptorů. Novou problematikou bude utváření morfologie filmů vzniklých z polymerních latexů procesy: (i) vypařování, koncentrace a organizace koloidních částic, (ii) deformace částic, (iii) difúze polymerních řetězců. Cílem zde bude charakterizace morfologie v různých stavech mezi původním latexem a výsledným kompaktním filmem.

Morfologie polymerů je důsledkem různých procesů hnaných fázově-separační termodynamikou včetně krystalizace, kinetikou krystalizace, difúzními a osmotickými procesy, interakcemi zahrnujícími povrchové napětí včetně kapilárních efektů, elektrostatickými a van der Waalsovými interakcemi. Důsledky těchto a dalších morfologii-utvářejících procesů může odhalit jen důkladně teoreticky i prakticky připravený doktorand.

Výsledkem tohoto experimentálně a teoreticky náročného doktorského projektu bude kromě publikací prvotřídní expert orientující se perfektně v mnoha oblastech polymeračního a materiálového inženýrství. Zkušenosti získané v rámci tohoto projektu tak budou široce uplatnitelné také pro jiné polymery, kovové a dřevěné materiály, biologické systémy, keramiku, potravinářské a kosmetické produkty a další.

Info: tel. 220 44 3296, č.dv. B-145, e-mail jkk@vscht.cz, web http://kosekgroup.cz

Fluidní separační procesy v úkolech moderní doby

Rejl František, doc.Ing. Ph.D. ( r...@vscht.cz)
Fluidní separační procesy jsou rozšířené a ověřené velkokapacitní dělicí procesy (jedná se např. o absorpci, extrakci, destilaci). V současné době probíhá, nebo lze tušit rozvoj mnoha nových technologií (elektromobily, nová svítidla, geotermální zdroje energie, atd), jejichž masové rozšíření povede k nutnosti zavádět recyklace a zpracování odpadů velkokapacitními separacemi nových druhů. Práce má vést k propracování vybrané separační technologie ve spolupráci s průmyslovým partnerem.

Formulace a biodostupnost mnohosložkových směsí přírodního původu

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)

Formulace a biodostupnost mnohosložkových směsí přírodního původu

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)

Fotochemické děje v astrochemii

Slavíček Petr, prof. RNDr. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Práce bude zaměřena na děje vyvolané v astrochemicky významných molekulách a systémech zářením o různé vlnové délce. Pozornost bude věnována zajména ledovým částicím a roli vysoko-energetického záření. Více informaci viz http://photox.vscht.cz.

Charakterizace a modelování dispergovaných systémů s variabilní viskozitou

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Cílem tohoto projektu je charakterizovat a modelovat systémy, kde viskozita dispergované fáze během procesu stoupá. Typickými příklady jsou emulgace, suspenzní polymerace nebo sférická aglomerace. Student začne se zjednodušeným systémem složeným ze dvou kapalných fází s různými viskozitami, které budou analyzovány on-line senzory poskytujícími informace o velikostech kapiček. Experimentální aktivita bude zahrnovat jak vsádkový, tak kontinuální postup přípravy. Shromážděná data budou následně použita k vývoji matematického modelu založeného na výpočetní dynamice tekutin (CFD) spolu s populační bilancí použité k popisu koalescence a rozpadu kapiček pro různé úrovně viskozity dispergované fáze. Rozšířením této aktivity bude proces sférické aglomerace, kde dispergovaná fáze bude obsahovat částice (nanočástice nebo krystaly), které mohou aglomerovat a tím zvýšit viskozitu dispergované fáze. Vyvinutý model bude ověřen na základě experimentálních dat shromážděných v různých provozních podmínkách.

Charakterizace a modelování dispergovaných systémů s variabilní viskozitou

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Cílem tohoto projektu je charakterizovat a modelovat systémy, kde viskozita dispergované fáze během procesu stoupá. Typickými příklady jsou emulgace, suspenzní polymerace nebo sférická aglomerace. Student začne se zjednodušeným systémem složeným ze dvou kapalných fází s různými viskozitami, které budou analyzovány on-line senzory poskytujícími informace o velikostech kapiček. Experimentální aktivita bude zahrnovat jak vsádkový, tak kontinuální postup přípravy. Shromážděná data budou následně použita k vývoji matematického modelu založeného na výpočetní dynamice tekutin (CFD) spolu s populační bilancí použité k popisu koalescence a rozpadu kapiček pro různé úrovně viskozity dispergované fáze. Rozšířením této aktivity bude proces sférické aglomerace, kde dispergovaná fáze bude obsahovat částice (nanočástice nebo krystaly), které mohou aglomerovat a tím zvýšit viskozitu dispergované fáze. Vyvinutý model bude ověřen na základě experimentálních dat shromážděných v různých provozních podmínkách.

Chemirezistory na bázi nanostrukturovaných oxidů: detekce plynných analytů s různými charakteristickými skupinami

Vrňata Martin, prof. Ing. Dr. ( vrn...@vscht.cz)
Fitl Přemysl, Ing. Ph.D. ( f...@vscht.cz)
Ačkoli objev prvních chemirezistorů s oxidickými citlivými vrstvami byl publikován již v šedesátých letech a od let devadesátých jsou tyto laciné součástky určené pro detekci plynů komerčně produkované ve velkých sériích, jejich výzkum a vývoj zdaleka není ukončen. Zatímco chemické složení citlivé vrstvy je víceméně ustálené, nový impuls pro zdokonalení parametrů těchto senzorů přišel v cíleném modulování morfologie citlivé vrstvy – byla zvládnuta technologie nanostrukturování oxidů. Pro chemirezistory je podstatné, že geometrické rozměry oxidických nanostruktur mohou být srovnatelné s Debyovou délkou pro daný materiál. To nám umožňuje přiblížit se konceptu "molekulárního spínače", kdy jediná molekula analytu otvírá či uzavírá vodivý kanál v citlivé vrstvě. Student se v rámci práce bude věnovat syntéze oxidických nanostruktur (převážně hydrotermálními metodami) a proměřením jejich odezvy na "modelové analyty" (plyn s oxidačními účinky, redukčními účinky, Lewisova kyselina, Lewisova báze, různý molekulární dipólmoment). Analyty budou voleny tak, aby bylo možné získané poznatky zobecnit.

Kontinuální příprava multikomponentních pevných forem léčiv

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Skořepová Eliška, Ing. Ph.D. ( sko...@seznam.cz)
Vyhledávání nových pevných forem se obvykle provádí v systémech s malým objemem včetně laboratorních třepaček nebo odparkách, kulových mlýnech atd., které pracují výhradně ve vsádkovém módu. Jakmile je objevena nová pevná forma, je škálování procesu často velmi složitý úkol. V tomto projektu plánujeme otestovat schopnost využívat extruder k přípravě vícesložkových pevných forem léčivých látek, jako jsou soli, kokrystaly nebo amorfní formy. Experimenty v malém objemu budou prováděny v kulovém mlýnu, kde budou připraveny nové pevné formy vybrané léčivé látky. Po charakterizaci provedeme zvětšení výrobního procesu s využitím extruze, kde se budeme testovat možnost kontinuální přípravy stejná forma léčivé látky. K optimalizaci výrobního procesu bude provedeno podrobné prozkoumání parametrů procesu. Oba produkty budou důkladně charakterizovány, včetně XRD, NMR, Ramanovy spektroskopie, DSC, SEM, charakterizace částic, měření rozpouštění a testování stability.

Kontinuální příprava multikomponentních pevných forem léčiv

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Skořepová Eliška, Ing. Ph.D. ( sko...@seznam.cz)
Vyhledávání nových pevných forem se obvykle provádí v systémech s malým objemem včetně laboratorních třepaček nebo odparkách, kulových mlýnech atd., které pracují výhradně ve vsádkovém módu. Jakmile je objevena nová pevná forma, je škálování procesu často velmi složitý úkol. V tomto projektu plánujeme otestovat schopnost využívat extruder k přípravě vícesložkových pevných forem léčivých látek, jako jsou soli, kokrystaly nebo amorfní formy. Experimenty v malém objemu budou prováděny v kulovém mlýnu, kde budou připraveny nové pevné formy vybrané léčivé látky. Po charakterizaci provedeme zvětšení výrobního procesu s využitím extruze, kde se budeme testovat možnost kontinuální přípravy stejná forma léčivé látky. K optimalizaci výrobního procesu bude provedeno podrobné prozkoumání parametrů procesu. Oba produkty budou důkladně charakterizovány, včetně XRD, NMR, Ramanovy spektroskopie, DSC, SEM, charakterizace částic, měření rozpouštění a testování stability.

Matematické modelování mikrofluidních separátorů pro dělení racemických směsí

Přibyl Michal, prof. Ing. Ph.D. ( pri...@vscht.cz)
Mikrofluidní zařízení jsou charakterizována velkým poměrem velikosti mezifázové plochy a vnitřního objemu. Toho je možno využít při separacích chemických látek pomocí extrakce nebo membránových procesů. Separace opticky aktivních látek, často důležitých farmaceutických nebo potravinářských produktů, na membránách nebo sorbentech s ukotveným chirálním selektorem představuje výzvu pro současné chemické inženýrství. Nástroje matematického modelování mohou vést k lepšímu pochopení komplexních dějů v takových zařízeních a následně k designu efektivně pracujících mikrofluidních separátorů.
Hlavními cíli navrhovaného tématu jsou:
Na základě předběžných a dostupných experimentálních dat bude vytvořen matematicko-fyzikální popis transportu hmoty a hybnosti v mikrofluidních zařízeních s ukotveným chirálním selektorem.
Budou vytvořeny matematické modely dějů v různých prostorových měřítcích, které budou zahrnovat popis transportu dělených složek difúzí, konvekcí a elektromigrací.
Modely budou numericky analyzovány. V parametrickém prostoru budou hledány hodnoty parametrů, které zajistí vysokou separační účinnost a vysokou produktivitu mikrofluidního systému.
Školící pracoviště disponuje kvalitní výpočetní technikou. Předpokládá se podíl doktoranda/ky na řešení grantových projektů a aktivní účast na mezinárodních vědeckých konferencích.

Matematické modelování mikrofluidních separátorů pro dělení racemických směsí

Přibyl Michal, prof. Ing. Ph.D. ( pri...@vscht.cz)
Mikrofluidní zařízení jsou charakterizována velkým poměrem velikosti mezifázové plochy a vnitřního objemu. Toho je možno využít při separacích chemických látek pomocí extrakce nebo membránových procesů. Separace opticky aktivních látek, často důležitých farmaceutických nebo potravinářských produktů, na membránách nebo sorbentech s ukotveným chirálním selektorem představuje výzvu pro současné chemické inženýrství. Nástroje matematického modelování mohou vést k lepšímu pochopení komplexních dějů v takových zařízeních a následně k designu efektivně pracujících mikrofluidních separátorů. Hlavními cíli navrhovaného tématu jsou: Na základě předběžných a dostupných experimentálních dat bude vytvořen matematicko-fyzikální popis transportu hmoty a hybnosti v mikrofluidních zařízeních s ukotveným chirálním selektorem. Budou vytvořeny matematické modely dějů v různých prostorových měřítcích, které budou zahrnovat popis transportu dělených složek difúzí, konvekcí a elektromigrací. Modely budou numericky analyzovány. V parametrickém prostoru budou hledány hodnoty parametrů, které zajistí vysokou separační účinnost a vysokou produktivitu mikrofluidního systému. Školící pracoviště disponuje kvalitní výpočetní technikou. Předpokládá se podíl doktoranda/ky na řešení grantových projektů a aktivní účast na mezinárodních vědeckých konferencích.

Matematické modelování transportu kapalina-plyn v pórech katalyzátoru

Kočí Petr, doc. Ing. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Isoz Martin, Ing. Ph.D. ( i...@vscht.cz)
Práce se zabývá vývojem pokročilých matematických modelů pro simulace transportu hmoty ve vícefázových systémech kapalina-plyn uvnitř pórů pevného katalyzátoru, včetně fázové přeměny (vypařování, kondenzace). Modely jsou vyvíjeny v CFD prostředí OpenFOAM a využívají trojrozměrné struktury porézních materiálů, získané počítačovou rekonstrukcí z rentgenové tomografie (XRT) a elektronových mikroskopů. Výsledky modelů jsou dále ověřovány pomocí dostupných experimentálních dat z laboratorního reaktoru.

Matematické modelování transportu kapalina-plyn v pórech katalyzátoru

Kočí Petr, doc. Ing. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Isoz Martin, Ing. Ph.D. ( i...@vscht.cz)
Práce se zabývá vývojem pokročilých matematických modelů pro simulace transportu hmoty ve vícefázových systémech kapalina-plyn uvnitř pórů pevného katalyzátoru, včetně fázové přeměny (vypařování, kondenzace). Modely jsou vyvíjeny v CFD prostředí OpenFOAM a využívají trojrozměrné struktury porézních materiálů, získané počítačovou rekonstrukcí z rentgenové tomografie (XRT) a elektronových mikroskopů. Výsledky modelů jsou dále ověřovány pomocí dostupných experimentálních dat z laboratorního reaktoru.

Membránová separace primárních produktů fermentace

Moucha Tomáš, prof. Dr. Ing. ( mou...@vscht.cz)
V biotechnologiích jsou často využívány vsádkové procesy, při kterých je používána živá kultura / biomasa. Biomasa často vytváří látky / produkty metabolismu, kterými je sama poškozována, viz například alkoholové kvašení. Příprava sterilního prostředí a optimálních počátečních podmínek bioprocesu bývá časovou i finanční zátěží celé výrobní technologie. Je tedy žádoucí usilovat o kontnualizaci takových procesů. Jedním z opatření pro zajištění kontinualizace technologie může být průběžné odstraňování primárního produktu bioprocesu, například výše zmíněného alkoholu. Tento záměr obnáší návrh dvoustupňového separačního zařízení, kdy je nejdříve třeba separovat kulturu / biomasu, tedy pevnou dispergovanou fázi, od kapaliny a následně z homogenní kapalné fáze separovat pro biomasu nebezpečné složky. Ve druhém stupni separace lze použít například pervaporaci.
Cílem dizertační práce je experimentální vývoj separační technologie s využitím dvou stupňů membránové separace - mikrofiltrace a pervaporace. Práce bude vedena z pohledu chemicko-inženýrského vývoje, tj. budou hledány závislosti dosahovaných separačních parametrů, jako jsou selektivita, permeabilita, apod., na provozních parametrech, jako například tlak, průtok, teplota, složení nástřiku. K popisu závislostí budou využity checko-inženýrské veličiny jako polarizační modul membrány, či koeficient přestupu hmoty. Na pracovišti jsou k dispozici nové moduly pro uvedené membránové separace, které byly za účelem experimentálního vývoje technologie zakoupeny v loňském roce. Řešitel se seznámí jak se standardními membránovými moduly v průmyslových technologiích používanýmmi, tak originální sestavou vyrobenou profesionální firmou podle specifických požadavků pracoviště.
Kromě toho, že se student seznámí s moderními technologiemi zaváděnými v průmyslu i s moderními zařízeními, bude pracovat v kolektivu studentů a akademických výzkumných pracovníků se zkušenostmi z průmyslové sféry. Doktorské studium s nabízeným zaměřením poskytne řešiteli dobrou průpravu buťo pro následné získání pozice kvalifikovaného pracovníka v průmyslu nebo pro systematické vedení dalšího výzkumu na vývojovém/výzkumném pracovišti s potřebným chemicko-inženýrským nadhledem.
Další informace Doc. Dr. Ing. Tomáš Moucha, budova B VŠCHT Praha, přízemí, místnost T02, emai: tomas.moucha@vscht.cz
Zásady: 1. Seznamte se s principy membránových separačních procesů, jejich fyzikálními představami a základními matematickými popisy.
2. Proveďte literární rešerši na téma specifik membránových procesů mikrofiltrace a pervaporace se zvláštním zaměřením na popis nežádoucích jevů a způsobů jejich potlačování
3. Seznamte se detailně s konstrukcí a funkcemi membránových modulů pro mikrofiltraci a pervaporaci v Laboratoři sdílení hmoty
4. Proveďte série experimentů v dostatečně širokém záběru provozních parametrů, aby bylo možno zmapovat jejich vliv na klíčové parametry pro posouzení efektivity separace jako například selektivita membrány a kapacita membránového modulu
5. Experimentální výsledky zpracujte do tabulek a grafů, ze kterých lze vysledovat trendy separační účinnosti s provozními parametry a pokuste se tyto trendy popsat matematickými modely, které je možno použít pro optimalizaci provozu studovaných separačních procesů

Membránová separace primárních produktů fermentace

Moucha Tomáš, prof. Dr. Ing. ( mou...@vscht.cz)
V biotechnologiích jsou často využívány vsádkové procesy, při kterých je používána živá kultura / biomasa. Biomasa často vytváří látky / produkty metabolismu, kterými je sama poškozována, viz například alkoholové kvašení. Příprava sterilního prostředí a optimálních počátečních podmínek bioprocesu bývá časovou i finanční zátěží celé výrobní technologie. Je tedy žádoucí usilovat o kontnualizaci takových procesů. Jedním z opatření pro zajištění kontinualizace technologie může být průběžné odstraňování primárního produktu bioprocesu, například výše zmíněného alkoholu. Tento záměr obnáší návrh dvoustupňového separačního zařízení, kdy je nejdříve třeba separovat kulturu / biomasu, tedy pevnou dispergovanou fázi, od kapaliny a následně z homogenní kapalné fáze separovat pro biomasu nebezpečné složky. Ve druhém stupni separace lze použít například pervaporaci. Cílem dizertační práce je experimentální vývoj separační technologie s využitím dvou stupňů membránové separace - mikrofiltrace a pervaporace. Práce bude vedena z pohledu chemicko-inženýrského vývoje, tj. budou hledány závislosti dosahovaných separačních parametrů, jako jsou selektivita, permeabilita, apod., na provozních parametrech, jako například tlak, průtok, teplota, složení nástřiku. K popisu závislostí budou využity checko-inženýrské veličiny jako polarizační modul membrány, či koeficient přestupu hmoty. Na pracovišti jsou k dispozici nové moduly pro uvedené membránové separace, které byly za účelem experimentálního vývoje technologie zakoupeny v loňském roce. Řešitel se seznámí jak se standardními membránovými moduly v průmyslových technologiích používanýmmi, tak originální sestavou vyrobenou profesionální firmou podle specifických požadavků pracoviště. Kromě toho, že se student seznámí s moderními technologiemi zaváděnými v průmyslu i s moderními zařízeními, bude pracovat v kolektivu studentů a akademických výzkumných pracovníků se zkušenostmi z průmyslové sféry. Doktorské studium s nabízeným zaměřením poskytne řešiteli dobrou průpravu buťo pro následné získání pozice kvalifikovaného pracovníka v průmyslu nebo pro systematické vedení dalšího výzkumu na vývojovém/výzkumném pracovišti s potřebným chemicko-inženýrským nadhledem. Další informace Doc. Dr. Ing. Tomáš Moucha, budova B VŠCHT Praha, přízemí, místnost T02, emai: tomas.moucha@vscht.cz
Zásady: 1. Get familiar with the principles of membrane separation processes, their physical concepts and basic mathematical description.
2. Elaborate literature search on the specifics of microfiltration and pervaporation focusing on undesirable phenomena and on the ways of their elimination.
3. Get familiar with the details of construction of microfiltration and pervaporation membrane modules in the Mass Transfer Laboratory.
4. Run a series of experiments using sufficiently wide range of operational conditions to capture the trends in their effect on the separation efficiency, for example, in terms of the membrane selectivity and module capacity.
5. Organize your experimental results into charts and graphs, which will illustrate the trends in separation efficiency with the operational parameters. Try to describe the trends by mathematical models, which could be used in the optimization of separation processes.

Mikrofluidní systémy pro syntézu a separaci opticky aktivních látek

Přibyl Michal, prof. Ing. Ph.D. ( pri...@vscht.cz)
Mikrofluidní reaktory a separátory jsou moderní zařízení, která představují alternativu ke klasickým vsádkovým a průtočným systémům používaným v biotechnologické praxi. Malé prostorové měřítko zajišťuje reprodukovatelné reakční podmínky a intenzivní sdílení hmoty a tepla. Mikrofluidní zařízení zpravidla postrádají pohyblivé části a dovolují snadné kombinování mnoha jednotkových operací, jako jsou mísiče, separátory, reaktory. Hlavními cíli navrhovaného tématu jsou: Studium kinetiky vybraných enzymových reakcí, které vedou k produkci opticky aktivních látek využívaných ve farmacii, potravinářství nebo při syntéze chemických specialit. Návrh a příprava mikrofluidních separatorů s vloženou membránou nebo sorbentem s uchyceným chirálním selektorem pro dělení racemických směsí. Testování vyrobených mikrofluidních zařízení pro selektivní separaci vybraných opticky aktivních sloučenin. Posouzení možnosti urychlení transportu opticky aktivních látek membránami pomocí vloženého elektrického pole. Školící pracoviště disponuje potřebnými technologiemi pro výrobu mikrofluidních systémů, moderními měřicími přístroji a kvalitní výpočetní technikou. Předpokládá se podíl doktoranda/ky na řešení grantových projektů a aktivní účast na mezinárodních vědeckých konferencích.

Mikrofluidní systémy pro syntézu a separaci opticky aktivních látek

Přibyl Michal, prof. Ing. Ph.D. ( pri...@vscht.cz)
Mikrofluidní reaktory a separátory jsou moderní zařízení, která představují alternativu ke klasickým vsádkovým a průtočným systémům používaným v biotechnologické praxi. Malé prostorové měřítko zajišťuje reprodukovatelné reakční podmínky a intenzivní sdílení hmoty a tepla. Mikrofluidní zařízení zpravidla postrádají pohyblivé části a dovolují snadné kombinování mnoha jednotkových operací, jako jsou mísiče, separátory, reaktory.
Hlavními cíli navrhovaného tématu jsou:
Studium kinetiky vybraných enzymových reakcí, které vedou k produkci opticky aktivních látek využívaných ve farmacii, potravinářství nebo při syntéze chemických specialit.
Návrh a příprava mikrofluidních separatorů s vloženou membránou nebo sorbentem s uchyceným chirálním selektorem pro dělení racemických směsí.
Testování vyrobených mikrofluidních zařízení pro selektivní separaci vybraných opticky aktivních sloučenin.
Posouzení možnosti urychlení transportu opticky aktivních látek membránami pomocí vloženého elektrického pole.
Školící pracoviště disponuje potřebnými technologiemi pro výrobu mikrofluidních systémů, moderními měřicími přístroji a kvalitní výpočetní technikou. Předpokládá se podíl doktoranda/ky na řešení grantových projektů a aktivní účast na mezinárodních vědeckých konferencích.

Mikro-kybernetika a mikro-robotika v chemii

Mareš Jan, doc. Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Vrba Jan, Ing. ( Jan...@vscht.cz)
Téma práce je zaměřené na vývoj a řízení tzv. mikrorobota a jejich formací. Projekt vychází ze spolupráce s Ústavem chemického inženýrsvní, kde se pohybem mikročástic dlouhodobě zabývají. Práce předpokládá (i) studium pokročilých metod analýzy obrazů z elektronového mikroskopu, (ii) návrh konkrétních metod a algoritmů pro navádění, řízení a optimalizaci dráhy pohybu mikrorobotů a (iii) implementaci a verifikaci.

Mikro-kybernetika a mikro-robotika v chemii

Mareš Jan, doc. Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Vrba Jan, Ing. ( Jan...@vscht.cz)
Téma práce je zaměřené na vývoj a řízení tzv. mikrorobota a jejich formací. Projekt vychází ze spolupráce s Ústavem chemického inženýrsvní, kde se pohybem mikročástic dlouhodobě zabývají. Práce předpokládá (i) studium pokročilých metod analýzy obrazů z elektronového mikroskopu, (ii) návrh konkrétních metod a algoritmů pro navádění, řízení a optimalizaci dráhy pohybu mikrorobotů a (iii) implementaci a verifikaci.

Modelování interakcí v koloidních systémech metodou diskrétních elementů

Kosek Juraj, prof. Dr. Ing. ( Jur...@vscht.cz)
Zubov Alexandr, Ing. Ph.D. ( Ale...@vscht.cz)
Nejrůznější částicové disperse v kapalné fázi, například suspense či emulse, lze nalézt v mnoha produktech počínaje polymerními latexy přes produkty osobní péče až po různé barvy, laky a potravinářské produkty. Prvním cílem tohoto projektu je pokračovat ve vývoji našich unikátních částicových modelů koloidů (koncept Discrete Element Method, DEM) a vyřešit několik problémů omezujících dosavadní aplikovatelnost modelů. V současné době probíhající paralelizace DEM kódu napomůže ke splnění tohoto cíle.

Příklady dalších otevřených výzev jsou: (i) reologie a stabilita dispersí stabilizovaných neiontovými surfaktanty, (ii) utváření koloidních gelů, (iii) pokročilá reologie koncentrovaných disperse, (iv) elektrostatické nabíjení dielektrických částic v kapalinách, (v) výpočet kernel pro populační balance částic v reaktorech, a (vi) aplikace disperse v aplikacích pro ukládání energie založených na elektrochemických článcích kov-vzduch.

Doktorand se seznámí nejen s polymerním reaktorovým a materiálovým inženýrstvím, fyzikou polymerů, hydromechanikou a koloidními vědami, ale také se zdokonalí ve technikách pokročilého matematického modelování. Projekt bude probíhat nejen s výzkumným týmem v naší laboratoři, ale také ve spolupráci s partnery z evropských firem a universit. Projekt bude podporován z grantových projektů a ze smluvního výzkumu.

Info: telefon +420 220 44 3296, kancelář B-145, e-mail jkk@vscht.cz, web http://kosekgroup.cz

Modelování kvantových efektů jader ve spektroskopii

Slavíček Petr, prof. RNDr. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Práce bude zaměřena na vývoj metod pro modelování různých spektrálních charakteristik molekulárních systémů se zahrnutím kvantových efektů atomových jader. Tyto efekty budou také vyšetřovány z pohledu vlivu na strukturu molekul a na termodynamické vlastnosti (kvantová termodynamika). Více informaci viz http://photox.vscht.cz.

Modelování ultrarychlých dějů v radiační chemii

Slavíček Petr, prof. RNDr. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Díky enormnímu experimentálnímu rozvoji se stalo v současné době možným studovat fotoemisi z vody a vodných roztoků. Taková měření vedla k objevu nových, dopsud neznámých fenomenů jako je mezimolekulární coulombovský rozpad (ICD). Pozorované jevy mají potenciál stát se základem nových spektroskopií či mohou vést k aplikacím kupříkladu v radioonkoligii. Navrhované práce bude yaměřena na hledání zajímavých dějů v této oblasti pomocí metod kvantové teorie molekul a molekulových simulací. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Modelování ultrarychlých dějů v radiační chemii

Slavíček Petr, prof. RNDr. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Díky enormnímu experimentálnímu rozvoji se stalo v současné době možným studovat fotoemisi z vody a vodných roztoků. Taková měření vedla k objevu nových, dopsud neznámých fenomenů jako je mezimolekulární coulombovský rozpad (ICD). Pozorované jevy mají potenciál stát se základem nových spektroskopií či mohou vést k aplikacím kupříkladu v radioonkoligii. Navrhované práce bude yaměřena na hledání zajímavých dějů v této oblasti pomocí metod kvantové teorie molekul a molekulových simulací. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Molekulární simulace atmosférických aerosolů

Slavíček Petr, prof. RNDr. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Atmosféra země představuje unikátní chemický reaktor, ve kterém mimořádnou roli hrají jak fotochemické reakce, tak reakce heterogenní. Obsahem navrhované dizertační práce je teoretické modelování chemických a zejména fotochemických procesů ve stratosféře a v troposféře s použitím celého arzenálu teoretických metod. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Molekulární simulace atmosférických aerosolů

Slavíček Petr, prof. RNDr. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Atmosféra země představuje unikátní chemický reaktor, ve kterém mimořádnou roli hrají jak fotochemické reakce, tak reakce heterogenní. Obsahem navrhované dizertační práce je teoretické modelování chemických a zejména fotochemických procesů ve stratosféře a v troposféře s použitím celého arzenálu teoretických metod. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Molekulové simulace rozhraní elektrody a elektrolytu

Slavíček Petr, prof. RNDr. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Práce se zaměří na teoretické studium rozhranní mezi elektrodovým materiálem a elektrolyty. Součástí bude také studium extrémně koncentrovaných elektrolytů, zejména v kontextu nových zdrojů elektrické energie. Budou využity techniky kvantové chemie a statistické mechaniky. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Molekulové simulace rozhraní elektrody a elektrolytu

Slavíček Petr, prof. RNDr. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Práce se zaměří na teoretické studium rozhranní mezi elektrodovým materiálem a elektrolyty. Součástí bude také studium extrémně koncentrovaných elektrolytů, zejména v kontextu nových zdrojů elektrické energie. Budou využity techniky kvantové chemie a statistické mechaniky. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Nanostrukturované biomimetické povrchy s antibakteriálním účinkem

Tokárová Viola, Ing. Ph.D. ( vio...@vscht.cz)
Biomimetické materiály vyvinuté díky novým technologiím mají jedinečnou funkci inspirovanou biomateriály a jejich strukturou vyskytující se v přírodě. Jednou z oblastí biomimetiky jsou topografické povrchy s antibakteriálními vlastnostmi. Předmětem práce je mapování topografie přírodních materiálů, jako jsou křídla vybraných zástupců vážek nebo okvětních lístků růží, a replikace struktur na vhodný materiál, který lze aplikovat v biomedicíně (např. implantáty). Cílem je zaměřit se na nanostrukturovanou topografii a charakterizovat oba povrchy, přírodní i replikované, a otestovat antibakteriální vlastnosti replik proti různým bakteriálním kmenům (např. infekce spojené se zdravotní pooperační péčí).

Nanostrukturované biomimetické povrchy s antibakteriálním účinkem

Tokárová Viola, Ing. Ph.D. ( vio...@vscht.cz)
Biomimetické materiály vyvinuté díky novým technologiím mají jedinečnou funkci inspirovanou biomateriály a jejich strukturou vyskytující se v přírodě. Jednou z oblastí biomimetiky jsou topografické povrchy s antibakteriálními vlastnostmi. Předmětem práce je mapování topografie přírodních materiálů, jako jsou křídla vybraných zástupců vážek nebo okvětních lístků růží, a replikace struktur na vhodný materiál, který lze aplikovat v biomedicíně (např. Implantáty). Cílem je zaměřit se na nanostrukturovanou topografii a charakterizovat oba povrchy, přírodní i replikované, a otestovat antibakteriální vlastnosti replik proti různým bakteriálním kmenům (např. infekce spojené se zdravotní pooperační péčí).

Návrh a aplikace supra-lipidických struktur

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)
Lizoňová Denisa, Ing. ( den...@gmail.com)

Návrh a aplikace supra-lipidických struktur

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)
Lizoňová Denisa, Ing. ( den...@gmail.com)

Návrhové parametry bioreaktorů - Experimentální studie transportních charakteristik různých typů zařízení

Moucha Tomáš, prof. Dr. Ing. ( mou...@vscht.cz)
Zedníková Mária, Ing. Ph.D. ( zed...@vscht.cz)
Efektivita výroby nových produktů v oblasti biotechnologie a farmacie je významnou měrou dána použitím vhodného typu bioreaktoru. Při návrhu bioreaktoru jsou klíčovými hledisky maximální výtěžek a současně životnost přítomných mikroorganismů. Cílem doktorského studia je porovnat návrhové parametry (transportní charakteristiky jako objemomvý koeficient přestupu hmoty, zádrž plynu v kapalině, intenzita disipace energie ve vsádce) tří typů nejčastěji používaných bioreaktorů, jak je uvedeno dále. Výsledky práce budou sloužit k charakterizaci rozdílů a podobností jednotlivých typů bioreaktorů z hlediska distribuce plynu, přenosu hmoty a promíchávání v závislosti na celkové energii dodávané do systému. Transportní charakteristiky budou získány experimentálně pro modelové vsádky, které budou navrženy na základě fyzikálních vlastností reálných fermentačních médií.
Práce je zamýšlena jako spolupráce VŠCHT Praha (pracoviště školitele) a Ústavu chemických procesů AV ČR (pracoviště konzultantky), ideálně pro dva řešitele, a vhodně se doplňuje s druhou prací vypsanou zde uvedenou konzultantkou. Obě pracoviště jsou vybavena potřebnými aparáty, disponují třemi typy bioreaktorů i) mechanicky míchaná nádoba, ii) probublávaná kolona a iii) air-lift reaktor. Všechny typy reaktorů jsou uzpůsobeny pro měření transportních charakteristik stejnými metodami, které tudíž poskytnou porovnatelné výsledky.
Požadavky na uchazeče: VŠ vzdělání (magisterský studijní program) v oboru chemického inženýrství, strojního inženýrství, organické technologie, biotechnologie a podobných oborech; schopnost týmové, systematické a tvořivé práce; zájem o experimentální práci.
Zásady: 1. Prostudovat odbornou literaturu na téma hydrodynamika a přenos hmoty v mechanicky míchaných nádobách, probublávaných kolonách a air-lift reaktorech.
2. Osvojit si techniky měření transportních charakteristik (parametry charakterizující promíchávání v bioreaktorech, objemový koeficient přestupu hmoty, zádrž plynu aj.).
3. Provést systematická měření transportních charakteristik v různých modelových vsádkách a ve třech typech bioreaktorů: mechanicky míchaný reaktor, probublávaná kolona a air-lift reaktor.
4. Na základě získaných výsledků porovnat jednotlivé typy reaktorů, charakterizovat společné i rozdílné vlastnosti a vyhodnotit vhodnost jejich použití.

Nové nanostrukturované kompozitní membrány na bázi uhlíkových nanotrubic pro selektivní separace plynů

Friess Karel, doc. Ing. Ph.D. ( fri...@vscht.cz)
Membránové separační procesy patří k moderním technologicky významným separačním metodám, které jsou v porovnání s klasickými separačními metodami ekonomičtější i ekologičtější. V posledních letech nacházejí uplatnění v chemickém, petrochemickém, farmaceutickém nebo potravinářském průmyslu. Technologicky se membrány, převážně polymerní, používají např. pro získání helia ze zemního plynu, oddělení vodíku od uhlovodíků, oxidu uhelnatého nebo dusíku a rovněž i pro odstranění oxidu uhličitého z bioplynu nebo par organických látek ze vzduchu. Uhlíkové materiály v součastnosti patří do moderní a dynamicky rostoucí skupiny materiálů a mají mnoho zajímavých vlastností využitelných pro membránové separaceplynů, např. vodíku od oxidu uhličitého a dalších plynů. V naší laboratoři se tématice membránových separací věnujeme více než 15 let a v současné době se podílíme na řešení grantů GA ČR a MŠMT, zaměřených na zvýšení efektivity membránových separačních procesů, přičemž vlastní doktorská disertační práce bude tematicky souviset s těmito projekty. Dizertační práce bude zaměřena na studium teoretických i experimentálních aspektů transportu plynů a i jejich směsí v polymerních i jiných membránách.
Zásady: 1) Literature search 2) Performing of permation and sorption experiments of H2, CO2 and others selected gases (He, Ar, O2, N2, CH4, C3H6, C3H8, C4H10, and SF6) in composite membranes 3) Evaluation and elaboration of determined experimental data and calculation of transport parameters (coefficients of permeability, diffusion and sorption) 4) modelling of gas transport 5) PhD thesis writing

Nové polymery pro membránové separace obtížně dělitelných směsí

Vopička Ondřej, doc. Ing. Ph.D. ( vop...@vscht.cz)
Dendisová Marcela, Ing. Ph.D. ( Mar...@vscht.cz)
Předmětem doktorské práce je příprava, optimalizace a detailní charakterizace nových polymerních materiálů pro přípravu polymerních membrán vzhledem k dělení průmyslově relevantních směsí obtížně dělitelných běžnými postupy.
Zásady: 1) Literární rešerše na téma struktura a vlastnosti polymerů používaných pro membránové separace.
2) Příprava polymerů a nano-kompozitů, optimalizace složení.
3) Charakterizace strukturních, mechanických, tepelných charakteristik polymerů a jejich interakcí s dělenými látkami.
4) Měření separačních charakteristik polymerních filmlů pro obtížně separovatelné směsi - eutektika, směsi blízkovroucích látek, izomery, azeotropy.
5) Prezentování výsledků, sepsání doktorské práce a její obhajoba.

Ochranné štíty autonomních systémů před elektromagnetickými interferencemi

Kopecký Dušan, doc. Ing. Ph.D. ( kop...@vscht.cz)
Hassouna Fatima, doc. Mgr. Ph.D. ( Fat...@vscht.cz)
Prudký nástup autonomních systémů typu robotických pomocníků, dronů či samořiditelných vozidel sebou nevyhnutelně přinesl nárůst využití zařízení pro určování polohy, jako jsou například mikrovlnné senzory, či pokročilá lidarová, radarová či rádiová technika. Díky tomu také narůstá pravděpodobnost existence nežádoucích interferencí tohoto elektromagnetického vlnění s integrovanými obvody autonomního zařízení, což může ve svém důsledku vést ke zvýšené pravděpodobnosti výskytu nebezpečných jevů, včetně havárií a ztrát na lidských životech.
Cílem této práce je proto vyvinout nové materiály pro útlum elektromagnetických interferencí a aplikovat je jako ochranné štíty v provozní oblasti elektromagnetického spektra stávajících systémů pro určování polohy. Práce bude zaměřena na vyhledání, syntézu a charakterizaci vhodných elektrických a magnetických materiálů a jejich nanostrukturovaných analogů a následný design, výroba a testování nových lehkých a flexibilních ochranných štítů. Součástí práce také bude modelování a vyhodnocování stínící účinnosti ochranných štítů v simulovaných i reálných podmínkách provozu autonomních systémů.

Ochranné štíty autonomních systémů před elektromagnetickými interferencemi

Kopecký Dušan, doc. Ing. Ph.D. ( kop...@vscht.cz)
Hassouna Fatima, doc. Mgr. Ph.D. ( Fat...@vscht.cz)
Prudký nástup autonomních systémů typu robotických pomocníků, dronů či samořiditelných vozidel sebou nevyhnutelně přinesl nárůst využití zařízení pro určování polohy, jako jsou například mikrovlnné senzory, či pokročilá lidarová, radarová či rádiová technika. Díky tomu také narůstá pravděpodobnost existence nežádoucích interferencí tohoto elektromagnetického vlnění s integrovanými obvody autonomního zařízení, což může ve svém důsledku vést ke zvýšené pravděpodobnosti výskytu nebezpečných jevů, včetně havárií a ztrát na lidských životech.
Cílem této práce je proto vyvinout nové materiály pro útlum elektromagnetických interferencí a aplikovat je jako ochranné štíty v provozní oblasti elektromagnetického spektra stávajících systémů pro určování polohy. Práce bude zaměřena na vyhledání, syntézu a charakterizaci vhodných elektrických a magnetických materiálů a jejich nanostrukturovaných analogů a následný design, výroba a testování nových lehkých a flexibilních ochranných štítů. Součástí práce také bude modelování a vyhodnocování stínící účinnosti ochranných štítů v simulovaných i reálných podmínkách provozu autonomních systémů.

Oleogely jako systémy pro doručování léčiv

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)
Řehoř Ivan, RNDr. Ph.D. ( REH...@vscht.cz)

Oleogely jako systémy pro doručování léčiv

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)

Omyvatelné tablety pro řízenou rychlost uvolňování léčiva

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)

Omyvatelné tablety pro řízenou rychlost uvolňování léčiva

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)

On-line měření a řízení kontinuálních procesů ve farmaceutické výrobě

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)

On-line měření a řízení kontinuálních procesů ve farmaceutické výrobě

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)

Párování kLa dat se střižnými silami pro spolehlivější návrhy fermentorů

Moucha Tomáš, prof. Dr. Ing. ( mou...@vscht.cz)
Ve fermentačních technologiích jsou často používány mechanicky míchané aerované nádoby. V případě aerobních procesů je za hlavní návrhový parametr považována měrná spotřeba kyslíku (Oxygen Uptake Rate - OUR). To znamená, že je uvažován proces řízený mezifázovým transportem kyslíku (mezi plynem a kapalinou) a klíčovým návrhovým parametrem je objemový koeficient přestupu hmoty - kLa. Praxe však ukazuje, že s míchadly nižšího příkonového čísla (což znamená nižší intenzitu turbulence a nižší kLa) je často dosahováno vyšší účinnosti fermentace, než s míchadly vyššího příkonového čísla (což znamená vyšší intenzitu turbulence a vyšší kLa). Vysvětlení přináší fakt, že mikroorganismy mohou být poničeny vyšší mírou turbulence, jak je vysvětleno dále. Intenzita turbulence je úměrná střižným silám působícím v mechanicky míchané fermentační vsádce. Vysoké střižné síly mohou "přetrhnout" mikroorganismy, které tím přestanou vyrábět svůj primární produkt. Cílem dizertační práce je proměřit veličiny úměrné střižným silám za různých experimentálních podmínek a tyto výsledky spárovat s hodnotami kLa v databázi, která je již k dispozici v Laboratoři sdílení hmoty na VŠCHT Praha. Takové propojení dat umožní vyvinout metodiku vysoce racionálního návrhu průmyslových fermentorů.
Zásady: 1. Seznamte se s popisem transportu hmoty mezi plynem a kapalinou v mechanicky míchaných disperzích
2. Seznamte se s popisem lokálních intenzit turbulnce, fluktuačních rychostí a střižných sil v mechanicky míchaných disperzích kapalina-plyn
3. Prostudujte experimentální techniky měření kLa v Laboratoři sdílení hmoty VŠCHT Praha a techniky měření veličin úměrných intenzitě turbulence na TU Berlin.
4. Prostudujte experimetální podmínky použité k získání kLa dat v databázi na VŠCHT Praha a za shodných podmínek proměřte veličiny úměrné intenzitě turbulence metodikami užívanými na TU Berlin
5. Doplňte databázi kLa dat o veličiny použitelné k výpočtu střižných rychlostí a navrhněte způsob využití takto spárovaných veličin pro návrh mechanicky míchaných fermentorů.

Párování kLa dat se střižnými silami pro spolehlivější návrhy fermentorů

Moucha Tomáš, prof. Dr. Ing. ( mou...@vscht.cz)
Ve fermentačních technologiích jsou často používány mechanicky míchané aerované nádoby. V případě aerobních procesů je za hlavní návrhový parametr považována měrná spotřeba kyslíku (Oxygen Uptake Rate - OUR). To znamená, že je uvažován proces řízený mezifázovým transportem kyslíku (mezi plynem a kapalinou) a klíčovým návrhovým parametrem je objemový koeficient přestupu hmoty - kLa. Praxe však ukazuje, že s míchadly nižšího příkonového čísla (což znamená nižší intenzitu turbulence a nižší kLa) je často dosahováno vyšší účinnosti fermentace, než s míchadly vyššího příkonového čísla (což znamená vyšší intenzitu turbulence a vyšší kLa). Vysvětlení přináší fakt, že mikroorganismy mohou být poničeny vyšší mírou turbulence, jak je vysvětleno dále. Intenzita turbulence je úměrná střižným silám působícím v mechanicky míchané fermentační vsádce. Vysoké střižné síly mohou "přetrhnout" mikroorganismy, které tím přestanou vyrábět svůj primární produkt. Cílem dizertační práce je proměřit veličiny úměrné střižným silám za různých experimentálních podmínek a tyto výsledky spárovat s hodnotami kLa v databázi, která je již k dispozici v Laboratoři sdílení hmoty na VŠCHT Praha. Takové propojení dat umožní vyvinout metodiku vysoce racionálního návrhu průmyslových fermentorů.
Zásady: 1. Get familiar with the description of the gas-liquid mass transfer in mechanically agitated dispersions.
2. Get familiar with the descritpion of local turbulence intensities., fluctuation velocities and shear stresses in mechanically agitated gas-liquid disperions.
3. Study experimental techniques of kLa measurement in UCT Mass transfer Laboratory and of the quantities proportional to the local turbulence intensity used at TU Berlin.
4. Study the eperimental conditions used in Mass Transfer Laboratory at UCT Prague to obtain kLa database and then, at the same conditions measure the quantities proportional to local turbulence intensities as used at TU Berlin.
5. Complete the kLa database by the quantities usable to compute shear stresses and suggest the way how to use these coupled data in industrial fermenters design.

Párování kLa dat se střižnými silami pro spolehlivější návrhy fermentorů

Moucha Tomáš, prof. Dr. Ing. ( mou...@vscht.cz)
Ve fermentačních technologiích jsou často používány mechanicky míchané aerované nádoby. V případě aerobních procesů je za hlavní návrhový parametr považována měrná spotřeba kyslíku (Oxygen Uptake Rate - OUR). To znamená, že je uvažován proces řízený mezifázovým transportem kyslíku (mezi plynem a kapalinou) a klíčovým návrhovým parametrem je objemový koeficient přestupu hmoty - kLa. Praxe však ukazuje, že s míchadly nižšího příkonového čísla (což znamená nižší intenzitu turbulence a nižší kLa) je často dosahováno vyšší účinnosti fermentace, než s míchadly vyššího příkonového čísla (což znamená vyšší intenzitu turbulence a vyšší kLa). Vysvětlení přináší fakt, že mikroorganismy mohou být poničeny vyšší mírou turbulence, jak je vysvětleno dále. Intenzita turbulence je úměrná střižným silám působícím v mechanicky míchané fermentační vsádce. Vysoké střižné síly mohou "přetrhnout" mikroorganismy, které tím přestanou vyrábět svůj primární produkt. Cílem dizertační práce je proměřit veličiny úměrné střižným silám za různých experimentálních podmínek a tyto výsledky spárovat s hodnotami kLa v databázi, která je již k dispozici v Laboratoři sdílení hmoty na VŠCHT Praha. Takové propojení dat umožní vyvinout metodiku vysoce racionálního návrhu průmyslových fermentorů.
Zásady: 1. Seznamte se s popisem transportu hmoty mezi plynem a kapalinou v mechanicky míchaných disperzích
2. Seznamte se s popisem lokálních intenzit turbulnce, fluktuačních rychostí a střižných sil v mechanicky míchaných disperzích kapalina-plyn
3. Prostudujte experimentální techniky měření kLa v Laboratoři sdílení hmoty VŠCHT Praha a techniky měření veličin úměrných intenzitě turbulence na TU Berlin.
4. Prostudujte experimetální podmínky použité k získání kLa dat v databázi na VŠCHT Praha a za shodných podmínek proměřte veličiny úměrné intenzitě turbulence metodikami užívanými na TU Berlin
5. Doplňte databázi kLa dat o veličiny použitelné k výpočtu střižných rychlostí a navrhněte způsob využití takto spárovaných veličin pro návrh mechanicky míchaných fermentorů.

Párování kLa dat se střižnými silami pro spolehlivější návrhy fermentorů

Moucha Tomáš, prof. Dr. Ing. ( mou...@vscht.cz)
Ve fermentačních technologiích jsou často používány mechanicky míchané aerované nádoby. V případě aerobních procesů je za hlavní návrhový parametr považována měrná spotřeba kyslíku (Oxygen Uptake Rate - OUR). To znamená, že je uvažován proces řízený mezifázovým transportem kyslíku (mezi plynem a kapalinou) a klíčovým návrhovým parametrem je objemový koeficient přestupu hmoty - kLa. Praxe však ukazuje, že s míchadly nižšího příkonového čísla (což znamená nižší intenzitu turbulence a nižší kLa) je často dosahováno vyšší účinnosti fermentace, než s míchadly vyššího příkonového čísla (což znamená vyšší intenzitu turbulence a vyšší kLa). Vysvětlení přináší fakt, že mikroorganismy mohou být poničeny vyšší mírou turbulence, jak je vysvětleno dále. Intenzita turbulence je úměrná střižným silám působícím v mechanicky míchané fermentační vsádce. Vysoké střižné síly mohou "přetrhnout" mikroorganismy, které tím přestanou vyrábět svůj primární produkt. Cílem dizertační práce je proměřit veličiny úměrné střižným silám za různých experimentálních podmínek a tyto výsledky spárovat s hodnotami kLa v databázi, která je již k dispozici v Laboratoři sdílení hmoty na VŠCHT Praha. Takové propojení dat umožní vyvinout metodiku vysoce racionálního návrhu průmyslových fermentorů.
Zásady: 1. Seznamte se s popisem transportu hmoty mezi plynem a kapalinou v mechanicky míchaných disperzích
2. Seznamte se s popisem lokálních intenzit turbulnce, fluktuačních rychostí a střižných sil v mechanicky míchaných disperzích kapalina-plyn
3. Prostudujte experimentální techniky měření kLa v Laboratoři sdílení hmoty VŠCHT Praha a techniky měření veličin úměrných intenzitě turbulence na TU Berlin.
4. Prostudujte experimetální podmínky použité k získání kLa dat v databázi na VŠCHT Praha a za shodných podmínek proměřte veličiny úměrné intenzitě turbulence metodikami užívanými na TU Berlin
5. Doplňte databázi kLa dat o veličiny použitelné k výpočtu střižných rychlostí a navrhněte způsob využití takto spárovaných veličin pro návrh mechanicky míchaných fermentorů.

Perkolační oxidické struktury s heteropřechody: využití pro detekci toxických plynů

Vrňata Martin, prof. Ing. Dr. ( vrn...@vscht.cz)
Fitl Přemysl, Ing. Ph.D. ( f...@vscht.cz)
V posledních několika letech se pro detekci plynů stále častěji využívají oxidické struktury, které z pohledu elektrických vlastností nemají charakter "homogenních" rezistorů, ale jedná se o heteropřechody tvořené zrny dvou různých polovodičů (oxidů) s odlišnými šířkami zakázaného pásu. Citlivá vrstva výsledného senzoru má charakter dvojrozměrné nebo trojrozměrné perkolační struktury. Kritickými požadavky na citlivou vrstvu jsou: a) odloučení obou oxidických fází; b) velikost zrn řádově jednotky mikrometrů. Pokud detekovaný plyn interaguje s výše popsanou heterostrukturou, dochází ke změnám velikosti energetické bariéry na heteropřechodech a současně se dramaticky mění vodivost obou zúčastněných polovodičů. Výsledkem pak je změna "integrální" hodnoty elektrického odporu takového senzoru o několik řádů. Disertační práce se zaměří především na přípravu popsaných oxidických heteropřechodů metodou termální oxidace a následnou charakterizaci detekčních parametrů takovýchto senzorů.

Počítačové modelování nízkoteplotního plazmatu a elektrických výbojů

Scholtz Vladimír, doc. Ing. Ph.D. ( sch...@vscht.cz)
Klenivskyi Myron, Ing. Ph.D. ( kle...@vscht.cz)
Předmětem práce je počítačové modelování nízkoteplotního plazmatu, především v souvislosti s jeho generováním v elektrických výbojích, což by mělo přispět k objasnění chemických reakcí ve výbojích a jejich prostorového rozložení. Práce předpokládá seznámení se s problematikou fyziky plazmatu, počítačovým modelováním, výběr vhodné resp. vhodných metod k modelování vybraného problému a kontrolu s experimentem. Práci je možné spojit i s výzkumem baktericidních vlastností nízkoteplotního plazmatu a případně modelovat interakci plazmatu s organickými strukturami.

Pokročilé metody analýzy obličejových dat pro evaluaci rehabilitačního procesu

Mareš Jan, doc. Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Analýza biomedicínských dat je v současné době velmi žádaná, zároveň však dosti obtížná úloha. Projekt vychází ze spolupráce s Klinikou ORL Fakultní nemocnice Královské Vinohrady a je zaměřen na snímání 3D obličejových dat pacientů po operaci hlabvy a analýzu těchto dat. Práce předpokládá (i) studium pokročilých metod analýzy obrazů, (ii) návrh konkrétní metodiky a algoritmu pro snímání dat s využitím rozličných HW prostředků: Kinect, mobilní telefon, atp.), (iii) zpracování těchto biomedicínských dat a (iv) implementace a verifikace v nemocničním prostředí.

Pokročilé metody analýzy obličejových dat pro evaluaci rehabilitačního procesu

Mareš Jan, doc. Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Analýza biomedicínských dat je v současné době velmi žádaná, zároveň však dosti obtížná úloha. Projekt vychází ze spolupráce s Klinikou ORL Fakultní nemocnice Královské Vinohrady a je zaměřen na snímání 3D obličejových dat pacientů po operaci hlabvy a analýzu těchto dat. Práce předpokládá (i) studium pokročilých metod analýzy obrazů, (ii) návrh konkrétní metodiky a algoritmu pro snímání dat s využitím rozličných HW prostředků: Kinect, mobilní telefon, atp.), (iii) zpracování těchto biomedicínských dat a (iv) implementace a verifikace v nemocničním prostředí.

Pokročilé metody formulace léčiv pro topické podání

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)
Zbytovská Jarmila, doc. Mgr. Dr.rer.nat. ( zby...@vscht.cz)

Pokročilé metody formulace léčiv pro topické podání

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)
Zbytovská Jarmila, doc. Mgr. Dr.rer.nat. ( zby...@vscht.cz)

Pokročilé statistické metody a jejich potenciál pro analýzu biomedicínských dat

Kříž Pavel, Mgr. Ing. Ph.D. ( k...@vscht.cz)
Biomedicínská data mají často velmi komplexní strukturu (mnoho korelovaných proměnných, autokorelace v čase a prostoru, mnohodimenzionální data, vysokofrekvenční data atp.). Jejich správná statistická analýza tedy není rutinní záležitost, vyžaduje tvůrčí přístup s použitím různých pokročilých statistických metod a technik. Cílem práce bude nastudovat pokročilé metody z různých oblastí statistiky (např. vícerozměrná statistika, analýza časových řad, analýza funkcionálních dat atp.) a zvolit jejich vhodné kombinace (popřípadě vyvinout jejich modifikace) za účelem získaní důležitých informací z vybraných biomedicínských dat. Důraz bude kladen na rigorózní přístup (specifikace a ověření předpokladů metod) a pečlivou intepretaci výsledků včetně ověření jejich spolehlivosti (za pomocí exaktních či simulačních metod).

Porézní katalytické vrstvy ve strukturovaných reaktorech

Kočí Petr, doc. Ing. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Práce se zaměřuje na přípravu a nanášení porézních katalytických vrstev do strukturovaných reaktorů, jako jsou voštinové monolity, filtry, porézní membrány a otevřené pěny. Cílem je zefektivnit provoz reaktoru s ohledem na využití katalytického materiálu, transport hmoty a tepla. Budou studovány průmyslově významné aplikace jako jsou konverze výfukových plynů, parciální oxidace a parní reforming metanu. Morfologie vzorků bude analyzována na základě snímků z elektronových mikroskopů (SEM, TEM) a rentgenové tomografie (XRT). Vliv mikrostruktury na celkovou účinnost zařízení bude testován v laboratorním reaktoru. Téma je podporováno předním světovým výrobcem katalyzátorů Johnson Matthey.

Porézní katalytické vrstvy ve strukturovaných reaktorech

Kočí Petr, doc. Ing. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Práce se zaměřuje na přípravu a nanášení porézních katalytických vrstev do strukturovaných reaktorů, jako jsou voštinové monolity, filtry, porézní membrány a otevřené pěny. Cílem je zefektivnit provoz reaktoru s ohledem na využití katalytického materiálu, transport hmoty a tepla. Budou studovány průmyslově významné aplikace jako jsou konverze výfukových plynů, parciální oxidace a parní reforming metanu. Morfologie vzorků bude analyzována na základě snímků z elektronových mikroskopů (SEM, TEM) a rentgenové tomografie (XRT). Vliv mikrostruktury na celkovou účinnost zařízení bude testován v laboratorním reaktoru. Téma je podporováno předním světovým výrobcem katalyzátorů Johnson Matthey.

Preferenční interakce osmolytů s měkkými materiály

Heyda Jan, RNDr. Mgr. Ph.D. ( jan...@vscht.cz)
Stabilita proteinů a jejich asociace, formování membrán, rozpustnost chemicky heterogenních léčiv a jejich rozdílná distribuce uvnitř a vně buňky je možné formálně snadno matematicky formulovat. Ve skutečnosti je ale jedná o komplexní děje, které hrají ústřední roli při studiu měkkých materiálů. Tyto děje můžeme chápat jako výsledek soutěže několika základní sil [Dill]. Ve většině případů jsou tyto síly podobně velké, do značné míry se kompenzují a v rovnováze jsou velmi citlivě vyváženy. Další možností, jak studovat tyto biofyzikální fyzikálně-chemické děje je použití kosolventů. Jejich interakce s rozpuštěnou látkou mohou být souhrnně atraktivní nebo odpudivé, což se odráží v rozložení kosolventu v okolí rozpuštěné látky. Konkrétní realizace a důsledky jsou ale odlišné pro malé rozpuštěné molekuly, kde jsou zachyceny v osmotických vlastnostech, a pro velké molekuly, kde se využívá dialýzy a rozdělovacích koeficientů. Tento dvojí pohled dále komplikuje získání jednotící teorie.
V této dizertační práci bude kandidát studovat změny chemického potenciálu různorodých rozpuštěných látek v přítomnosti osmolytů a důsledcích na rovnovážný stav rozpuštěné látky, např. konformační změny, fáze [Heyda, Chudoba]. Tento výzkum bude zahrnovat studium systémů od malých rozpuštěnců, monomerů a od nich odvozených polymerů až po makromolekulární komplexy. Šíře systémů se nutně odráží v nezbytnosti využít kombinaci simulačních metod; atomárně-rozlišené molekulárně dynamické simulace, zhrubené simulace s implicitním rozpouštědlem.[Chudoba, Roux]. Vysoce zhrubené modely pro studium fázových rovnováh budou využívat Monte-Carlo simulace. Simulační data budou doplněna o statisticko-termodynamický popis [Smith, Smith1]. Dlouhodobým cílem je na těchto teoretických základech zkonstruování stavové rovnice.

Přestup hmoty plyn - kapalina. Experimentální studie porovnání efektivity různých zařízení.

Moucha Tomáš, prof. Dr. Ing. ( mou...@vscht.cz)
Objemový koeficient přestupu hmoty (kLa) je klíčovým parametrem v návrzích průmyslových kontaktorů kapaliny-plynv případech, kdy je rychlost procesu řízena přestupem hmoty mezi plynem a kapalinou. Odhad hodnot kLa pro průmyslové návrhy v současnosti vychází z literárních korelací. Cílem výzkumu je vyvinout spolehlivé korelace pro predikci kLa dat v různých typech zařízení, které budou podloženy ověřenými experimentálními daty. Cílem dizertační práce je porovnat různé typy kontaktorů kapalina-plyn z hlediska jejich efektivity pro mezifázový transport hmoty. Budou vyvinuty vhodné korelace pro popis mezifázového transportu hmoty jak v mechanicky míchaných nádobách, tak v kontaktorech míchaných pneumaticky, jako je například airlift reaktor.
Zásady: 1. Seznamte se s popisy mezifázového transportu hmoty mezi plynem a kapalinou včetně bilancí různých typů kontaktorů kapalina - plyn
2. Prostudujte matematické popisy procesu sdílení hmoty, které umožňují stanovení koeficientů přestupu hmoty z experimentálních dat
3. Seznamte se s dostupnými experimentálními zařízeními na UNIPA v pracovní skupině prof. Brucato a prof. Scargiali a na VŠCHT v Laboratoři SH
4. Sestavte plán experimentů, které poskytnou výsledky umožňující porovnání efektivity jednotlivých zařízení podle zvolených kritérií
5. Teoretické poznatky, experimentální postupy a výsledky sepište společně se závěry do podoby dizertační práce

Přestup hmoty plyn - kapalina. Experimentální studie porovnání efektivity různých zařízení.

Moucha Tomáš, prof. Dr. Ing. ( mou...@vscht.cz)
Objemový koeficient přestupu hmoty (kLa) je klíčovým parametrem v návrzích průmyslových kontaktorů kapaliny-plynv případech, kdy je rychlost procesu řízena přestupem hmoty mezi plynem a kapalinou. Odhad hodnot kLa pro průmyslové návrhy v současnosti vychází z literárních korelací. Cílem výzkumu je vyvinout spolehlivé korelace pro predikci kLa dat v různých typech zařízení, které budou podloženy ověřenými experimentálními daty. Cílem dizertační práce je porovnat různé typy kontaktorů kapalina-plyn z hlediska jejich efektivity pro mezifázový transport hmoty. Budou vyvinuty vhodné korelace pro popis mezifázového transportu hmoty jak v mechanicky míchaných nádobách, tak v kontaktorech míchaných pneumaticky, jako je například airlift reaktor.
Zásady: 1. Get familiar with mathematical descriptions of a gas-liquid interfacial mass transfer including mass balances of various gas-liquid contactor types
2. Study mathematical models of the mass transport which enable the determination of gas-liquid mass transfer coefficients from experimental data
3. Get to know the experimental apparatuses available at UNIPA in the working group of prof. Brucato and prof. Scargiali as well as those at UCT Prague in the Mass Transfer Laboratory
4. Build the experimental plan which will ensure obtaining experimental results to compare the effectivity of individual apparatuses according to the criteria selected
5. Theoretical findings, experimental procedures and results as well as the conclusions formulated write in the dissertation

Příprava a analýza nanokrystalů křemíku získaných technologií využívající netermální plazma

Galář Pavel, RNDr. Ph.D. ( gal...@vscht.cz)
Scholtz Vladimír, doc. Ing. Ph.D. ( sch...@vscht.cz)
Od doby, kdy byla na křemíkových nanokrystalech (Si-NCs) pozorována efektivní fotoluminiscence (PL), požívají tyto nanostruktury významné pozornosti vědecké veřejnosti. Velké úsilí bylo věnováno především optimalizaci technik jejich přípravy a následné úpravy, tak, aby bylo možno připravovat dostatečné množství Si-NCs o vlastnostech vhodných pro specifické aplikace (solární panely, generace světla, biozobrazování, biologie a medicína). Jednou z nejvíce nadějných technik pro tento úkol se zdá být aplikace nízkoteplotního netermálního plazmatu (NTP, radiofekvenční technologie nebo využití dielektrického-bariérového výboje). Ve srovnání s jinými metodami, můžeme pomocí nízkoteplotního plazmatu vytvářet až řádově vyšší množství Si-NCs (až 1 mg/min). Takto vzniklé nanokrystaly navíc neobsahují artefakty pocházející z chemické nebo elektrochemické přípravy. V rámci práce bude student optimalizovat přípravu SI-NCs pomocí nízkoteplotního plazmatu ve skleněné trubuci a studovat vliv okolních podmínek na vlastnosti Si-NCs. Vlastnosti Si-NCs budou charakterizovány především pomocí časově integrované a rozlišené laserové spektroskopie a metodou EDS.

Příprava a charakterizace nanočástic pro transfekci buněk

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Doručování genových vektorů během transfekce buněk se obvykle provádí pomocí pozitivně nabitých polyiontů. Ve spojení s DNA je tato metoda schopna doručovat genetické informace do jádra hostitelské buňky a k následné produkci požadovaného proteinu. I když se tento postup běžně používá, toxicita polykationtů vede k nízké schopnosti reprodukce buněk a časté ztrátě kultivovaných buněk. V tomto projektu plánujeme vyvinout transfekční systém založený na biologicky odbouratelných polymerech s nízkou toxicitou za použití procesu agregace. Student se bude podílet na výběru, syntéze a modifikaci biologicky odbouratelného polymeru s následnou přípravou polymerních nanočástic jako nosičů DNA. Vlastnosti připraveného polymeru budou charakterizovány různými metodami, jako je rozptyl světla nebo GPC. Vytvořené nanočástice budou charakterizovány DLS, SEM / TEM, měřením zeta potenciálu a charakterizací jejich koloidní stability. Rovněž bude testována následná komplexace produkovaných NP s DNA a velikost vytvořených komplexů. V poslední části projektu bude proces komplexace zvětšen na potřebné množství, a vytvořené nanoagregáty bude testovány na živých buňkách.

Příprava a charakterizace nanočástic pro transfekci buněk

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Doručování genových vektorů během transfekce buněk se obvykle provádí pomocí pozitivně nabitých polyiontů. Ve spojení s DNA je tato metoda schopna doručovat genetické informace do jádra hostitelské buňky a k následné produkci požadovaného proteinu. I když se tento postup běžně používá, toxicita polykationtů vede k nízké schopnosti reprodukce buněk a časté ztrátě kultivovaných buněk. V tomto projektu plánujeme vyvinout transfekční systém založený na biologicky odbouratelných polymerech s nízkou toxicitou za použití procesu agregace. Student se bude podílet na výběru, syntéze a modifikaci biologicky odbouratelného polymeru s následnou přípravou polymerních nanočástic jako nosičů DNA. Vlastnosti připraveného polymeru budou charakterizovány různými metodami, jako je rozptyl světla nebo GPC. Vytvořené nanočástice budou charakterizovány DLS, SEM / TEM, měřením zeta potenciálu a charakterizací jejich koloidní stability. Rovněž bude testována následná komplexace produkovaných NP s DNA a velikost vytvořených komplexů. V poslední části projektu bude proces komplexace zvětšen na potřebné množství, a vytvořené nanoagregáty bude testovány na živých buňkách.

Příprava a charakterizace nanočástic pro transfekci buněk

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Doručování genových vektorů během transfekce buněk se obvykle provádí pomocí pozitivně nabitých polyiontů. Ve spojení s DNA je tato metoda schopna doručovat genetické informace do jádra hostitelské buňky a k následné produkci požadovaného proteinu. I když se tento postup běžně používá, toxicita polykationtů vede k nízké schopnosti reprodukce buněk a časté ztrátě kultivovaných buněk. V tomto projektu plánujeme vyvinout transfekční systém založený na biologicky odbouratelných polymerech s nízkou toxicitou za použití procesu agregace. Student se bude podílet na výběru, syntéze a modifikaci biologicky odbouratelného polymeru s následnou přípravou polymerních nanočástic jako nosičů DNA. Vlastnosti připraveného polymeru budou charakterizovány různými metodami, jako je rozptyl světla nebo GPC. Vytvořené nanočástice budou charakterizovány DLS, SEM / TEM, měřením zeta potenciálu a charakterizací jejich koloidní stability. Rovněž bude testována následná komplexace produkovaných NP s DNA a velikost vytvořených komplexů. V poslední části projektu bude proces komplexace zvětšen na potřebné množství, a vytvořené nanoagregáty bude testovány na živých buňkách.

Příprava ekologicky nezávadných kompozitů pro stínění elektromagnetických interferencí

Hassouna Fatima, doc. Mgr. Ph.D. ( Fat...@vscht.cz)
Kopecký Dušan, doc. Ing. Ph.D. ( kop...@vscht.cz)
Projekt se zabývá návrhem a vývojem ekologicky nezávadných kompozitů ve formě flexibilních, samonosných filmů pro stínění elektromagnetických interferencí (EMI). Kompozity budou připraveny z přírodní celulózy a účinných receptorů EMI (např. supramolekulárních vodivých polymerů, uhlíkových nanotrubek, grafenu, atd.). Budou navrženy nové přístupy ke kompatibilizaci matrice/receptoru. Kromě toho budou studovány základní aspekty chování kompozitů tak, aby bylo možné porozumět interakcím mezi fázemi kompozitů a vztahy mezi jejich strukturou a vlastnostmi. Kompozity a jejich dílčí materiály budou testovány pomocí stejnosměrného a střídavého elektrického signálu s cílem odhalit zákonitosti, které vedou k jejich výsledné stínící účinnosti. Nakonec bude studován synergický účinek obou receptorů vedoucí k nastavitelné účinnosti stínění EMI absorpcí nebo odrazem ve frekvenčním rozsahu 0,1 - 18 GHz.

Příprava ekologicky nezávadných kompozitů pro stínění elektromagnetických interferencí

Hassouna Fatima, doc. Mgr. Ph.D. ( Fat...@vscht.cz)
Kopecký Dušan, doc. Ing. Ph.D. ( kop...@vscht.cz)
Projekt se zabývá návrhem a vývojem ekologicky nezávadných kompozitů ve formě flexibilních, samonosných filmů pro stínění elektromagnetických interferencí (EMI). Kompozity budou připraveny z přírodní celulózy a účinných receptorů EMI (např. supramolekulárních vodivých polymerů, uhlíkových nanotrubek, grafenu, atd.). Budou navrženy nové přístupy ke kompatibilizaci matrice/receptoru. Kromě toho budou studovány základní aspekty chování kompozitů tak, aby bylo možné porozumět interakcím mezi fázemi kompozitů a vztahy mezi jejich strukturou a vlastnostmi. Kompozity a jejich dílčí materiály budou testovány pomocí stejnosměrného a střídavého elektrického signálu s cílem odhalit zákonitosti, které vedou k jejich výsledné stínící účinnosti. Nakonec bude studován synergický účinek obou receptorů vedoucí k nastavitelné účinnosti stínění EMI absorpcí nebo odrazem ve frekvenčním rozsahu 0,1 - 18 GHz.

Příprava ekologicky nezávadných kompozitů pro stínění elektromagnetických interferencí

Hassouna Fatima, doc. Mgr. Ph.D. ( Fat...@vscht.cz)
Kopecký Dušan, doc. Ing. Ph.D. ( kop...@vscht.cz)
Projekt se zabývá návrhem a vývojem ekologicky nezávadných kompozitů ve formě flexibilních, samonosných filmů pro stínění elektromagnetických interferencí (EMI). Kompozity budou připraveny z přírodní celulózy a účinných receptorů EMI (např. supramolekulárních vodivých polymerů, uhlíkových nanotrubek, grafenu, atd.). Budou navrženy nové přístupy ke kompatibilizaci matrice/receptoru. Kromě toho budou studovány základní aspekty chování kompozitů tak, aby bylo možné porozumět interakcím mezi fázemi kompozitů a vztahy mezi jejich strukturou a vlastnostmi. Kompozity a jejich dílčí materiály budou testovány pomocí stejnosměrného a střídavého elektrického signálu s cílem odhalit zákonitosti, které vedou k jejich výsledné stínící účinnosti. Nakonec bude studován synergický účinek obou receptorů vedoucí k nastavitelné účinnosti stínění EMI absorpcí nebo odrazem ve frekvenčním rozsahu 0,1 - 18 GHz.

Příprava nanočástic pro doručování léčiv při léčení ran

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Hlavním zaměřením tohoto projektu je syntéza multifunkčních vezikul obsahujících hydrofilní a hydrofobní léčiva pro použití při hojení ran. Protože tyto částice mohou být použity přímo nebo jako součást krytů ran, bude nezbytná jejich podrobná charakterizace a koloidní stabilita. Student bude studovat vliv složení vezikul (primárním systémem budou povrchově aktivní látky a cholesterol) a způsob přípravy na velikost a vlastnosti vytvořených nano nosičů a účinnost zapouzdření léčiva. Pro takto připravené vezikul, bude měřena kinetika uvolňování léčiva jako funkce molekulové hmotnosti použitých povrchově aktivních látek a iontové síly roztoku. Kvalita připravených vzorků bude charakterizována kombinací analytických technik včetně 3D modulovaného DLS, depolarizovaného DLS, statického rozptylu světla, optické video mikroskopie v kombinaci s analýzou obrazu a kryo-TEM. Součástí projektu bude také příprava multifunkčních vezikul v mikrofluidních systémech a porovnání jejich vlastností s metodou vsádkové přípravy.

Příprava nanočástic pro doručování léčiv při léčení ran

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Hlavním zaměřením tohoto projektu je syntéza multifunkčních vezikul obsahujících hydrofilní a hydrofobní léčiva pro použití při hojení ran. Protože tyto částice mohou být použity přímo nebo jako součást krytů ran, bude nezbytná jejich podrobná charakterizace a koloidní stabilita. Student bude studovat vliv složení vezikul (primárním systémem budou povrchově aktivní látky a cholesterol) a způsob přípravy na velikost a vlastnosti vytvořených nano nosičů a účinnost zapouzdření léčiva. Pro takto připravené vezikul, bude měřena kinetika uvolňování léčiva jako funkce molekulové hmotnosti použitých povrchově aktivních látek a iontové síly roztoku. Kvalita připravených vzorků bude charakterizována kombinací analytických technik včetně 3D modulovaného DLS, depolarizovaného DLS, statického rozptylu světla, optické video mikroskopie v kombinaci s analýzou obrazu a kryo-TEM. Součástí projektu bude také příprava multifunkčních vezikul v mikrofluidních systémech a porovnání jejich vlastností s metodou vsádkové přípravy.

Příprava nanočástic pro doručování léčiv při léčení ran

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Hlavním zaměřením tohoto projektu je syntéza multifunkčních vezikul obsahujících hydrofilní a hydrofobní léčiva pro použití při hojení ran. Protože tyto částice mohou být použity přímo nebo jako součást krytů ran, bude nezbytná jejich podrobná charakterizace a koloidní stabilita. Student bude studovat vliv složení vezikul (primárním systémem budou povrchově aktivní látky a cholesterol) a způsob přípravy na velikost a vlastnosti vytvořených nano nosičů a účinnost zapouzdření léčiva. Pro takto připravené vezikul, bude měřena kinetika uvolňování léčiva jako funkce molekulové hmotnosti použitých povrchově aktivních látek a iontové síly roztoku. Kvalita připravených vzorků bude charakterizována kombinací analytických technik včetně 3D modulovaného DLS, depolarizovaného DLS, statického rozptylu světla, optické video mikroskopie v kombinaci s analýzou obrazu a kryo-TEM. Součástí projektu bude také příprava multifunkčních vezikul v mikrofluidních systémech a porovnání jejich vlastností s metodou vsádkové přípravy.

Příprava nosičů pro dodávání léčiv pro léčbu revmatoidní artritidy

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Revmatoidní artritida (RA) je chronická autoimunitní porucha postihující hlavně klouby, které jsou napadnuty zánětem a otokem synovie kloubu. Dnes je kromě konvenčních syntetických antirevmatik modifikujících onemocnění (DMARD) schválena řada biologických DMARD. Nedávno byl také schválen první cílený syntetický DMARD, zatímco jiné cílené sloučeniny jsou ve fázi vývoje. Obzvláště zajímavá je skupina léků na bázi komplexů zlata. Přes své slibné vlastnosti mají tato léčiva nízkou rozpustnost ve vodě a tedy nízkou biologickou dostupnost. V rámci tohoto projektu proto plánujeme prozkoumat možnost přípravy rozpustnějších sloučenin komplexů zlata s využitím přístupu krystalického inženýrství a formulovat tyto léky do různých nanonosičů. Ke zkoumání stability komplexů zlata bude použita kombinace různých přípravných a analytických technik. V dalším kroku budeme zkoumat dopad matrice nebo komplexačního partnera na charakteristiky rozpouštění testovaných komplexů.

Příprava nosičů pro dodávání léčiv pro léčbu revmatoidní artritidy

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Skořepová Eliška, Ing. Ph.D. ( sko...@seznam.cz)
Revmatoidní artritida (RA) je chronická autoimunitní porucha postihující hlavně klouby, které jsou napadnuty zánětem a otokem synovie kloubu. Dnes je kromě konvenčních syntetických antirevmatik modifikujících onemocnění (DMARD) schválena řada biologických DMARD. Nedávno byl také schválen první cílený syntetický DMARD, zatímco jiné cílené sloučeniny jsou ve fázi vývoje. Obzvláště zajímavá je skupina léků na bázi komplexů zlata. Přes své slibné vlastnosti mají tato léčiva nízkou rozpustnost ve vodě a tedy nízkou biologickou dostupnost. V rámci tohoto projektu proto plánujeme prozkoumat možnost přípravy rozpustnějších sloučenin komplexů zlata s využitím přístupu krystalického inženýrství a formulovat tyto léky do různých nanonosičů. Ke zkoumání stability komplexů zlata bude použita kombinace různých přípravných a analytických technik. V dalším kroku budeme zkoumat dopad matrice nebo komplexačního partnera na charakteristiky rozpouštění testovaných komplexů.

Příprava nosičů pro dodávání léčiv pro léčbu revmatoidní artritidy

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Revmatoidní artritida (RA) je chronická autoimunitní porucha postihující hlavně klouby, které jsou napadnuty zánětem a otokem synovie kloubu. Dnes je kromě konvenčních syntetických antirevmatik modifikujících onemocnění (DMARD) schválena řada biologických DMARD. Nedávno byl také schválen první cílený syntetický DMARD, zatímco jiné cílené sloučeniny jsou ve fázi vývoje. Obzvláště zajímavá je skupina léků na bázi komplexů zlata. Přes své slibné vlastnosti mají tato léčiva nízkou rozpustnost ve vodě a tedy nízkou biologickou dostupnost. V rámci tohoto projektu proto plánujeme prozkoumat možnost přípravy rozpustnějších sloučenin komplexů zlata s využitím přístupu krystalického inženýrství a formulovat tyto léky do různých nanonosičů. Ke zkoumání stability komplexů zlata bude použita kombinace různých přípravných a analytických technik. V dalším kroku budeme zkoumat dopad matrice nebo komplexačního partnera na charakteristiky rozpouštění testovaných komplexů.

Příprava porézních nosičů pro imobilizaci enzymů a jejich aplikace v biokatalýze

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Aplikace enzymů pro přípravu různých biomolekul je stále více populárnější. To je způsobeno nízkou spotřebou energie a vysokou specificitou katalyzovaných reakcí. Významnou nevýhodou této technologie je ztráta aktivity enzymu nebo komplikovanost recyklace enzymu. Možným řešením těchto problémů je imobilizace enzymů na vhodný nosič. V tomto projektu použijeme nedávno vyvinutou technologii reaktivní gelace vhodnou pro syntézu 3D porézního materiálu tvořených nanočásticemi s volitelnou porozitou a distribucí velikosti pórů v kombinaci s kovalentní imobilizací enzymů na povrch připraveného materiálu. Pro porozumění dopadu interakcí enzym-povrch, plánujeme použít nanočástice vyrobené z různých polymerů nebo oxidu křemičitého v kombinaci s různými pomocnými molekulami umístěnými mezi porézním materiálem a enzymem. Tímto způsobem budeme schopni studovat dopad těchto interakcí na aktivitu enzymu a výtěžek biokatalytické reakce. Pro takto vytvořený systém budeme dále zkoumat vliv podmínek procesu (dispergované porézní agregáty vs. náplňové lože), vliv iontové síly, pH, koncentrace substrátu atd., na výtěžek a selektivitu prováděné enzymatické reakce. V poslední části projektu bude systém rozšířen směrem k několika následným enzymaticky katalyzovaným reakcím. Student se bude podílet na přípravě porézního materiálu a jeho charakterizaci, jakož i na povrchové funkcionalizaci pomocí vhodných skupin. Následně bude student zodpovědný za imobilizaci enzymu a testování jeho aktivity a výtěžku. Pro charakterizaci vlastností materiálu a testování chování imobilizovaných enzymů bude použita kombinace několika analytických technik včetně SEM, rozptylu světla, měření BET, Hg porosimetrie, XPS, HPLC, UV-VIS atd.

Příprava porézních nosičů pro imobilizaci enzymů a jejich aplikace v biokatalýze

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Aplikace enzymů pro přípravu různých biomolekul je stále více populárnější. To je způsobeno nízkou spotřebou energie a vysokou specificitou katalyzovaných reakcí. Významnou nevýhodou této technologie je ztráta aktivity enzymu nebo komplikovanost recyklace enzymu. Možným řešením těchto problémů je imobilizace enzymů na vhodný nosič. V tomto projektu použijeme nedávno vyvinutou technologii reaktivní gelace vhodnou pro syntézu 3D porézního materiálu tvořených nanočásticemi s volitelnou porozitou a distribucí velikosti pórů v kombinaci s kovalentní imobilizací enzymů na povrch připraveného materiálu. Pro porozumění dopadu interakcí enzym-povrch, plánujeme použít nanočástice vyrobené z různých polymerů nebo oxidu křemičitého v kombinaci s různými pomocnými molekulami umístěnými mezi porézním materiálem a enzymem. Tímto způsobem budeme schopni studovat dopad těchto interakcí na aktivitu enzymu a výtěžek biokatalytické reakce. Pro takto vytvořený systém budeme dále zkoumat vliv podmínek procesu (dispergované porézní agregáty vs. náplňové lože), vliv iontové síly, pH, koncentrace substrátu atd., na výtěžek a selektivitu prováděné enzymatické reakce. V poslední části projektu bude systém rozšířen směrem k několika následným enzymaticky katalyzovaným reakcím. Student se bude podílet na přípravě porézního materiálu a jeho charakterizaci, jakož i na povrchové funkcionalizaci pomocí vhodných skupin. Následně bude student zodpovědný za imobilizaci enzymu a testování jeho aktivity a výtěžku. Pro charakterizaci vlastností materiálu a testování chování imobilizovaných enzymů bude použita kombinace několika analytických technik včetně SEM, rozptylu světla, měření BET, Hg porosimetrie, XPS, HPLC, UV-VIS atd.

Rozpustnost a stabilita organických redoxních látek pro elektrochemická úložiště energie

Kosek Juraj, prof. Dr. Ing. ( Jur...@vscht.cz)
Mazúr Petr, Ing. Ph.D.
Prudký rozvoj obnovitelných zdrojů energie i elektromobilů klade vysoké nároky na ukládání elektrické energie jak ve stacionárních distribuovaných úložištích energie, tak v bateriích nebo palivových článcích s vysokou měrnou energií a dostatečným výkonem. Doktorand se v rámci tohoto tématu soustředí na experimentální i teoretický výzkum průtočných elektrochemických systémů pro akumulaci elektrické energie.

Hlavním předmětem zájmu bude studium možnosti využití organických redoxních látek v elektrolytech průtočných baterií. Ve spolupráci s organickými chemiky budou hledány molekuly s vhodnými vlastnostmi pro použití ve stacionárních a mobilních průtočných konvertorech energie s cílem zlepšit technické a ekonomické parametry úložišť. Důraz bude kladen zejména na pochopení vztahů mezi chemickou strukturou organických molekul a relevantními vlastnostmi jako je rozpustnost ve vodných a nevodných elektrolytech, kinetika elektrodových reakcí a transport molekul skrz separátor/membránu. V rámci doktorské práce budou vyvíjeny či modifikovány charakterizační techniky potřebné pro získání relevantních informací o studovaných systémech s důrazem na nízkou spotřebu organické redoxní látky. Současně bude studována chemická a elektrochemická stabilita těchto látek v podmínkách předpokládané aplikace, vliv nečistot ze syntézy a rafinace, případně další aspekty, jež mohou významně ovlivnit komerční uplatnitelnost vyvíjených elektrolytů. Získané poznatky a charakteristiky jednotlivých prvků povedou k výraznému zlevnění a intenzifikaci procesu.

Výstupem doktorské práce bude nejen série publikací, ale také praktické poznatky vedoucí k zavedení vyvinuté technologie do podoby poloprovozního řešení. Na projektu bude doktorand spolupracovat nejen v týmu doktorandů a post-doků na našem pracovišti, ale také s partnery z několika firem a univerzit.

Info: tel. 220 44 3296, č.dv. B-145, e-mail jkk@vscht.cz, web http://kosekgroup.cz

Rychlostní model vícesložkové rektifikace. Experimentální ověření.

Rejl František, doc.Ing. Ph.D. ( r...@vscht.cz)
Současné návrhy rektifikačních kolon jsou založeny především na zkušenosti a jsou v podstatě empirické povahy. Vývoj výpočetních technologií přinesl jistá zlepšení zavedením tzv „rate-based“ modelů využívající k popisu numerickou integraci diferenciálních bilancí hybnosti, energie a hmotnosti. Nedostupnost a nespolehlivost koeficientů úměrnosti charakterizujících rychlost procesů zahrnutých v těchto modelech je hlavní brzdou jejich širšího použití. Současné způsoby jejich získávaní přenosem z absorpce na destilaci a z analogie mezi přestupem tepla a hmoty jsou riskantní a při návrhu vyžadují použití velkých bezpečnostních koeficientů. Rovněž Maxwell-Stefanův přístup k výpočtu mezifázových toků hmoty z koeficientů přestupu získaných pro příslušné binární systémy, který je používán k výpočtu koeficientů v multi-komponentních směsích, nebyl dosud experimentálně ověřen. Neexistovala totiž metoda přímého stanovení transportních koeficientů při destilaci. Na našem pracovišti byla vyvinuta a úspěšně testována metodika přímého stanovení transportních koeficientů při destilaci a výrazně tak posílila možnost kritického zhodnocení současných postupů jejich získávání. Cílem disertační práce je ověřit Maxwell-Stefanův přístup k výpočtu koeficientů přestupu hmoty v multi-komponentních směsích z binárních koeficientů. K ověření budou použity koeficienty přestupu hmoty změřené ve třech binárních směsích tvořících ternární směs metanol/etanol/1-propanol a koncentrační profily podél výplně změřené pro tuto ternární směs. Konečným cílem tohoto výzkumu je zpřesnění návrhu kolon na základě simulačních rate-based modelů využitím transportních koeficientů přestupu hmoty změřených přímo v rektifikační koloně.

Řízení vlastností krystalů léčiv během krystalizace a jejich dopad na následné jednotkové operace

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Ridvan Luděk, Ing. Ph.D. ( lud...@zentiva.cz)
Léčiva jsou obvykle malé molekuly, které se připravují chemickou syntézou následovanou procesem krystalizace. Vlastnosti připravených krystalů (tj. fyzikálně-chemické, ale také formulační vlastnosti) jsou silně závislé na použité pevné formě léčiva, jejich velikosti a morfologii krystalů. Cílem tohoto projektu je proto studium dopadu parametrů procesu krystalizace a kroku po zpracování na připravené krystaly léčiva s ohledem na velikost, morfologii a polymorfismus. Modulace teplotou při vsádkové krystalizaci bude kombinována s procesem mokrého mletí s cílem řídit tvar, velikost a tokové vlastnosti připravených krystalů léčiva. Krok krystalizace bude kombinován s filtrací a sušením, aby se vyhodnotil dopad velikosti a tvaru krystalů na účinnost těchto jednotkových operací. Souběžně budeme také studovat dopad promývání na množství zbytkového rozpouštědla a polymorfní stabilitu konečného produktu. Zatímco farmaceutický průmysl obvykle používá vsádkové procesy, v rámci tohoto projektu budeme zkoumat možnost připravit stejné krystaly léčiva za pomoci kontinuálního procesu. K zajištění konstantní kvality produktu bude použita procesní analytická technologie schopná měřit velikost, tvar a morfologii krystalů společně s analýzou složení pomocí Ramanovy spektroskopie. On-line měření bude srovnáváno s off-line měřením pomocí SEM, IR spektroskopie, XRD a NMR. Student se bude také podílet na zvětšení měřítka výrobního procesu.

Řízení vlastností krystalů léčiv během krystalizace a jejich dopad na následné jednotkové operace

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Skořepová Eliška, Ing. Ph.D. ( sko...@seznam.cz)
Léčiva jsou obvykle malé molekuly, které se připravují chemickou syntézou následovanou procesem krystalizace. Vlastnosti připravených krystalů (tj. fyzikálně-chemické, ale také formulační vlastnosti) jsou silně závislé na použité pevné formě léčiva, jejich velikosti a morfologii krystalů. Cílem tohoto projektu je proto studium dopadu parametrů procesu krystalizace a kroku po zpracování na připravené krystaly léčiva s ohledem na velikost, morfologii a polymorfismus. Modulace teplotou při vsádkové krystalizaci bude kombinována s procesem mokrého mletí s cílem řídit tvar, velikost a tokové vlastnosti připravených krystalů léčiva. Krok krystalizace bude kombinován s filtrací a sušením, aby se vyhodnotil dopad velikosti a tvaru krystalů na účinnost těchto jednotkových operací. Souběžně budeme také studovat dopad promývání na množství zbytkového rozpouštědla a polymorfní stabilitu konečného produktu. Zatímco farmaceutický průmysl obvykle používá vsádkové procesy, v rámci tohoto projektu budeme zkoumat možnost připravit stejné krystaly léčiva za pomoci kontinuálního procesu. K zajištění konstantní kvality produktu bude použita procesní analytická technologie schopná měřit velikost, tvar a morfologii krystalů společně s analýzou složení pomocí Ramanovy spektroskopie. On-line měření bude srovnáváno s off-line měřením pomocí SEM, IR spektroskopie, XRD a NMR. Student se bude také podílet na zvětšení měřítka výrobního procesu.

Senzorová pole taktilních senzorů teploty a tlaku

Kopecký Dušan, doc. Ing. Ph.D. ( kop...@vscht.cz)
Mareš Jan, doc. Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Taktilní senzory teploty či tlaku jsou zařízení použitá v robotice při vyhodnocování interakce robota s jinými objekty. Jedná se například o manipulaci s objektem, měření prokluzu uchopeného objektu, zjišťování souřadnic polohy objektu či měření velikosti síly působící na objekt. Krajním případem jsou složité taktilní systémy, jejichž účelem je simulace a nahrazování lidského hmatu. Senzory, které se pro uvedené účely používají, musí být dostatečně miniaturní, citlivé na malé změny tlaku, musí mít příznivé dynamické vlastnosti a časovou i operační stálost parametrů. Vzhledem k očekávané vysoké hustotě taktilních senzorů zapojených i v jednoduchých aplikacích, musí existovat možnost jejich provozu ve formě senzorových polí a zpracování dat pomocí pokročilých matematicko-statistických algoritmů. V neposlední řadě musí být náklady na jejich výrobu přiměřené, aby bylo možné je snadno nahrazovat v případě opotřebení.
Cílem této práce je proto vyvinout nové typy taktilních senzorů teploty a tlaku na bázi moderních nanomateriálů, které bude možné používat v experimentech s měřením časově a prostorově rozložené síly působící na matici senzorů. Součástí práce bude příprava, charakterizace a zpracování termoeletrických a piezorezistivních materiálů na bázi organických nanostrukturovaných polovodičů a uhlíkových nanostruktur. Testování těchto látek bude mimo jiné zahrnovat strukturní, chemickou a mechanickou analýzu a měření elektrických vlastností ve stejnosměrném i střídavém elektrickém poli. Vybrané materiály pak budou zpracovány do formy citlivých senzorů. Součástí této práce bude také návrh senzorových polí a dále jejich testování a zpracování signálu pomocí pokročilých algoritmů.

Senzorová pole taktilních senzorů teploty a tlaku

Kopecký Dušan, doc. Ing. Ph.D. ( kop...@vscht.cz)
Mareš Jan, doc. Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Taktilní senzory teploty či tlaku jsou zařízení použitá v robotice při vyhodnocování interakce robota s jinými objekty. Jedná se například o manipulaci s objektem, měření prokluzu uchopeného objektu, zjišťování souřadnic polohy objektu či měření velikosti síly působící na objekt. Krajním případem jsou složité taktilní systémy, jejichž účelem je simulace a nahrazování lidského hmatu. Senzory, které se pro uvedené účely používají, musí být dostatečně miniaturní, citlivé na malé změny tlaku, musí mít příznivé dynamické vlastnosti a časovou i operační stálost parametrů. Vzhledem k očekávané vysoké hustotě taktilních senzorů zapojených i v jednoduchých aplikacích, musí existovat možnost jejich provozu ve formě senzorových polí a zpracování dat pomocí pokročilých matematicko-statistických algoritmů. V neposlední řadě musí být náklady na jejich výrobu přiměřené, aby bylo možné je snadno nahrazovat v případě opotřebení.
Cílem této práce je proto vyvinout nové typy taktilních senzorů teploty a tlaku na bázi moderních nanomateriálů, které bude možné používat v experimentech s měřením časově a prostorově rozložené síly působící na matici senzorů. Součástí práce bude příprava, charakterizace a zpracování termoeletrických a piezorezistivních materiálů na bázi organických nanostrukturovaných polovodičů a uhlíkových nanostruktur. Testování těchto látek bude mimo jiné zahrnovat strukturní, chemickou a mechanickou analýzu a měření elektrických vlastností ve stejnosměrném i střídavém elektrickém poli. Vybrané materiály pak budou zpracovány do formy citlivých senzorů. Součástí této práce bude také návrh senzorových polí a dále jejich testování a zpracování signálu pomocí pokročilých algoritmů.

Softwarové senzory pro monitorování bioprocesů

Hrnčiřík Pavel, doc. Ing. Ph.D. ( hrn...@vscht.cz)
Kvalita řízení biotechnologických výrobních procesů používaných ve farmacii a potravinářství je často limitována omezenou možností on-line měření hodnot klíčových procesních ukazatelů (např. koncentrace buněk, rychlost růstu, produkce, apod.). Jedním z možných řešení je použití softwarových senzorů pro průběžné odhadování hodnot klíčových procesních ukazatelů na základě on-line měřitelných procesních veličin. Práce je zaměřena na studium a aplikaci výše uvedených metod pro pokročilé monitorování vybraného biotechnologického procesu.

Softwarové senzory pro monitorování bioprocesů

Hrnčiřík Pavel, doc. Ing. Ph.D. ( hrn...@vscht.cz)
Kvalita řízení biotechnologických výrobních procesů používaných ve farmacii a potravinářství je často limitována omezenou možností on-line měření hodnot klíčových procesních ukazatelů (např. koncentrace buněk, rychlost růstu, produkce, apod.). Jedním z možných řešení je použití softwarových senzorů pro průběžné odhadování hodnot klíčových procesních ukazatelů na základě on-line měřitelných procesních veličin. Práce je zaměřena na studium a aplikaci výše uvedených metod pro pokročilé monitorování vybraného biotechnologického procesu.

Spektroskopie vysokého rozlišení v terahertzové a mikrovlnné oblasti spektra

Urban Štěpán, prof. RNDr. CSc. ( urb...@vscht.cz)
Kania Patrik, Ing. Ph.D. ( kan...@vscht.cz)
Terahertzová oblast spektra je oblast, která leží mezi infračervenou a mikrovlnnou oblastí a je experimentálně špatně dostupná pro neexistenci intenzivních zdrojů záření. V tomto projektu se předpokládá použití dvou laserových paprsků, jejichž frekvenční rozdíl je právě v THz oblasti. Jeden z laserů je proladitelný a paprsky jsou míchány na nelineárním směšovači, tak aby byla generována diferenční frekvence. Terahertzový systém bude kalibrován pomocí přechodů molekuly CO, které jsou známy s velmi vysokou přesností. Práce bude zaměřena jednak na systémy obsahujicí Van der Wallsovy a vodíkové vazby, jejichž "vibrační" frekvence spadají do této oblasti. Studie budou kombinovány s měřením rotačních spekter těchto molekulových systémů. Všechná získaná data budou analyzována společně v termínech efektivních hamiltoniánů.

Srovnání ab initio metod pro posuzování stability polymorfů molekulárních krystalů

Červinka Ctirad, Ing. Ph. D. ( Cti...@vscht.cz)

Srovnání ab initio metod pro posuzování stability polymorfů molekulárních krystalů

Červinka Ctirad, Ing. Ph. D. ( Cti...@vscht.cz)

Srovnání klasických a kvantově-chemických molekulárních simulací pro predikce fázových rovnovah

Červinka Ctirad, Ing. Ph. D. ( Cti...@vscht.cz)

Srovnání klasických a kvantově-chemických molekulárních simulací pro predikce fázových rovnovah

Červinka Ctirad, Ing. Ph. D. ( Cti...@vscht.cz)

Strojové učení ve výpočetní spektroskopii

Slavíček Petr, prof. RNDr. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Metody založené na technikách umělé inteligence a strojového učení si nacházejí cestu k aplikacím do rozmanitých oblastí vědy i technologie. Cílem navrhované dizertační práce bude aplikace těchto metod do oblasti elektronové spektroskopie se zaměřením na elektronové spektroskopie. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Struktura a reakce solvatovaného elektronu

Slavíček Petr, prof. RNDr. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Solvatovaný elektron představuje zajímavou částici v redoxní chemii. Hydratovaný elektron, tj. solvatovaný elektron ve vodě, je částice žijící velmi krátkou dobu (v řádu pikosekund). Přesto se však ukazuje, že solvatovaný a presolvatovaný elektronmůže hrát značnou roli v chemii atmosféry či v biologických procesech. Předměteme navrhované dizertační práce je studium interakce vysokoenergetických částic s vodou, výkum vzniku a reaktivity solvatovaného elektronu. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Struktura a reakce solvatovaného elektronu

Slavíček Petr, prof. RNDr. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Solvatovaný elektron představuje zajímavou částici v redoxní chemii. Hydratovaný elektron, tj. solvatovaný elektron ve vodě, je částice žijící velmi krátkou dobu (v řádu pikosekund). Přesto se však ukazuje, že solvatovaný a presolvatovaný elektronmůže hrát značnou roli v chemii atmosféry či v biologických procesech. Předměteme navrhované dizertační práce je studium interakce vysokoenergetických částic s vodou, výkum vzniku a reaktivity solvatovaného elektronu. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Studium a příprava nanočástic v kontrolovaných podmínkách mikrofluidního uspořádání

Tokárová Viola, Ing. Ph.D. ( vio...@vscht.cz)
Vlastnosti nanočástic (optické, elektromagnetické či mechanické) závisí na jejich velikosti, morfologii a struktuře, a proto je nutné produkovat částice vykazující co nejmenší různorodost k dosažení požadovaných uniformních vlastností. Vsádková příprava nanočástic je jednou z nejrozšířenějších metod díky své přímosti a jednoduchosti instrumentace, ale naráží na své limity dané neideálním mícháním reaktantů zejména pro extrémně rychlé srážecí reakce (tvorba koloidního stříbra, zlata, křemičitých částic). U tvorby takových nanočástic hraje míchání reaktantů významnou roli, jelikož se nukleace částic často odehrává v řádu několika milisekund po smíchání prekurzorů reakce. Průtočné mikro-fluidní systémy jsou vhodnou technologií, která díky svým malým rozměrům, velkému poměru povrchu ku objemu a intenzifikaci míchání dokáže snížit polydisperzitu produkovaných částic a kontinuálně produkovat částice, které vykazují vlastnosti těžko dosažitelné konvenčními vsádkovými metodami přípravy. Cílem této práce bude optimalizovat architekturu mikrofluidních kanálků a její vliv na promíchávání reaktantů s ohledem na syntézu nanočástic o požadované velikosti.

Studium a příprava nanočástic v kontrolovaných podmínkách mikrofluidního uspořádání

Tokárová Viola, Ing. Ph.D. ( vio...@vscht.cz)
Vlastnosti nanočástic (optické, elektromagnetické či mechanické) závisí na jejich velikosti, morfologii a struktuře, a proto je nutné produkovat částice vykazující co nejmenší různorodost k dosažení požadovaných uniformních vlastností. Vsádková příprava nanočástic je jednou z nejrozšířenějších metod díky své přímosti a jednoduchosti instrumentace, ale naráží na své limity dané neideálním mícháním reaktantů zejména pro extrémně rychlé srážecí reakce (tvorba koloidního stříbra, zlata, křemičitých částic). U tvorby takových nanočástic hraje míchání reaktantů významnou roli, jelikož se nukleace částic často odehrává v řádu několika milisekund po smíchání prekurzorů reakce. Průtočné mikro-fluidní systémy jsou vhodnou technologií, která díky svým malým rozměrům, velkému poměru povrchu ku objemu a intenzifikaci míchání dokáže snížit polydisperzitu produkovaných částic a kontinuálně produkovat částice, které vykazují vlastnosti těžko dosažitelné konvenčními vsádkovými metodami přípravy. Cílem této práce bude optimalizovat architekturu mikrofluidních kanálků a její vliv na promíchávání reaktantů s ohledem na syntézu nanočástic o požadované velikosti.

Studium intenzifikace netermálních výbojů a jejich použitelnosti pro účely dekontaminace povrchů a kapalin

Scholtz Vladimír, doc. Ing. Ph.D. ( sch...@vscht.cz)
Khun Josef, Ing. Ph.D. ( Jos...@vscht.cz)
Cílem práce je intenzifikace stávajících netermálních výbojů s ohledem na možnost jejich použití pro účely dekontaminace povrchů a kapalin. Intenzifikací se rozumí dosažení vyšších výkonů výbojů, popřípadě dosažení kvalitativní změny v jejich režimu bez nežádoucích jevů, jakými jsou přechod do jiskry nebo do oblouku, nadměrný ohřev v oblasti výboje atd. Modifikace (intenzifikace) může být obecně provedena například zařazením vhodného prvku do elektrického obvodu výboje, změnou geometrie elektrod, změnou charakteru napájecího napětí výboje nebo ovlivňováním již vytvořeného plazmatu mezi elektrodami výboje. Poslední možnost zahrnuje například dodatečné přivádění proudícího plynu do prostoru mezi elektrodami, působení elektromagnetického pole či ultrazvuku na plazma, atd. Intenzifikovaný výboj bude poté testován pro účely dekontaminace povrchů nebo kapalin. Bude zjišťována zejména jeho dekontaminační účinnost (procentuální úbytek bakterií po expozici výbojem) a energetická výtěžnost dekontaminace (počet umrtvených bakterií na jednotku energie přivedené do výboje).

Studium plasmonických systémů pomocí mikrospektroskopických a nanospektroskopických technik

Dendisová Marcela, Ing. Ph.D. ( Mar...@vscht.cz)
Plicka Milan, Ing. ( mil...@gmail.com)
Nanostrukturované plasmonické materiály se vykazují specifickými vlastnostmi, které lze využít k zesílení signálu adsorbovaných molekul. Povrch takových substrátů a adsorbovaných vrstev je možné studovat pomocí povrchem zesílených vibračně-spektroskopických technik a mikroskopických technik. Nanoskopické techniky blízkého pole, mezi které se počítají techniky odvozené od mikroskopie skenující sondou, navíc umožňují detailně studovat mechanismus adsorpce od nanometrické úrovně až na úroveň jednotlivých molekul.
Zásady: 1) Vypracujte literární rešerši týkající se přípravy a charakterizace plasmonických nanostrukturovaných objektů
2) Seznamte se s přípravou různorodých (Ag, Au, Cu) plasmonických substrátů a charakterizujte je pomocí spektroskopických, mikroskopických a nanoskopických technik.
3) Studujte interakci plasmonického povrchu s vybranými látkami mikrospektroskopickými (SERS, SEIRA) a nanospektroskopickými (TERS, SNIM) metodami
4) Získaná data přehledně zpracujte do disertační práce

Studium transportních charakteristik v různých typech bioreaktorů

Moucha Tomáš, prof. Dr. Ing. ( mou...@vscht.cz)
Výroba nových produktů v oblasti biotechnologie a farmacie je založena na návrhu bioreaktoru. Výběr vhodného typu bioreaktoru je klíčový s ohledem na maximální výtěžek, ale také je limitován životností přítomných mikroorganismů. Cílem doktorského studia je porovnat návrhové parametry (transportní charakteristiky) tří typů nejčastěji používaných bioreaktorů. Výsledky práce budou sloužit k charakterizaci rozdílů a podobností jednotlivých typů bioreaktorů z hlediska distribuce plynu, přenosu hmoty a promíchávání v závislosti na celkové energii dodávané do systému. Transportní charakteristiky budou získány experimentálně pro modelové vsádky, které budou navrženy na základě fyzikálních vlastností reálných médií. Obě spolupracující pracoviště jsou dostatečně vybavené a celkem disponují třemi typy bioreaktorů i) mechanicky míchaný reaktor, ii) probublávaná kolona a iii) air-lift reaktor. Všechny typy reaktorů jsou uzpůsobené pro měření transportních charakteristik stejnými a tudíž srovnatelnými metodami. Požadavky na uchazeče: VŠ vzdělání (magisterský studijní program) v oboru chemického inženýrství, strojního inženýrství, organické technologie, biotechnologie a podobných oborech; schopnost týmové, systematické a tvořivé práce; zájem o experimentální práci. Další informace Doc. Tomáš Moucha, budova B VŠCHT Praha, přízemí, místnost T02, e-mail: tomas.moucha@vscht.cz
Zásady: 1. To study the state of the art in hydrodynamics and mass transfer in stirred tank reactors, bubble columns and air-lift reactors.
2. To acquire the techniques of transport characteristics measurement (parameters describing the liquid mixing in bioreactors, volumetric mass transfer coefficient, gas hold-up, etc.).
3. To provide the systematic measurements of transport characteristics for different model liquids in three types of bioreactors: stirred tank reactor, bubble column and air-lift reactor.
4. According to obtained results, to compare the individual bioreactors, to characterize the similar and different properties and to assess their applicability.

Studium transportu plynů a kapalin v kompozitních membránách na bázi uhlíkových materiálů a grafenoxidu

Friess Karel, doc. Ing. Ph.D. ( fri...@vscht.cz)
Membránové separační procesy patří k moderním technologicky významným separačním metodám, které jsou v porovnání s klasickými separačními metodami ekonomičtější i ekologičtější. V posledních letech nacházejí uplatnění v chemickém, petrochemickém, farmaceutickém nebo potravinářském průmyslu. Technologicky se membrány, převážně polymerní, používají např. pro získání helia ze zemního plynu, oddělení vodíku od uhlovodíků, oxidu uhelnatého nebo dusíku a rovněž i pro odstranění oxidu uhličitého z bioplynu nebo par organických látek ze vzduchu. Grafenoxidové materiály náleží do moderní a dynamicky rostoucí skupiny materiálů a mají mnoho zajímavých vlastností využitelných pro membránové separaceplynů, např. vodíku od oxidu uhličitého. Vedle toho, separační schopnost připravených membrán bude testována pro účely selektivní separace organckých kontaminantů z vody. V naší laboratoři se tématice membránových separací věnujeme déle než 15 let a v současné době se podílíme na řešení grantů GA ČR a MŠMT, zaměřených na zvýšení efektivity membránových separačních procesů, přičemž vlastní doktorská disertační práce bude tematicky souviset s těmito projekty.
Zásady: 1) Literature search 2) a] Performing of permation and sorption experiments of H2, CO2 and others selected gases (O2, N2, CH4, H2, He, Ar, SF6) in graphene oxide membranes, b] pertraction of water and water solutions of organic compounds 3) Evaluation and elaboration of determined experimental data and calculation of transport parameters (coefficients of permeability, diffusion and sorption) 4) PhD thesis writing

Syntéza a charakterizace částic s imuno-adhesivními vlastnostmi

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)

Syntéza a charakterizace částic s imuno-adhesivními vlastnostmi

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)
Lizoňová Denisa, Ing. ( den...@gmail.com)

Syntéza a charakterizace kompozitních materiálů pro baterie na bázi křemíku

Hassouna Fatima, doc. Mgr. Ph.D. ( Fat...@vscht.cz)
Kopecký Dušan, doc. Ing. Ph.D. ( kop...@vscht.cz)
Křemík je považován za slibný anodový materiál lithium-iontových baterií příští generace a to zejména kvůli své vysoké teoretické specifické kapacitě, hojnému zastoupení a nízkému vybíjecímu potenciálu. Stále však existuje příliš mnoho vážných překážek, které musí být odstraněny před tím, než může být křemík v bateriích využíván šířeji. Jedná se zejména o problém velké objemové expanze křemíku při lithiaci a tvorba povrchové vrstvy oxidu. Jedním z řešení, které se nabízí, je vyvinout nové flexibilní, vodivé matrice na bázi uhlíkových materiálů v kombinaci spolu s křemíkovými nanokrystaly (SiNC). Tento kompozit by v sobě spojoval vazebné, mechanické a elektrické vlastnosti. Součástí práce bude také výzkum a diskuze základních mechanismů souvisejících s počáteční a dlouhodobou degradací kapacity nanokřemíkových materiálů.

Syntéza a charakterizace kompozitních materiálů pro baterie na bázi křemíku

Hassouna Fatima, doc. Mgr. Ph.D. ( Fat...@vscht.cz)
Kopecký Dušan, doc. Ing. Ph.D. ( kop...@vscht.cz)
Křemík je považován za slibný anodový materiál lithium-iontových baterií příští generace a to zejména kvůli své vysoké teoretické specifické kapacitě, hojnému zastoupení a nízkému vybíjecímu potenciálu. Stále však existuje příliš mnoho vážných překážek, které musí být odstraněny před tím, než může být křemík v bateriích využíván šířeji. Jedná se zejména o problém velké objemové expanze křemíku při lithiaci a tvorba povrchové vrstvy oxidu. Jedním z řešení, které se nabízí, je vyvinout nové flexibilní, vodivé matrice na bázi uhlíkových materiálů v kombinaci spolu s křemíkovými nanokrystaly (SiNC). Tento kompozit by v sobě spojoval vazebné, mechanické a elektrické vlastnosti. Součástí práce bude také výzkum a diskuze základních mechanismů souvisejících s počáteční a dlouhodobou degradací kapacity nanokřemíkových materiálů.

Syntéza a charakterizace kompozitních materiálů pro baterie na bázi křemíku

Hassouna Fatima, doc. Mgr. Ph.D. ( Fat...@vscht.cz)
Kopecký Dušan, doc. Ing. Ph.D. ( kop...@vscht.cz)
Křemík je považován za slibný anodový materiál lithium-iontových baterií příští generace a to zejména kvůli své vysoké teoretické specifické kapacitě, hojnému zastoupení a nízkému vybíjecímu potenciálu. Stále však existuje příliš mnoho vážných překážek, které musí být odstraněny před tím, než může být křemík v bateriích využíván šířeji. Jedná se zejména o problém velké objemové expanze křemíku při lithiaci a tvorba povrchové vrstvy oxidu. Jedním z řešení, které se nabízí, je vyvinout nové flexibilní, vodivé matrice na bázi uhlíkových materiálů v kombinaci spolu s křemíkovými nanokrystaly (SiNC). Tento kompozit by v sobě spojoval vazebné, mechanické a elektrické vlastnosti. Součástí práce bude také výzkum a diskuze základních mechanismů souvisejících s počáteční a dlouhodobou degradací kapacity nanokřemíkových materiálů.

Syntéza biologicky rozložitelných amfifilních blokových kopolymerů a jejich aplikace ve formulaci pro dodávání léčiva

Hassouna Fatima, doc. Mgr. Ph.D. ( Fat...@vscht.cz)
Díky jejich atraktivním vlastnostem, jako je obnovitelnost, biokompatibilita, biologická rozložitelnost a nízká toxicita, nalézají syntetické biologicky rozložitelné polymery uplatnění v oblasti dodávání léčiv. Mezi různými biologicky rozložitelnými polymery je polylaktid (PLA) jedním z nejpoužívanějších polymerů v oblasti medicíny. Tento projekt se bude zabývat přípravou kopolymerů na bázi PLA nesoucích různé funkční skupiny. Metody syntézy budou vybírány v závislosti na požadovaném typu funkcionalizace. Poté mohou být připraveny různé typy blokových kopolymerů PLA. Tyto kopolymery umožní přípravu vysoce mísitelných systémů léčivo/ polymer aplikovatelných v oblasti dodávání léčiv.

Teoretická studie přenosu elektronu v bio-organometalických komplexech

Heyda Jan, RNDr. Mgr. Ph.D. ( jan...@vscht.cz)
Záliš Stanislav, Ing. CSc. ( z...@jh-inst.cas.cz)
Přenos elektronu hraje klíčovou roli v mnoha signalizačních a katalytických dějích. Ty jsou nezbytné nejen pro fungování lidského těla, ale najdou uplatnění i v nanotechnologiích inspirovaných biologickými procesy. Teoretický výzkum těchto dějů je velmi náročný, neboť jejich popis vyžaduje nejen současné zahrnutí několika elektronických stavů, ale i poměrně široké spektrum prostorových a časových (femtosekundy až subnanosekundy) škál. Student bude v této dizertační práci využívat ab-initio molekulárně dynamické simulace na TD-DFT úrovni v QM/MM uspořádání se zahrnutím explicitního rozpouštědla. Tyto simulace budou prováděny ve výpočetním balíku TERACHEM, který intenzivně využívá GPU karet a tak umožňuje studovat relaxační a dynamické děje na dlouhých časových škálách. Vývoj systému krátce po laserové excitaci, nebo v blízkosti křížení elektronických stavů nesplňuje adiabatickou aproximaci a vyžaduje přesnější teoretický popis. Pro zahrnutí neadiabatických dějů bude využíván kvantově simulační software SHARC, vyvíjený ve spolupracující skupině prof. Gonzales (University of Vienna), ve které jsou plánovány vědecké pobyty uchazeče. Teoretické výsledky budou podpořeny unikátními časově-rozlišenými spektroskopickými daty (prof. Vlček). Výpočetní zdroje jsou/budou alokovány na institucionálním výpočetním klastru (GPU jádra) a v rámci národního superpočítačového centra (IT4I).


Termoplaktika vyztužená přírodními vlákny pro strukturální aplikace

Hassouna Fatima, doc. Mgr. Ph.D. ( Fat...@vscht.cz)

Testování s vysokou propustností a kontinuální výroba SMEDD systémů

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)

Testování s vysokou propustností a kontinuální výroba SMEDD systémů

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)

Transport nosičů náboje v nanostrukturovaných a nanokompozitních materiálech

Fitl Přemysl, Ing. Ph.D. ( f...@vscht.cz)
Vrňata Martin, prof. Ing. Dr. ( vrn...@vscht.cz)
Tématem práce je teoretické i praktické studium mechanismů přenosu náboje v nano-strukturovaných a nano-kompozitních materiálech připravených ve formě tenkých vrstev, povlaků, aerogelů. Cílem práce je návrh modelů popisující přenos náboje v reálných materiálech používaných pro chemické senzory. Vlastnosti nanostrukturovaných vzorků budou v závislosti na teplotě a intenzitě magnetického pole měřeny v systému Quantum Design - PPMS. Práce předpokládá (i) modelování a simulaci transportu nosičů náboje pomocí metody konečných prvků, (ii) návrh a realizaci software pro řízení, sběr a zpracování dat ze systému PPMS (iii) hledání analytického modelu popisujícího reálné (naměřené) vlastnosti vzorků v závislosti na jejich nanostruktuře.

Transport nosičů náboje v nanostrukturovaných a nanokompozitních materiálech

Fitl Přemysl, Ing. Ph.D. ( f...@vscht.cz)
Vrňata Martin, prof. Ing. Dr. ( vrn...@vscht.cz)
Tématem práce je teoretické i praktické studium mechanismů přenosu náboje v nano-strukturovaných a nano-kompozitních materiálech připravených ve formě tenkých vrstev, povlaků, aerogelů. Cílem práce je návrh modelů popisující přenos náboje v reálných materiálech používaných pro chemické senzory. Vlastnosti nanostrukturovaných vzorků budou v závislosti na teplotě a intenzitě magnetického pole měřeny v systému Quantum Design - PPMS. Práce předpokládá (i) modelování a simulaci transportu nosičů náboje pomocí metody konečných prvků, (ii) návrh a realizaci software pro řízení, sběr a zpracování dat ze systému PPMS (iii) hledání analytického modelu popisujícího reálné (naměřené) vlastnosti vzorků v závislosti na jejich nanostruktuře.

Triboelektrické cesty přispívající k separaci a recyklaci plastového odpadu

Kosek Juraj, prof. Dr. Ing. ( Jur...@vscht.cz)
Zubov Alexandr, Ing. Ph.D. ( Ale...@vscht.cz)
Recyklace je jednou z vhodných a ekologických cest pro zpracování velkých objemů plastového odpadu. Většina plastového odpadu je v současné době spálena nebo končí na skládkách a není recyklována, ačkoliv je veřejnost přesvědčena o opaku. Jedním z klíčových problémů recyklace je před-separace plastového odpadu, protože jen dobře separovaný odpad může být efektivně recyklován do produktů s vysokou přidanou hodnotou. Dokonce i spalovny preferují před-separovaný plastový odpad, především odseparování plastů obsahujících halogeny.

Současné metody ruční separace, separace IČ senzory nebo metody založené na rozdílu hustot nejsou dostatečně účinné. Novou slibnou technikou je triboelektrická separace založená na dosažení různého elektrostatického náboje tribonabíjením (nabíjení třením materiálů) a následnou separací nabitých částic v elektrickém poli.

Cílem tohoto doktorského projektu je získání systematických souborů dat o nabíjení a vybíjení plastových částic, které umožní vybudování obecných modelů a optimalizaci triboelektrické před-separace plastů. Řízení velikosti povrchového náboje na materiálech bude ústředním úkolem. Současně se doktorand bude zajímat řadou otevřených problémů: (i) vztahem mezi nabíjením a mechanickými/chemickými vlastnostmi materiálů, (ii) disipací a neutralizací elektrického náboje, (iii) nabíjením prášků za podmínek simulujících jejich reálnou průmyslovou produkci, (iv) vlivem nabíjení na zanášení stěn zařízení, a (v) nabíjením pro separaci a recyklaci plastových materiálů.

Jedná se o průkopnický projekt, který je vysoce aktuální a vhodný pro doktorandy se zájmem o fyzikálně-chemické základy výše popsaných dějů. Doktorand bude spolupracovat s vysoce kvalifikovanými doktorandy a postdoky v naší výzkumné skupině a bude také spolupracovat s evropskými partnery. Naše laboratoř je dobře připravena a vybavena pro studium triboelektrických a separačních procesů (Faradayovy nádoby, nabíjení v koroně, vysoko-napěťový separátor) a pro charakterizaci textury prášku a materiálových vlastností (mikro-tomografie, mikroskopie atomárních sil – AFM).

Info: telefon +420 220 44 3296, kancelář B-145, e-mail jkk@vscht.cz, web http://kosekgroup.cz

Utváření mikro a nanostrukturovaných tepelně izolačních materiálů

Kosek Juraj, prof. Dr. Ing. ( Jur...@vscht.cz)
Zubov Alexandr, Ing. Ph.D. ( Ale...@vscht.cz)
Cílem tohoto projektu je optimalizace izolačních vlastností stávajících materiálů a vývoj nové generace izolačních materiálů na základě experimentálních a teoretických poznatků o utváření mikro- a nanostrukturovaných materiálů. Tyto materiály by výrazně snížily spotřebu energie na vytápění a také klimatizaci budov.

Připravovat mikro- a nanostrukturované materiály lze několika způsoby. Doktorand(ka) se bude věnovat zejména těmto metodám přípravy: (i) laserově a (ii) tlakově vyvolanému vypěňování a (iii) tepelně vyvolané fázové separaci. Laserově indukované vypěňování je zcela nová metoda, která umožňuje pozorovat prvopočátky utváření mikro- a nanostrukturovaných materiálů. Znalosti o prvopočátcích utváření takovýchto materiálů jsou nedostatečné, proto se stále ještě ve velkém nevyrábí mikro- a nanostrukturované materiály, jejichž tepelně izolační vlastnosti několikanásobně převyšují vlastnosti stávajících materiálů.

Tlakově vyvolané vypěňování umožňuje optimalizaci stávajících materiálů a používá se k tomu na místo běžně užívaných organických nadouvadel superkritický CO2, který je k životnímu prostředí šetrnější. Metoda tepelně indukované fázové separace umožňuje připravovat různé mikro- a nanostrukturované materiály. Tím se otevírají nejen nové aplikační možnosti daných materiálů, ale také vývoj nové generace izolačních materiálů.

Doktorand(ka) bude mít k dispozici laboratoře velmi dobře vybavené pro strukturní analýzu materiálů (optický mikroskop, mikro-CT, SEM, AFM, Hg porozimetr, He pyknometr, BET, konfokální Raman) včetně přístrojů pro studium sorpčních, transportních a tepelně izolačních vlastností. Doktorand(ka) bude spolupracovat s AV ČR a s NTC-ZČU a bude vyslán(a) na pracovní pobyt na některé z evropských spolupracovišť. Tato práce je podporována granty a průmyslovými spolupracemi.

Info: tel. 220 44 3296, č.dv. B-145, e-mailjkk@vscht.cz, web http://kosekgroup.cz

Vliv fyzikálních vlastností vsádek na přenos hmoty v různých typech bioreaktorů

Zedníková Mária, Ing. Ph.D. ( zed...@vscht.cz)
Moucha Tomáš, prof. Dr. Ing. ( mou...@vscht.cz)
Výroba nových produktů v oblasti biotechnologie a farmacie je často spojena s kontinuální změnou fyzikálních vlastností kapalin v průběhu fermentačního procesu. Fyzikální vlastnosti vsádky ovlivňují zejména přenos hmoty mezi plynem a kapalinou a proto hrají klíčovou roli při návrhu bioreaktoru. Cílem doktorské práce je studium přenosu hmoty v závislosti na fyzikálních vlastnostech použitých kapalných medií (viskozita, přítomnost různých solí a povrchově aktivních látek) ve třech typech nejčastěji používaných bioreaktorů.
Práce je zamýšlena jako spolupráce Ústavu chemických procesů AV ČR (pracoviště školitelky) a VŠCHT Praha (pracoviště konzultanta) a vhodně se doplňuje s druhou prací vypsanou zde uvedeným konzultantem. Obě pracoviště jsou vybavena potřebnými aparáty, disponují třemi typy bioreaktorů i) mechanicky míchaná nádoba, ii) probublávaná kolona a iii) air-lift reaktor. Všechny typy reaktorů jsou uzpůsobeny pro měření objemového koeficientu přestupu hmoty stejnými metodami, které tudíž poskytnou porovnatelné výsledky.
Požadavky na uchazeče: VŠ vzdělání (magisterský studijní program) v oboru chemického inženýrství, strojního inženýrství, organické technologie, biotechnologie a podobných oborech; schopnost týmové, systematické a tvořivé práce; zájem o experimentální práci.
Zásady: 1. Perform the literary research on the topic dealing with the effect of liquid physical properties on the mass transfer in gas-liquid dispersion..
2. Learn the measurement techniques of liquid physical properties and of interfacial properties (dynamic surface tension, interfacial viscoelasticity). Learn the measurement technique of volumetric mass transport coefficient by dynamic pressure method.
3. Perform the systematic measurements of volumetric mass transport coefficient for defined liquids in three types of bioreactors: stirred tank reactor, bubble column and air-lift reactor.
4. Based on the obtained results, evaluate the effect of various liquid properties on the mass transfer in the gas-liquid dispersion.

Vliv fyzikálních vlastností vsádek na přenos hmoty v různých typech bioreaktorů

Zedníková Mária, Ing. Ph.D. ( zed...@vscht.cz)
Moucha Tomáš, prof. Dr. Ing. ( mou...@vscht.cz)
Výroba nových produktů v oblasti biotechnologie a farmacie je často spojena s kontinuální změnou fyzikálních vlastností kapalin v průběhu fermentačního procesu. Fyzikální vlastnosti vsádky ovlivňují zejména přenos hmoty mezi plynem a kapalinou a proto hrají klíčovou roli při návrhu bioreaktoru. Cílem doktorské práce je studium přenosu hmoty v závislosti na fyzikálních vlastnostech použitých kapalných medií (viskozita, přítomnost různých solí a povrchově aktivních látek) ve třech typech nejčastěji používaných bioreaktorů.
Práce je zamýšlena jako spolupráce Ústavu chemických procesů AV ČR (pracoviště školitelky) a VŠCHT Praha (pracoviště konzultanta) a vhodně se doplňuje s druhou prací vypsanou zde uvedeným konzultantem. Obě pracoviště jsou vybavena potřebnými aparáty, disponují třemi typy bioreaktorů i) mechanicky míchaná nádoba, ii) probublávaná kolona a iii) air-lift reaktor. Všechny typy reaktorů jsou uzpůsobeny pro měření objemového koeficientu přestupu hmoty stejnými metodami, které tudíž poskytnou porovnatelné výsledky.
Požadavky na uchazeče: VŠ vzdělání (magisterský studijní program) v oboru chemického inženýrství, strojního inženýrství, organické technologie, biotechnologie a podobných oborech; schopnost týmové, systematické a tvořivé práce; zájem o experimentální práci.
Zásady: 1. Prostudujte odbornou literaturu na téma vliv fyzikálních vlastností kapaliny na přenos hmoty v disperzi kapalina-plyn.
2. Osvojte si techniky měření fyzikálních vlastností kapalin a vlastností mezifázového povrchu (dynamické povrchové napětí, viskoelasticita povrchu). Osvojte si techniku měření objemového koeficientu přenosu hmoty dynamickou tlakovou metodou.
3. Proveďte systematická měření objemového koeficientu přestupu hmoty pro definované vsádky ve třech typech bioreaktorů: mechanicky míchaný reaktor, probublávaná kolona a air-lift reaktor.
4. Na základě získaných výsledků vyhodnoťte vliv různých fyzikálních vlastností na přenos hmoty v disperzi kapalina plyn.

Vliv struktury kompozitních částic pro cílené doručování léčiv

Tokárová Viola, Ing. Ph.D. ( vio...@vscht.cz)
Zapouzdření aktivních látek do mikroskopických nosičů nachází své praktické uplatnění v potravinářském průmyslu, kosmetice a farmacii. Aktivní látka je tím chráněna od okolí a může být doručena až do místa účinku (např.: poškozená tkáň, nádorové onemocnění). Cílem této práce je připravit částice s různorodou architekturou a topografii (např.: jádro-slupka, mikro-strukturované částice, vláknitá struktura) a zkoumat vliv architektury částic na kinetiku vylučování zapouzdřené aktivní složky. Pro přípravu kompozitních částicových systémů v této práci budou využity metody rozprašovacího sušení, enkapsulace a mikrofluidiky. Aktivní složka bude vybrána s ohledem na biomedicínskou aplikaci.

Vliv struktury kompozitních částic pro cílené doručování léčiv

Tokárová Viola, Ing. Ph.D. ( vio...@vscht.cz)
Zapouzdření aktivních látek do mikroskopických nosičů nachází své praktické uplatnění v potravinářském průmyslu, kosmetice a farmacii. Aktivní látka je tím chráněna od okolí a může být doručena až do místa účinku (např.: poškozená tkáň, nádorové onemocnění). Cílem této práce je připravit částice s různorodou architekturou a topografii (např.: jádro-slupka, mikro-strukturované částice, vláknitá struktura) a zkoumat vliv architektury částic na kinetiku vylučování zapouzdřené aktivní složky. Pro přípravu kompozitních částicových systémů v této práci budou využity metody rozprašovacího sušení, enkapsulace a mikrofluidiky. Aktivní složka bude vybrána s ohledem na biomedicínskou aplikaci.

Vliv termodynamické neideality na membránové separace

Vopička Ondřej, doc. Ing. Ph.D. ( vop...@vscht.cz)
Vrbka Pavel, Dr. Ing. ( vrb...@vscht.cz)
Předmětem doktorské práce je experimentální studium membránových metod dělení kapalných směsí a rozšíření základních principů. Součástí práce je vývoj optimalizovaných membránově-separačních metod a postupů. Řešitel práce (doktorand) by měl získat originální data, vyvíjet modely a rozšířit vhled do klíčových principů ve v současnosti obtížně predikovatelných membránových separacích.
Zásady: 1) Literární rešerše na téma popisu přenosu hmoty v membránových separacích s důrazem na jeho souvislost s termodynamiku kapalných fází.
2) Vývoj a aplikace prediktivních a korelativních modelů pro popis termodynamické neideality kapalných směsí.
3) Měření charakteristik membránových separací (tok, selektivita,...) pro relevantní membrány a systémy.
4) Měření termodynamické neideality kapalných směsí tam, kde chybí literární data nebo selhávají predikce.
5) Prezentování výsledků, sepsání doktorské práce a její obhajoba.

Výpočetní elektrochemie: Vývoj metod a aplikace

Slavíček Petr, prof. RNDr. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Práce je zaměřena na vývoj nových přístupů pro popis dějů s přenosem náboje. Budou zkoumány děje, při kterých je náboj přenášen mezi mezi molekulami stejně jako mezi elektrodou a molekulou. Budou přitom využity moderní přístupy ab initio molekulové dynamiky. Více k nalezení na http://photox.vscht.cz/

Využití aerogelů pro senzory plynů

Fitl Přemysl, Ing. Ph.D. ( f...@vscht.cz)
Vrňata Martin, prof. Ing. Dr. ( vrn...@vscht.cz)
Významný rozvoj technologií přípravy nanomateriálů v posledních dvou dekádách umožnil přípravu celé řady senzoricky aktivních materiálů s unikátní strukturou a vlastnostmi. Poměrně jednoduchou technikou superkritického sušení je dnes z materiálů používaných pro chemické senzory možno připravovat aktivní vrstvy ve formě aerogelů. Z hlediska chemické senzoriky vykazují takto nanostrukturované materiály v mnoha směrech unikátní vlastnosti (vysoká citlivost a selektivita, velký aktivní povrch). Cílem práce bude návrh a realizace senzorů na bázi aerogelů tvořených anorganickými oxidy a jejich případnou chemickou (selektivní organické receptory, modifikátory povrchového napětí) a fyzikální modifikací (laserové žíhání, zabudování katalyticky aktivních nanočástic). Pro vyhodnocováni senzorické odezvy se bude využívat impedanční spektroskopie a UV-VIS-NIR spektrometrie.

Využití metod informačního vytěžování experimentálních dat pro monitorování a řízení biotechnologických procesů

Hrnčiřík Pavel, doc. Ing. Ph.D. ( hrn...@vscht.cz)
Při výzkumu biotechnologických procesů jsou generována experimentální data různorodé struktury a kvality. V těchto značně heterogenních datech jsou však obsaženy významné informace o vlastnostech těchto procesů. Tato práce je zaměřena na studium a aplikaci vybraných metod z oblasti umělé inteligence a strojového učení při zpracování těchto dat. Získané znalosti budou následně použity k pokročilému monitorování a řízení vybraného modelového biotechnologického procesu.

Využití metod informačního vytěžování experimentálních dat pro monitorování a řízení biotechnologických procesů

Hrnčiřík Pavel, doc. Ing. Ph.D. ( hrn...@vscht.cz)
Při výzkumu biotechnologických procesů jsou generována experimentální data různorodé struktury a kvality. V těchto značně heterogenních datech jsou však obsaženy významné informace o vlastnostech těchto procesů. Tato práce je zaměřena na studium a aplikaci vybraných metod z oblasti umělé inteligence a strojového učení při zpracování těchto dat. Získané znalosti budou následně použity k pokročilému monitorování a řízení vybraného modelového biotechnologického procesu.

Využití metod prostorové analýzy pro forenzní vědy

Hrnčiřík Pavel, doc. Ing. Ph.D. ( hrn...@vscht.cz)
Většina dat zpracovávaných v rámci forenzních věd zahrnuje i prostorovou složku udávající polohu popisovaných objektů (např. GPS data). Důležitou součástí počítačového zpracování tohoto typu dat tak zahrnuje i aplikaci pokročilých metod prostorové analýzy pro zjištění vybraných souvislostí obsažených v datech. Tato práce je konkrétně zaměřena na pokročilé zpracování a analýzu dat popisující nálezy různých typů projektilů v terénu.

Využití metod prostorové analýzy pro forenzní vědy

Hrnčiřík Pavel, doc. Ing. Ph.D. ( hrn...@vscht.cz)
Většina dat zpracovávaných v rámci forenzních věd zahrnuje i prostorovou složku udávající polohu popisovaných objektů (např. GPS data). Důležitou součástí počítačového zpracování tohoto typu dat tak zahrnuje i aplikaci pokročilých metod prostorové analýzy pro zjištění vybraných souvislostí obsažených v datech. Tato práce je konkrétně zaměřena na pokročilé zpracování a analýzu dat popisující nálezy různých typů projektilů v terénu.

Využití nízkoteplotního plazmatu v zemědělství

Scholtz Vladimír, doc. Ing. Ph.D. ( sch...@vscht.cz)
Jirešová Jana, Dr. Mgr. ( jir...@vscht.cz)
Využití nízkoteplotního plazmatu v zemědělství, zejména pro ošetření semen a mladých rostlin je nová a rozvýjející se oblast vědeckého bádání. Plazma má příznivé účinky na klíčivost rostlin, jejich počáteční růst jako i celkovou výtěžnost produkce. Práce je zaměřena především na koronové výboje a jejich perspektivu pro prolomení dormance semen vybraných rostlin a studium ovlivnění jejich klíčivosti a růstu. Zároveň je tady prostor pro výzkum vlivu baktericidního agens korónových výbojů na různé typy bakterií, jejich spór, kvasinek, hub a jiných mikroorganismů nachádzejících se na povrchu semen nebo jiných plodů.

Využití pokročilých metod adaptivní filtrace pro detekci novosti

Mareš Jan, doc. Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Vrba Jan, Ing. ( Jan...@vscht.cz)
Téma práce je zaměřené na vývoj a implementaci metodiky tzv. detekce novosti v procesních datech. Projekt je založen na analýze vybraných reálných (komplexních) procesních dat. Práce předpokládá (i) studium pokročilých metod analýzy signálů, (ii) návrh konkrétních metod a algoritmů pro adaptivní filtraci dat a detekci novosti s využitím metody Extrem Seeking Entropy (iii) implementaci a verifikaci.

Využití pokročilých metod adaptivní filtrace pro detekci novosti

Mareš Jan, doc. Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Vrba Jan, Ing. ( Jan...@vscht.cz)
Téma práce je zaměřené na vývoj a implementaci metodiky tzv. detekce novosti v procesních datech. Projekt je založen na analýze vybraných reálných (komplexních) procesních dat. Práce předpokládá (i) studium pokročilých metod analýzy signálů, (ii) návrh konkrétních metod a algoritmů pro adaptivní filtraci dat a detekci novosti s využitím metody Extrem Seeking Entropy (iii) implementaci a verifikaci.

Využití pokročilých metod zpracování signálů při návrhu virtuálního velínu

Mareš Jan, doc. Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Téma práce je zaměřené na vývoj a realizaci tzv. virtuálního velínu vybraného reálného technologického procesu. Projekt je založen na analýze vybraných biomedicínských dat, 3D modelování a virtuální realitě v inženýrství. Práce předpokládá (i) studium pokročilých metod analýzy biomedicínských signálů a 3D modelování, (ii) návrh konkrétních metod a algoritmů pro virtualizaci a řízení procesu (iii) implementaci a verifikaci.

Využití pokročilých metod zpracování signálů při návrhu virtuálního velínu

Mareš Jan, doc. Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Téma práce je zaměřené na vývoj a realizaci tzv. virtuálního velínu vybraného reálného technologického procesu. Projekt je založen na analýze vybraných biomedicínských dat, 3D modelování a virtuální realitě v inženýrství. Práce předpokládá (i) studium pokročilých metod analýzy biomedicínských signálů a 3D modelování, (ii) návrh konkrétních metod a algoritmů pro virtualizaci a řízení procesu (iii) implementaci a verifikaci.

Vývoj a aplikace digitálního dvojče bioreaktoru pro modelování produkce biofarmaceutik

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Výroba biofarmaceutik se obvykle provádí v míchaných a probublávaných bioreaktorech, které kombinují tok tekutin a metabolismus mikroorganismů za vzniku konečného produktu v požadovaném množství a kvalitě. Často však souhra mezi špatným mícháním, nízkými koncentracemi rozpuštěného kyslíku, vysokým množstvím CO2 a vysokým smykovým napětím negativně ovlivňuje chování buněk, což má za následek nižší množství produktu a sníženou kvalitu produktu. V tomto projektu použijeme nedávno vyvinutý CFD model míchaného a probublávaného bioreaktoru, který je schopen předpovědět smykové napětí a dobu míchání, a rozšířit jej o výpočet koncentrace rozpuštěného O2 a CO2, metabolizmus substrátu a uvolňování metabolických produktů. Informace o toku tekutin budou kombinovány s hybridním modelem popisujícím podrobný metabolismus mikroorganizmů kultivovaných v bioreaktoru. Parametry modelu budou získány z experimentálních dat měřeným ve fermentorech různých velikostí. Po ověření bude vyvinutý model použit k testování a návrhu úprav stávajících fermentorů za účelem optimalizace fermentačního procesu.

Vývoj a aplikace digitálního dvojče bioreaktoru pro modelování produkce biofarmaceutik

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Výroba biofarmaceutik se obvykle provádí v míchaných a probublávaných bioreaktorech, které kombinují tok tekutin a metabolismus mikroorganismů za vzniku konečného produktu v požadovaném množství a kvalitě. Často však souhra mezi špatným mícháním, nízkými koncentracemi rozpuštěného kyslíku, vysokým množstvím CO2 a vysokým smykovým napětím negativně ovlivňuje chování buněk, což má za následek nižší množství produktu a sníženou kvalitu produktu. V tomto projektu použijeme nedávno vyvinutý CFD model míchaného a probublávaného bioreaktoru, který je schopen předpovědět smykové napětí a dobu míchání, a rozšířit jej o výpočet koncentrace rozpuštěného O2 a CO2, metabolizmus substrátu a uvolňování metabolických produktů. Informace o toku tekutin budou kombinovány s hybridním modelem popisujícím podrobný metabolismus mikroorganizmů kultivovaných v bioreaktoru. Parametry modelu budou získány z experimentálních dat měřeným ve fermentorech různých velikostí. Po ověření bude vyvinutý model použit k testování a návrhu úprav stávajících fermentorů za účelem optimalizace fermentačního procesu.

Vývoj metodiky zvětšování měřítka (scaling-up) průmyslových míchaných reaktorů

Moucha Tomáš, prof. Dr. Ing. ( mou...@vscht.cz)
Mezi zařízení často v průmyslu používaná k intenzifikaci kontaktu plynu a kapaliny patří mechanicky míchané nádoby. Příkladem průmyslových aplikací takových zařízení mohou být kromě aerobních fermentací (kdy hovoříme o fermentoru) rovněž chlorace nebo hydrogenace (kdy hovoříme o vícefázovém míchaném reaktoru). V mnoha případech je produkční kapacita zařízení dána rychlostí absorpce či desorpce plynu do/z kapaliny (například limitace kyslíkem, či odvodem produkovaného CO2), tj. slovy chemického inženýrství dějem určujícím rychlost celého procesu je mezifázový transport hmoty mezi plynem a kapalinou. Klíčovým parametrem při návrhu takových zařízení je potom objemový koeficient přestupu hmoty kLa. Cílem výzkumu je nalézt metodiku návrhu průmyslových zařízení pro procesy, ve kterých je rychlost určujícím dějem mezifázový transport hmoty. Jedná se o návrhy na základě dat měřených v zařízeních laboratorního a poloprovozního měřítka, tedy o formulaci pravidel pro scaling-up. Za tímto účelem byla v laboratorních nádobách průměru 20 a 30 cm již dříve provedena rozsáhlá měření příkonu, zádrže plynu a objemového koeficientu přestupu hmoty v různých typech vsádek (koalescentní, nekoalescentní, viskózní) a s různými typy míchadel (různé směry čerpání od radiálního k axiálnímu) včetně uspořádání s kombinací více míchadel na společné hřídeli. V posledních letech jsou vedeny experimenty na poloprovozní aparatuře s nádobou průměru 60 cm se třemi míchadly na společné hřídeli. Aparatura je vybavena moderním software řízení a sběru dat používaným v průmyslu. V poloprovozní nádobě byla provedena měření s čistou vodou a s roztokem síranu sodného, což reprezentuje koalescentní a nekoalescentní vsádku. Nyní jsou vedeny experimenty ve vsádce s vyšší viskozitou, neboť takové vsádky se vyskytují v mnoha biochemických výrobách. V mnoha aplikacích se také jedná o suspenze s mikroorganismy, jejichž kolonie tvoří významný podíl pevné fáze ve vsádce, čímž ovlivňují hodnoty transportních charakteristik. Je proto třeba proměřit transportní charakteristiky za těchto situací. Cílem doktorské práce je opatřit soubor transportních charakteristik měřením na poloprovozní nádobě, kde bude použita kapalná vsádka s vyšší viskozitou odpovídající kapalinám v biochemických výrobách, a v nádobě průměru 30 cm za přítomnosti pevných částic. Z transportních charakteristik budou proměřovány příkon míchadel, zádrž plynu a objemový koeficient přestupu hmoty, kLa. Na základě analýzy dat změřených na zařízeních různých velikostí bude hledána metodika využití dat z laboratorního zařízení k návrhu zařízení průmyslové velikosti. Doktorand se seznámí s matematickými modely mezifázového transportu hmoty, s měřícím a řídícím software používaným v průmyslu a se způsoby měření mezifázového transportu hmoty ve větší šíři, neboť bude pracovat v kolektivu zabývajícím se také návrhy destilačních a absorpčních kolon a bublaných kolon s ejektorem. Další informace: Tomáš Moucha, tel. 2044 3299, budova B, přízemí, č.dv. T02a, e-mail mouchat@vscht.cz
Zásady: 1. Get familiar with the methodology of industrial gas-liquid contactors (GLC) design and with the basics of an interfacial mass transfer.
2. Get familiar with the transport characteristics used in industrial GLC design and study the interfacial mass transfer theories
3. Learn the experimental techniques to determine the transport characteristics needed in industrial GLC design and get familiar with the evaluation models
4. Build a plan of experiments and evaluation procedures to obtain original results complementary with those measured on the workplace earlier
5. With the use of the database already developed on the workplace, expand the design methodology of GLC, for example, by liquid viscosity effect

Vývoj moderních štítů elektromagnetického záření jako pasivní ochrany informací před odposloucháváním

Kopecký Dušan, doc. Ing. Ph.D. ( kop...@vscht.cz)
Hassouna Fatima, doc. Mgr. Ph.D. ( Fat...@vscht.cz)
Rozšiřování moderní elektroniky, integrovaných obvodů, mikroprocesorů a obecně komunikační a výpočetní techniky s sebou přináší i vysoké riziko vyzrazení kritických informací o infrastruktuře, ve kterých jsou tyto prvky využívány. V krajním případě může dojít i k úniku či převzetí administrátorských oprávnění, což může být zneužito k digitálnímu vandalismu, vyzrazení důležitých informací či útokům na infrastrukturu samotnou. Jednou z velice efektivních a obtížně odhalitelných metod těchto útoků je i vzdálené odposlouchávání informací, jež jsou emanovány z elektronických zařízení ve formě elektrického či magnetického pole. S rozvojem levné rádiové techniky a v důsledků snadno dostupných knihoven a algoritmů pro zpracování signálu již nemusí být podobný útok pouze doménou bohatých, státy sponzorovaných, organizací, ale postupně může být osvojován běžnou hackerskou komunitou a zneužíván ke kriminálním účelům.
Cílem této práce je tedy prozkoumat možnosti a vyvinout a otestovat lehké a flexibilní ochranné štíty na bázi moderních nanomateriálů, které budou sloužit jako účinná pasivní ochrana elektronických zařízení před vzdáleným odposloucháváním informací. Za tímto účelem budou připraveny nové kompozitní materiály na bázi elektricky vodivých nanočástic s magnetickými vlastnostmi. Budou studovány možnosti jejich kompatibilizace s nosičem, chemická struktura a morfologie, mechanické, elektrické a magnetické vlastnosti a metody a možnosti jejich zpracování do požadovaného tvaru a formy vhodné k využití v miniaturní elektronice. Součástí experimentů bude i testování pasivních štítů v simulovaných i reálných podmínkách a vyhodnocování jejich schopnosti tlumit elektromagnetické vlnění vyzařované elektronickými zařízeními.

Vývoj moderních štítů elektromagnetického záření jako pasivní ochrany informací před odposloucháváním

Kopecký Dušan, doc. Ing. Ph.D. ( kop...@vscht.cz)
Hassouna Fatima, doc. Mgr. Ph.D. ( Fat...@vscht.cz)
Rozšiřování moderní elektroniky, integrovaných obvodů, mikroprocesorů a obecně komunikační a výpočetní techniky s sebou přináší i vysoké riziko vyzrazení kritických informací o infrastruktuře, ve kterých jsou tyto prvky využívány. V krajním případě může dojít i k úniku či převzetí administrátorských oprávnění, což může být zneužito k digitálnímu vandalismu, vyzrazení důležitých informací či útokům na infrastrukturu samotnou. Jednou z velice efektivních a obtížně odhalitelných metod těchto útoků je i vzdálené odposlouchávání informací, jež jsou emanovány z elektronických zařízení ve formě elektrického či magnetického pole. S rozvojem levné rádiové techniky a v důsledků snadno dostupných knihoven a algoritmů pro zpracování signálu již nemusí být podobný útok pouze doménou bohatých, státy sponzorovaných, organizací, ale postupně může být osvojován běžnou hackerskou komunitou a zneužíván ke kriminálním účelům.
Cílem této práce je tedy prozkoumat možnosti a vyvinout a otestovat lehké a flexibilní ochranné štíty na bázi moderních nanomateriálů, které budou sloužit jako účinná pasivní ochrana elektronických zařízení před vzdáleným odposloucháváním informací. Za tímto účelem budou připraveny nové kompozitní materiály na bázi elektricky vodivých nanočástic s magnetickými vlastnostmi. Budou studovány možnosti jejich kompatibilizace s nosičem, chemická struktura a morfologie, mechanické, elektrické a magnetické vlastnosti a metody a možnosti jejich zpracování do požadovaného tvaru a formy vhodné k využití v miniaturní elektronice. Součástí experimentů bude i testování pasivních štítů v simulovaných i reálných podmínkách a vyhodnocování jejich schopnosti tlumit elektromagnetické vlnění vyzařované elektronickými zařízeními.

Vývoj postupů pro studium extrémně nízkých tlaků nasycených par

Štejfa Vojtěch, Ing. Ph.D. ( STE...@vscht.cz)
Fulem Michal, prof. Ing. Ph.D. ( ful...@vscht.cz)
Studium tlaků par v oblasti extrémně nízkých tlaků je z technického a metodologického hlediska velmi obtížná disciplína. Možnosti měření ve středotlaké oblasti (> 1 kPa, ebuliometrie) a nízkotlaké oblasti (> 1 Pa, statická metoda) jsou poměrně dobře zpracované a lze dosáhnou nejistot měření menších než 1%. Pro méně těkavé látky doposud neexistují žádné standardy a dostupná data často vykazují vysoké odchylky, v desítkách procent i celých řádech.
V naší laboratoři byly v poslední době zkonstruovány dvě aparatury pro měření tlaků par extrémně málo těkavých látek: statická aparatura s teplotním rozsahem až do 200°C a efúzní aparatura s křemennými mikrovahami. Vysokoteplotní statická aparatura umožňuje přesná měření a v kombinaci se simultánní korelací lze docílit i přesného přepočtu na pokojovou teplotu. Nelze ji ale použít např. pro látky, u nichž dochází k termálnímu rozkladu. Data naměřená pro stabilní a dobře dostupné látky by však mohla být použita jako reference při testování metod měření s problematickou důvěryhodností určených pro ještě nižší tlaky. Mezi ně patří především různé varianty efúzní aparatury – gravimetrická, s křemennými mikrovahami nebo hmotnostním spektrometrem. Využití této metody vyžaduje důkladné a důsledné testování, po kterém má kapacitu produkovat data blížící se svou nejistotu statickým aparaturám, ovšem pro látky s o několik řádů nižšími tlaky par.
Aparatury a zpracovaná metodologie jejich používání mohou být následně aplikovány pro studium environmentálně a biologicky zajímavých látek jako jsou polyaromatické uhlovodíky, iontové kapaliny nebo aminokyseliny.

Vývoj vysoce výkonných flexibilních superkapacitorů na bázi nanocelulózy a vodivýchpolymerůPoskytovatel

Hassouna Fatima, doc. Mgr. Ph.D. ( Fat...@vscht.cz)
Cílem tohoto projektu je navrhnout nový typ pružných a lehkých elektrod založených na udržitelných materiálech. Elektrody budou následně využity ve vývoji výkonných superkapacitorů s ohebnou strukturou a vysokou kapacitou. Přírodní celulózová nanovlákna (CNF) budou kombinována s elektricky vodivými polymery (ECP) a nanoplniv (např. uhlíkové nanomateriály) a následně využita jako matrice pro přípravu elektrod superkapacitorů s využitím přístupu „bottom-up“. CNF zajistí funkci mechanického skeletu schopného vysoké deformace a rovněž funkci šablony pro chemickou funkcionalizaci povrchu elektrod. Zkoumány budou také nové způsoby kompatibilizace polymerů a nanoplniv s cílem spojit vzájemně odlišné materiály s různými vlastnostmi do formy porézních elektrod na bázi CNF-ECP, které se budou vyznačovat optimální morfologií a vlastnostmi. Elektrody vykazující nejlepší kapacitu, pružnost a tepelnou stabilitu budou použity při přípravě a testování prototypů superkapacitorů.

Vývoj vysoce výkonných flexibilních superkapacitorů na bázi nanocelulózy a vodivýchpolymerůPoskytovatel

Hassouna Fatima, doc. Mgr. Ph.D. ( Fat...@vscht.cz)
Mazúr Petr, Ing. Ph.D.
Cílem tohoto projektu je navrhnout nový typ pružných a lehkých elektrod založených na udržitelných materiálech. Elektrody budou následně využity ve vývoji výkonných superkapacitorů s ohebnou strukturou a vysokou kapacitou. Přírodní celulózová nanovlákna (CNF) budou kombinována s elektricky vodivými polymery (ECP) a nanoplniv (např. uhlíkové nanomateriály) a následně využita jako matrice pro přípravu elektrod superkapacitorů s využitím přístupu „bottom-up“. CNF zajistí funkci mechanického skeletu schopného vysoké deformace a rovněž funkci šablony pro chemickou funkcionalizaci povrchu elektrod. Zkoumány budou také nové způsoby kompatibilizace polymerů a nanoplniv s cílem spojit vzájemně odlišné materiály s různými vlastnostmi do formy porézních elektrod na bázi CNF-ECP, které se budou vyznačovat optimální morfologií a vlastnostmi. Elektrody vykazující nejlepší kapacitu, pružnost a tepelnou stabilitu budou použity při přípravě a testování prototypů superkapacitorů.

Vývoj 3D buněčných kultur pro testování nosičů léčiv

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)
Selektivní adheze koloidních nosičů používaných pro doručování léčiv k buňkám cílové tkáně je klíčovým předpokladem pro jejích úspěšnou aplikaci. Testování in vivo s sebou kromě vysoké nákladnosti a etických otázek přináší i řadu technických problémů, zejména relevanci zvířecích modelů. Alternativním přístupem je použití metod tkáňového inženýrství a testování koloidních nosičů přímo na "virtuálních orgánech" připravených ex vivo, avšak obsahujících buněšné linie vlastní budoucímu hostitelskému organismu. Cílem práce je rozpracovat tuto metodologii a využít ji pro vyhodnocovnání a screening chemických robotů.

Vývoj 3D buněčných kultur pro testování nosičů léčiv

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)
Selektivní adheze koloidních nosičů používaných pro doručování léčiv k buňkám cílové tkáně je klíčovým předpokladem pro jejích úspěšnou aplikaci. Testování in vivo s sebou kromě vysoké nákladnosti a etických otázek přináší i řadu technických problémů, zejména relevanci zvířecích modelů. Alternativním přístupem je použití metod tkáňového inženýrství a testování koloidních nosičů přímo na "virtuálních orgánech" připravených ex vivo, avšak obsahujících buněšné linie vlastní budoucímu hostitelskému organismu. Cílem práce je rozpracovat tuto metodologii a využít ji pro vyhodnocovnání a screening chemických robotů.

Význam topologických indexů pro určování podobnosti molekul

Mareš Jan, doc. Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Maxová Jana, RNDr. Ph.D. ( max...@vscht.cz)
Molekulové deskriptory umožňují matematicky popsat molekuly, což je uplatňováno v mnoha oborech, kde je třeba hledat nové látky se specifickými vlastnostmi či predikovat ne-známé vlastnosti látek. Důležitým typem molekulových deskriptorů jsou tzv. topologické indexy, které charakterizují danou molekulu podle její velikosti, míry větvení a celkového tvaru. Práce předpokládá (i) studium různých typů molekulových deskriptorů, zejména topologických indexů (ii) studium korelací konkrétních topologických indexů s vlastnostmi molekul (iii) porovnání algoritmické složitosti pro výpočet konkrétních topologických indexů (iv) implementace vybraných algoritmů pro výpočet konkrétních topologických indexů.

Význam topologických indexů pro určování podobnosti molekul

Mareš Jan, doc. Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Maxová Jana, RNDr. Ph.D. ( max...@vscht.cz)
Molekulové deskriptory umožňují matematicky popsat molekuly, což je uplatňováno v mnoha oborech, kde je třeba hledat nové látky se specifickými vlastnostmi či predikovat ne-známé vlastnosti látek. Důležitým typem molekulových deskriptorů jsou tzv. topologické indexy, které charakterizují danou molekulu podle její velikosti, míry větvení a celkového tvaru. Práce předpokládá (i) studium různých typů molekulových deskriptorů, zejména topologických indexů (ii) studium korelací konkrétních topologických indexů s vlastnostmi molekul (iii) porovnání algoritmické složitosti pro výpočet konkrétních topologických indexů (iv) implementace vybraných algoritmů pro výpočet konkrétních topologických indexů.

Zpracování signálů chemických senzorů pomocí algoritmů umělé inteligence

Vrňata Martin, prof. Ing. Dr. ( vrn...@vscht.cz)
Fitl Přemysl, Ing. Ph.D. ( f...@vscht.cz)
Jednou z možností jak zlepšit selektivitu a detekční vlastnosti moderních chemických senzorů je využití algoritmů umělé inteligence. Tématem práce je na základě rešerše a vlastních nápadů navrhnout, připravit a testovat nové přístupy pro zpracování a těžení dat z multi komponentních zdrojů jako je například GC/IMS spektrometr, senzory a senzorová pole s odezvou ve vizuálním, infračerveném a radiofrekvenčním poli elektromagnetického spektra. Při řešení práce se předpokládá využití hardwarové akcelerace zpracování dat a softwarově definovaného radia.

Zvětšování měřítka procesu farmaceutického rozprašovací sušení

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)

Zvětšování měřítka procesu farmaceutického rozprašovací sušení

Štěpánek František, prof. Ing. Ph.D. ( Fra...@vscht.cz)

Alterace jílových materiálů na rozhraní s cementovými materiály

Řezanka Pavel, doc. RNDr. Ing. Ph.D. ( pav...@vscht.cz)
Rozhraní zhutnělého bentonitu a cementových materiálů získává značnou pozornost v oblasti hlubinného ukládání vysoce aktivních odpadů. Práce bude spočívat v přípravě alterovaného bentonitu a jeho charakterizaci pomocí infračervené spektrometrie a sorpčních experimentů s radioizotopem cesia, příp. jiných vhodných technik.
Ústav analytické chemie

Analýza biologicky aktivních látek v tuhém stavu pomocí spektroskopických metod

Bouř Petr, prof. RNDr. CSc. ( b...@uochb.cas.cz)
Kaminský Jakub, Ing. Ph.D. ( kam...@uochb.cas.cz)
Mnoho léčiv, látek přítomných v potravě nebo jiných biologicky aktivních molekul je výhodné analyzovat jako tuhé látky. V práci se soustředíme na detekci modelových systémů pomocí infračervené a Ramanovy spektroskopie. Tyto metody jsou relativně jednoduché, ale mohou mít malou citlivost, vyžadovat složitou přípravu vzorku, a interpretace spekter může být obtížná. V projektu také doplníme standardní metody měřením vibrační optické aktivity a vyvineme výpočetní nástroje pro simulaci a interpretaci experimentálních dat.
Ústav analytické chemie

Analýza biologicky aktivních látek v tuhém stavu pomocí spektroskopických metod

Bouř Petr, prof. RNDr. CSc. ( b...@uochb.cas.cz)
Kaminský Jakub, Ing. Ph.D. ( kam...@uochb.cas.cz)
Mnoho léčiv, látek přítomných v potravě nebo jiných biologicky aktivních molekul je výhodné analyzovat jako tuhé látky. V práci se soustředíme na detekci modelových systémů pomocí infračervené a Ramanovy spektroskopie. Tyto metody jsou relativně jednoduché, ale mohou mít malou citlivost, vyžadovat složitou přípravu vzorku, a interpretace spekter může být obtížná. V projektu také doplníme standardní metody měřením vibrační optické aktivity a vyvineme výpočetní nástroje pro simulaci a interpretaci experimentálních dat.
Ústav analytické chemie

Biosenzorické metody pro monitorování znečištění životního prostředí a bezpečnost potravin

Homola Jiří, prof. Ing. CSc., DSc. ( hom...@ufe.cz)
V dnešní době je průmyslovou činností lidstva produkováno množství škodlivých chemických látek, které pronikají do životního prostředí a potravin a představují tak riziko pro zdraví obyvatelstva. Vývoj analytických metod pro rychlou a citlivou detekci a kvantifikaci těchto látek je důležitým a aktuálním výzkumným tématem. Předmětem disertační práce bude vývoj biosenzorických metod pro rychlou a citlivou detekci vybraných nízkomolekulárních chemických látek, které představují aktuální či potenciální riziko z hlediska kontaminace vodních zdrojů a potravin. Pozornost bude soustředěna na optické biosenzory založené na rezonanci povrchových plasmonů (SPR, surface plasmon resonance) a případně na možnost kombinace této techniky s elektrochemickými metodami pro docílení komplexnější analýzy vzorku. Práce bude zahrnovat především vývoj funkčních vrstev pro afinitní záchyt vybraných analytů, detekčních formátů, a dále vývoj a charakterizaci metodologií pro jejich detekci. Vyvinuté biosenzorické přístupy budou testovány v experimentech, v nichž budou stanovovány koncentrace vybraných analytů v komplexních vzorcích potravin a vody a porovnávány s konvenčními laboratorními metodami.
Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v.v.i.

CFD simulace toku vzduchu a křížové kontaminace ve výrobních prostorách

Kašpar Ondřej, Ing. Ph.D. ( KAS...@vscht.cz)
Dohnal Jiří, Ing. Ph.D. ( jir...@zentiva.cz)
Jedním ze závažných problémů, které musí současný farmaceutický průmysl řešit je riziko křížové kontaminace. Jedná se o stav, kdy se do vyráběného produktu v jisté fázi výroby dostanou cizorodé látky. Mezi nejrizikovější cizorodé látky patří účinné látky, které jsou ve výrobních prostorách přítomny při paralelní výrobě jiného produktu. Tomuto se dá předejít vhodným designem prostor s patřičnou výměnou vzduchu. CFD výpočetní nástroje založené na metodě konečných prvků (FEM) dovolují řešení komplexních fyzikálních problému jako je například tok vzduchu v uzavřených prostorách a studium depozice částic v čase. Předmětem práce bude využít CFD nástrojů k výpočtu rychlostních polí a studium depozice modelových částic reprezentujících prach vznikající při běžných operacích farmaceutického průmyslu, např. tabletování či granulace.
Ústav chemického inženýrství

Dynamika vícefázových soustav: kapalina-plyn-tuhá fáze

Růžička Marek, doc. Ing. CSc. DSc. ( ruz...@icpf.cas.cz)
Zedníková Mária, Ing. Ph.D. ( zed...@vscht.cz)
Vícefázové disperzní soustavy se vyskytují všude kolem nás, jak v přírodě, tak v technologiích a průmyslových aplikacích (sedimentace, fluidace, plynokapalinové soustavy - probublávané kolony, flotační systémy, atd.). Díky své složitosti a aplikačnímu potenciálu představují seriózní výzvu pro základní výzkum v oboru vícefázové hydrodynamiky. V této disertační práci budou experimentálně i teoreticky studovány klíčové procesy probíhající v disperzích na malém měřítku (coalescence bublin, kolize bublina-částice v kapalině) a jejich důsledky pro režimy proudění disperzí ve velkém měřítku (probublávané kolony, flotační nádrže, apod.). Získané poznatky budou uplatnitelné v průmyslových aplikacích různého typu (chemický průmysl, ropný, potravinářský, metalurgický, farmaceutický, environmentální, atd.).
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Dynamika vícefázových soustav: kapalina-plyn-tuhá fáze

Růžička Marek, doc. Ing. CSc. DSc. ( ruz...@icpf.cas.cz)
Vícefázové disperzní soustavy se vyskytují všude kolem nás, jak v přírodě, tak v technologiích a průmyslových aplikacích (sedimentace, fluidace, plynokapalinové soustavy - probublávané kolony, flotační systémy, atd.). Díky své složitosti a aplikačnímu potenciálu představují seriózní výzvu pro základní výzkum v oboru vícefázové hydrodynamiky. V této disertační práci budou experimentálně i teoreticky studovány klíčové procesy probíhající v disperzích na malém měřítku (koalescence bublin, kolize bublina-částice v kapalině) a jejich důsledky pro režimy proudění disperzí ve velkém měřítku (probublávané kolony, flotační nádrže, apod.). Získané poznatky budou uplatnitelné v průmyslových aplikacích různého typu (chemický průmysl, ropný, potravinářský, metalurgický, farmaceutický, environmentální, atd.). Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání v oboru chemického inženýrství, nebo strojního inženýrství, nebo matematiky a fyziky,
• schopnost a ochota se vzdělávat
• kreativní přístup a týmová práce
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Elektrochemie van Hove singularit v dvourozměrných krystalech

Frank Otakar, Mgr. Ph.D.
Doktorand bude vyvíjet metodiku potřebnou ke zkoumání diskontinuit v hustotě elektronických stavů (tzv. van Hove singularit) v dvourozměrných krystalech a jejich heterostrukturách. Projekt bude zahrnovat přípravu materiálů (grafen, chalkogenidy přechodných kovů jako např. MoS2) exfoliací a transferem, přípravu elektrod, a in-situ Ramanovu a fotoluminiscenční spektroelektrochemií propojenou s měřením elektronického transportu a kinetiky přenosu elektronu.
Ústav fyzikální chemie J.H. AV ČR, v.v.i.

Hybridní nanostrukturní lithium - iontové baterie

Galář Pavel, RNDr. Ph.D. ( gal...@vscht.cz)
Současný dynamický rozvoj nositelné elektroniky, technologie výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů, elektrických vozidel a dalších aplikací zvyšuje nároky na skladování elektrické energie. Jelikož standardní lithium-iontové baterie (LIB) začínají dosahovat maxima svých možností, je zapotřebí vytvářet nová strukturní řešení. Mezi jeden z nejslibnějších materiálů pro anody moderních LIB je považován křemík. Na rozdíl od běžně používaného grafitu má anoda na bázi křemíku potenciál zvýšit kapacitu baterií až desetinásobně. Bohužel křemík během nabíjení lithiem rozšiřuje svůj objem o více než 300%, což způsobuje významné strukturální poruchy, a tím omezuje použití objemového křemíku v technologii LIB. Cílem této práce je studovat použitelnost nanostrukturního křemíku jako součásti LIB anod a pokročilých flexibilních organických materiálů jako nosného elektrodového materiálu, který by byl elektrochemicky stabilní, vysoce vodivý a dostatečně silný a elastický, aby odolaly expanzi nanokrystalů.
Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i.

Hydrogely a jejich nanokompozity

Tihon Jaroslav, Ing. CSc. ( t...@icpf.cas.cz)
Hydrogely jsou zesíťované polymery obsahující vysoký podíl vody. Mohou být využívány například v medicíně (kontaktní čočky, obvazový materiál, tkáňové inženýrství) a v čištění odpadních vod (mají vysokou schopnost adsorbovat organická barviva). Zakomponováním vhodných nanočástic většinou anorganického původu do struktury hydrogelů vznikají nanokompozity, které často vykazují ještě lepší fyzikálně chemické vlastnosti než původní hydrogely – typicky se zvyšuje pevnost, mění se obsah zachycené vody, adsorpční schopnost pro různé polutanty nebo naopak schopnost uvolňovat léčiva. V tomto projektu bude studována příprava nových hydrogelových nanokompozitů, jejich fyzikálně chemické vlastnosti a možnosti jejich využití, ať už v oblasti medicíny nebo životního prostředí. Projekt je vhodný pro absolventa či absolventku chemicko-inženýrského, fyzikálně-chemického nebo jiného technického oboru. Experimentální zručnost je vítána. Hlavním předpokladem je však chuť do výzkumné práce.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Hydrogely a jejich nanokompozity

Tihon Jaroslav, Ing. CSc. ( t...@icpf.cas.cz)
Hydrogely jsou zesíťované polymery obsahující vysoký podíl vody. Mohou být využívány například v medicíně (kontaktní čočky, obvazový materiál, tkáňové inženýrství) a v čištění odpadních vod (mají vysokou schopnost adsorbovat organická barviva). Zakomponováním vhodných nanočástic většinou anorganického původu do struktury hydrogelů vznikají nanokompozity, které často vykazují ještě lepší fyzikálně chemické vlastnosti než původní hydrogely – typicky se zvyšuje pevnost, mění se obsah zachycené vody, adsorpční schopnost pro různé polutanty nebo naopak schopnost uvolňovat léčiva. V tomto projektu bude studována příprava nových hydrogelových nanokompozitů, jejich fyzikálně chemické vlastnosti a možnosti jejich využití, ať už v oblasti medicíny nebo životního prostředí. Projekt je vhodný pro absolventa či absolventku chemicko-inženýrského, fyzikálně-chemického nebo jiného technického oboru. Experimentální zručnost je vítána. Hlavním předpokladem je však chuť do výzkumné práce.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Hygroskopicita aerosolových částic

Ždímal Vladimír, Ing. Dr. ( Zdi...@icpf.cas.cz)
Asadzadeh Behnaz, Ph.D. ( asa...@icpf.cas.cz)
Hygroskopicita aerosolových částic je jejich schopnost na sebe vázat vzdušnou vlhkost. Tím se mění jejich tvar, rozměr a fázové chování. Hygroskopicita má vliv na schopnost částic stát se kondenzačními jádry oblačných kapek, na jejich optické vlastnosti, na globální změny klimatu i na lidské zdraví. Cílem projektu je studovat hygroskopicitu aerosolových částic v laboratoři i v atmosféře. V laboratoři budou generovány aerosolové částice složené z látek běžně se vyskytujících v atmosférickém aerosolu a jejich hygroskopicita bude studována pomocí spektrometru HTDMA. Na Národní atmosférické observatoři Košetice budou odebírány vzorky aerosolu do spektrometrů HTDMA, SMPS, APS a AMS. Chemické složení částic bude stanoveno v laboratoři na vzorcích z filtrů a impaktorů. Výsledky experimentů budou porovnány s modelovými předpověďmi.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Hygroskopicita aerosolových částic

Ždímal Vladimír, Ing. Dr. ( Zdi...@icpf.cas.cz)
Asadzadeh Behnaz, Ph.D. ( asa...@icpf.cas.cz)
Hygroskopicita aerosolových částic je jejich schopnost na sebe vázat vzdušnou vlhkost. Tím se mění jejich tvar, rozměr a fázové chování. Hygroskopicita má vliv na schopnost částic stát se kondenzačními jádry oblačných kapek, na jejich optické vlastnosti, na globální změny klimatu i na lidské zdraví. Cílem projektu je studovat hygroskopicitu aerosolových částic v laboratoři i v atmosféře. V laboratoři budou generovány aerosolové částice složené z látek běžně se vyskytujících v atmosférickém aerosolu a jejich hygroskopicita bude studována pomocí spektrometru HTDMA. Na Národní atmosférické observatoři Košetice budou odebírány vzorky aerosolu do spektrometrů HTDMA, SMPS, APS a AMS. Chemické složení částic bude stanoveno v laboratoři na vzorcích z filtrů a impaktorů. Výsledky experimentů budou porovnány s modelovými předpověďmi.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Charakterizace a modelování dispergovaných systémů s variabilní viskozitou

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Kuhn Simon, Prof. Dr. ( sim...@kuleuven.be)
Cílem tohoto projektu je charakterizovat a modelovat systémy, kde viskozita dispergované fáze během procesu stoupá. Typickými příklady jsou emulgace, suspenzní polymerace nebo sférická aglomerace. Student začne se zjednodušeným systémem složeným ze dvou kapalných fází s různými viskozitami, které budou analyzovány on-line senzory poskytujícími informace o velikostech kapiček. Experimentální aktivita bude zahrnovat jak vsádkový, tak kontinuální postup přípravy. Shromážděná data budou následně použita k vývoji matematického modelu založeného na výpočetní dynamice tekutin (CFD) spolu s populační bilancí použité k popisu koalescence a rozpadu kapiček pro různé úrovně viskozity dispergované fáze. Rozšířením této aktivity bude proces sférické aglomerace, kde dispergovaná fáze bude obsahovat částice (nanočástice nebo krystaly), které mohou aglomerovat a tím zvýšit viskozitu dispergované fáze. Vyvinutý model bude ověřen na základě experimentálních dat shromážděných v různých provozních podmínkách.
KU Leuven, Belgium

Charakterizace a modelování dispergovaných systémů s variabilní viskozitou

Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Kuhn Simon, Prof. Dr. ( sim...@kuleuven.be)
KU Leuven, Belgium

Interakce vybraných stopovačů s cementovými materiály

Řezanka Pavel, doc. RNDr. Ing. Ph.D. ( pav...@vscht.cz)
Večerník Petr, Ing. Ph.D.
Cílem práce bude studovat migrační procesy vybraných radioaktivních i neaktivních stopovačů (zejména specií uhlíku a jódu) v prostředí cementové matrice a interakční procesy cementové matrice a podzemní vody. Výsledky sorpčních a difúzních experimentů a také loužicích a kolonových interakčních experimentů vedených v laboratoři budou porovnávány s experimentem prováděným in-situ v podzemní laboratoři Grimsel. Laboratorní testy budou probíhat za běžných podmínek a také v anaerobním rukavicovém boxu v prostředí bez přítomnosti kyslíku a CO2, aby mohl být studován vliv podmínek prostředí na speciaci a migrační chování stopovačů. V této problematice budou využity techniky kapilární elektroforézy, atomové absorpční spektroskopie a radioanalytické detekce.
Toto téma je součástí problematiky studované v rámci národních výzkumných projektů a mezinárodního projektu CIM (Carbon and Iodine Migration through aged cement).
Ústav analytické chemie

Interpretace Ramanovy optické aktivity nukleových kyselin

Bouř Petr, prof. RNDr. CSc. ( b...@uochb.cas.cz)
Hopmann Kathrin Helen, Assoc. Prof. Ph.D. ( kat...@uit.no)
Spektroskopie vibrační Ramanovy optické aktivity je nová a dynamicky se rozvíjející analytická metoda poskytující cenné informace např. o struktuře biopolymerů a enzymů. Její použití je velmi závislé na interpretaci spekter pomocí molekulárně dynamických a kvantově chemických výpočetních metod. U nukleových kyselin, přestože experimentálně lze měřit velmi zajímavé systémy včetně virů, není vztah mezi spektrem a strukturou zcela znám. Problémem je výpočetní náročnost pro tak velké a komplexní molekuly. V práci se proto zaměříme na vývoj experimentální i výpočetní metodologie na modelových systémech, zohledňující specifické vlastnosti nukleových kyselin, jako je jejich flexibilita a polarita. Předpokládáme použití i vývoj moderních výpočetních metod, jako je kombinace klasické a kvantové mechaniky, a testování různých modelů pro rozpouštědlo eventuelně okolí molekul při jejich interakcích.
UiT Norges arktiske universitet, Norway

Korelace chemického složení lidského pachu s jeho krevní skupinou

Urban Štěpán, prof. RNDr. CSc. ( urb...@vscht.cz)
Ladislavová Nikola, Ing. ( lad...@vscht.cz)
Řešené téma má finanční podporu nově přijatého grantu, kde korelace chemického složení lidského kožního pachu s krevní skupinou nositele pachu a s určitými fenotypovými atributy bude zkoumána ve spolupráci KÚ PČR, 1.LF UK a VUT Brno, přičemž se současnou analýzu DNA profilů dobrovolníku budou vypomáhat partneři projektu (KÚ PČR a1.LF UK). Předpokládá se, že výsledky výzkumu budou mít velký forenzní význam a budou velmi užitečné při vyšetřování trestné činnosti. Mimoto lze očekávat aplikace tohoto výzkumu v genetice.
Ústav analytické chemie

Laserově a tepelně indukované redoxní procesy pro depozici nových struktur využitelných ve fotokatalýze

Fajgar Radek, RNDr. CSc. ( faj...@icpf.cas.cz)
V současné době stále trvá zájem o studium polovodičových materiálů (např. materiálů na bázi TiO2) vzhledem k jejich potenciálnímu využití pro konverzi sluneční energie na elektrickou (fotovoltaické články) nebo chemickou (štěpení vody, fotokatalyzovaná degradace polutantů v atmosféře nebo vodě). Velká pozornost věnovaná tématice zlepšení účinnosti sluneční katalýzy je dokumentována rozsáhlou literaturou. V předkládaném projektu navrhujeme nový přístup k přípravě aktivních materiálů, založený na redoxních reakcích ve směsích oxidů, indukovaných laserovou excitací a konvenčním zahříváním. Depozice při vysoce nerovnovážných podmínkách laserové excitace umožní přípravu nových materiálů, které jsou obtížně připravitelné standardními technikami.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Laserově a tepelně indukované redoxní procesy pro depozici nových struktur využitelných ve fotokatalýze

Fajgar Radek, RNDr. CSc. ( faj...@icpf.cas.cz)
V současné době stále trvá zájem o studium polovodičových materiálů (např. materiálů na bázi TiO2) vzhledem k jejich potenciálnímu využití pro konverzi sluneční energie na elektrickou (fotovoltaické články) nebo chemickou (štěpení vody, fotokatalyzovaná degradace polutantů v atmosféře nebo vodě). Velká pozornost věnovaná tématice zlepšení účinnosti sluneční katalýzy je dokumentována rozsáhlou literaturou. V předkládaném projektu navrhujeme nový přístup k přípravě aktivních materiálů, založený na redoxních reakcích ve směsích oxidů, indukovaných laserovou excitací a konvenčním zahříváním. Depozice při vysoce nerovnovážných podmínkách laserové excitace umožní přípravu nových materiálů, které jsou obtížně připravitelné standardními technikami.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Membrány s cílenou nanostrukturou pro selektivní odstranění CO2 z bioplynu

Friess Karel, doc. Ing. Ph.D. ( fri...@vscht.cz)
Membránové separační procesy patří k moderním technologicky významným separačním metodám, které jsou v porovnání s klasickými separačními metodami ekonomičtější i ekologičtější. Pro dělení plynů se technologicky používají převážně polymerní membrány, jejichž výkon (propustnost nebo separační účinek) se může dodatečně upravovat cíleným zabudováním kapalných či pevných aditiv do polymerní matrice. Dizertační práce bude zaměřena na přípravu, charakterizaci a testování tzv. mixed matrix membranes pro separaci plynů na bázi sklovitých polymerů a funkčních nanoaditiv s cíleně připravenou strukturou. Vedle toho bude součástí práce i modelování separačního procesu. Výsledkem práce bude připravený a otestovaný membránový materiál pro efektivní odstranění CO2 z bioplynu a rozšíření znalostí v daném membránovém oboru.
KU Leuven, Belgium

Membrány s odolností vůči změnám pH a rozpouštědla pro přesnou separaci podle hraniční molekulové hmotnosti

Kočí Petr, doc. Ing. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Vankelecom Ivo, prof. ( ivo...@kuleuven.be)
Membránové separace v současnosti nabízejí nejlepší strategii pro snižování energetické náročnosti a dopadu na životní prostředí díky nově vyvíjené nanofiltraci s odolností či tolerancí k rozpouštědlu (SRNF či STNF). Takzavaná aktivace rozpouštědlem zahrnuje působení rozpouštědla na stávající membránu díky solvataci, zvýšení ohebnosti polymerního řetězce a uspořádání do vhodných struktur. To bude ověřeno systematickým testováním membrán s různými rozpouštědly pro separaci směsí kapalin. Bude použita vysokokapacitní aparatura pro současné testování mnoha vzorků. Základní fyzikálně chemické vlastnosti vzorků před a po působení rozpouštědel poskytnou náhled do změn na molekulární úrovni. Charakterizace bude zahrnovat absorpci plynu a kapaliny (difuzivitu), ERD (rozptyl pružného zpětného rázu, poskytující prvkovou analýzu přes tloušťku membrány), NMR v pevné vázi (nukleární magnetická rezonance), TGA (termogravimetrická analýza) a DSC (diferenční kalorimetrie). .


KU Leuven, Belgium

Membrány s odolností vůči změnám pH a rozpouštědla pro přesnou separaci podle hraniční molekulové hmotnosti

Kočí Petr, doc. Ing. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Vankelecom Ivo, prof. ( ivo...@kuleuven.be)
Membránové separace v současnosti nabízejí nejlepší strategii pro snižování energetické náročnosti a dopadu na životní prostředí díky nově vyvíjené nanofiltraci s odolností či tolerancí k rozpouštědlu (SRNF či STNF). Takzavaná aktivace rozpouštědlem zahrnuje působení rozpouštědla na stávající membránu díky solvataci, zvýšení ohebnosti polymerního řetězce a uspořádání do vhodných struktur. To bude ověřeno systematickým testováním membrán s různými rozpouštědly pro separaci směsí kapalin. Bude použita vysokokapacitní aparatura pro současné testování mnoha vzorků. Základní fyzikálně chemické vlastnosti vzorků před a po působení rozpouštědel poskytnou náhled do změn na molekulární úrovni. Charakterizace bude zahrnovat absorpci plynu a kapaliny (difuzivitu), ERD (rozptyl pružného zpětného rázu, poskytující prvkovou analýzu přes tloušťku membrány), NMR v pevné vázi (nukleární magnetická rezonance), TGA (termogravimetrická analýza) a DSC (diferenční kalorimetrie). .


KU Leuven, Belgium

Míchání a segregace granulárních materiálů

Havlica Jaromír, doc. Ing. Ph.D. ( hav...@icpf.cas.cz)
Na rozdíl od kapalin je v případě míchání granulárních systémů nutné řešit rovněž otázku segregace. Granulární systémy obsahují velké množství částic. Jednotlivá zrna však nejsou identická, ale můžou se lišit ve velikosti, hustotě, tvrdosti, tvaru nebo v jiných fyzikálně-chemických vlastnostech. Takovýto typ odlišností při pohybu částic často vede v konečném důsledku k segregaci materiálu různých vlastností. I když je segregace všudypřítomný jev, který způsobuje rozdílné dynamické chování granulárních částic v sypané vrstvě, tak důvody jejího vzniku, intenzita a predikce výsledného chování systému nejsou vždy úplně zřejmé. Cílem práce je zkoumat mechanizmy vzniku procesu segregace během procesu míchání a její vliv na dynamiku granulárních materiálů. Daný výzkum bude prováděn zejména pomocí numerických simulací s využitím metody diskrétních prvků. Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, matematickém modelovaní, počítačových vědách;
• ochota učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Míchání a segregace granulárních materiálů

Havlica Jaromír, doc. Ing. Ph.D. ( hav...@icpf.cas.cz)
Na rozdíl od kapalin je v případě míchání granulárních systémů nutné řešit rovněž otázku segregace. Granulární systémy obsahují velké množství částic. Jednotlivá zrna však nejsou identická, ale můžou se lišit ve velikosti, hustotě, tvrdosti, tvaru nebo v jiných fyzikálně-chemických vlastnostech. Takovýto typ odlišností při pohybu částic často vede v konečném důsledku k segregaci materiálu různých vlastností. I když je segregace všudypřítomný jev, který způsobuje rozdílné dynamické chování granulárních částic v sypané vrstvě, tak důvody jejího vzniku, intenzita a predikce výsledného chování systému nejsou vždy úplně zřejmé. Cílem práce je zkoumat mechanizmy vzniku procesu segregace během procesu míchání a její vliv na dynamiku granulárních materiálů. Daný výzkum bude prováděn zejména pomocí numerických simulací s využitím metody diskrétních prvků. Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, matematickém modelovaní, počítačových vědách;
• ochota učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Modelování adheze a lámání částic při zpracování práškových materiálů

Havlica Jaromír, doc. Ing. Ph.D. ( hav...@icpf.cas.cz)
Při zpracovávání práškových materiálů dochází k intenzivním silovým interakcím mezi částicemi, jejichž důsledkem může být adheze částic do větších aglomerátů, nebo naopak jejich destrukce a následné lámání. Adheze částic v důsledku přitažlivých mezičásticových interakcí ve spojení s deformací částic je řízena kombinací povrchových vlastností částic a síly působící na interagující částice. Popis lámání částic je výsledkem interakce mezi vnitřní pevností částice a silovým působením okolí na tuto částici. Cílem práce je popis vlivu adheze a lámání částic na dynamické a transportní vlastnosti práškových materiálů. Daný výzkum bude prováděn zejména pomocí numerických simulací s využitím metody diskrétních prvků. Předpokládá se, že vznik adheze bude popsán teorií Johnsona, Kendalla a Robertsa. Pro lámání částic budou použity modely popisující elastické vazby na základě definice tuhosti a tlumení vazby. Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, fyzice, matematickém modelovaní, počítačových vědách;
• ochota učit se nové věci a schopnost týmové práce.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Modelování adheze a lámání částic při zpracování práškových materiálů

Havlica Jaromír, doc. Ing. Ph.D. ( hav...@icpf.cas.cz)
Šoóš Miroslav, prof. Ing. Ph.D. ( Mir...@vscht.cz)
Při zpracovávání práškových materiálů dochází k intenzivním silovým interakcím mezi částicemi, jejichž důsledkem může být adheze částic do větších aglomerátů, nebo naopak jejich destrukce a následné lámání. Adheze částic v důsledku přitažlivých mezičásticových interakcí ve spojení s deformací částic je řízena kombinací povrchových vlastností částic a síly působící na interagující částice. Popis lámání částic je výsledkem interakce mezi vnitřní pevností částice a silovým působením okolí na tuto částici. Cílem práce je popis vlivu adheze a lámání částic na dynamické a transportní vlastnosti práškových materiálů. Daný výzkum bude prováděn zejména pomocí numerických simulací s využitím metody diskrétních prvků. Předpokládá se, že vznik adheze bude popsán teorií Johnsona, Kendalla a Robertsa. Pro lámání částic budou použity modely popisující elastické vazby na základě definice tuhosti a tlumení vazby. Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, fyzice, matematickém modelovaní, počítačových vědách;
• ochota učit se nové věci a schopnost týmové práce.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Modulace kovových nanočástic pro specifické plasmonické zesílení

Petráková Vladimíra, Ing. Ph.D. ( vla...@gmail.com)
Práce bude zaměřena na uspořádání plazmonických nanočástic a fluorescenčních nanočástic pomocí DNA origami. Kovové nanostruktury jsou schopné masivního zesílení optické odezvy, které jsou důsledkem kolektivních rezonancí elektromagnetických záření nazývaných plazmony. Disertační práce bude sestávat z charakterizace plazmonové rezonance kovových nanočástic, DNA funkcionalizace plazmonových nanočástic a optimalizace procesu jejich samosestavování do požadované orientace. Uspořádané nanočástice budou sloužit ke studiu prostorové manipulace světla plazmony.
Ústav fyzikální chemie J.H. AV ČR, v.v.i.

Modulární hydrogeloví mikroroboti

Řehoř Ivan, RNDr. Ph.D. ( REH...@vscht.cz)
Miniaturizace robotů na velikost desítek mikronů umožní jejich užití v dosut nepřístupných oblastech, jako je kontrolovaná doprava léčiv, či mikrochirurgie. Ukazuje se, že použití měkkých materiálů, které konají mechanickou práci pomocí deformace je klíčové pro snížení mechatronické náročnosti robotů a umožňuje jejich miniaturizaci, které není možné dosáhnout s tradičními konstrukčními přístupy. V naší skupině jsme nedávno vyvinuli hydrogelové mikroroboty, schopné plait se po podložce a poháněné světlem (https://www.youtube.com/watch?v=PQOXS7f9rDg). Spousta budoucích aplikací takovýchto mikrorobotů předpokládá jejich schopnost autoomní kooperace a schopnost spojovat se do větších funkčních celků. Modulární konektivita individuálních robotů byla experimentálně zkoumána v makroměřítku. Cílem tohoto projektu je zkoumat nové přístupy pro spojován jednotlivých robotů v mikroměřítku, založné na chemickém rozpoznávání. Vzniklé robotické superstruktury budou testovány pro schopnosti vykonávat práci, například schopnost uchopit objekt.
Zásady: 1. Zvládnout metodu stop-flow litografie (SFL)
2. Vyrobit pomocí SFL hydrogelové mikroroboty schopné pohybu plazenim po substratu
3. vyvinout metody pro spojování robotů pomocí jejich kovalentní-nekovalentní interakce
4. vyvinout algoritmy pohybu robotů po subrtrátu, které povedou k jejich spojování do větších funkčních celků pomocí metody vyvinuté v bodě 3.
Ústav chemického inženýrství

Modulární hydrogeloví mikroroboti

Řehoř Ivan, RNDr. Ph.D. ( REH...@vscht.cz)
Miniaturizace robotů na velikost desítek mikronů umožní jejich užití v dosut nepřístupných oblastech, jako je kontrolovaná doprava léčiv, či mikrochirurgie. Ukazuje se, že použití měkkých materiálů, které konají mechanickou práci pomocí deformace je klíčové pro snížení mechatronické náročnosti robotů a umožňuje jejich miniaturizaci, které není možné dosáhnout s tradičními konstrukčními přístupy. V naší skupině jsme nedávno vyvinuli hydrogelové mikroroboty, schopné plait se po podložce a poháněné světlem (https://www.youtube.com/watch?v=PQOXS7f9rDg). Spousta budoucích aplikací takovýchto mikrorobotů předpokládá jejich schopnost autoomní kooperace a schopnost spojovat se do větších funkčních celků. Modulární konektivita individuálních robotů byla experimentálně zkoumána v makroměřítku. Cílem tohoto projektu je zkoumat nové přístupy pro spojován jednotlivých robotů v mikroměřítku, založné na chemickém rozpoznávání. Vzniklé robotické superstruktury budou testovány pro schopnosti vykonávat práci, například schopnost uchopit objekt.
Zásady: 1. Zvládnout metodu stop-flow litografie (SFL)
2. Vyrobit pomocí SFL hydrogelové mikroroboty schopné pohybu plazenim po substratu
3. vyvinout metody pro spojování robotů pomocí jejich kovalentní-nekovalentní interakce
4. vyvinout algoritmy pohybu robotů po subrtrátu, které povedou k jejich spojování do větších funkčních celků pomocí metody vyvinuté v bodě 3.
Ústav chemického inženýrství

Návrh a optimalizace výplní katalytických reaktorů pro dvoufázový tok kapalina-plyn s využitím 3D tisku

Stavárek Petr, Ing. Ph.D. ( sta...@icpf.cas.cz)
Havlica Jaromír, doc. Ing. Ph.D. ( hav...@icpf.cas.cz)
Technologie 3D tisku přináší nové možnosti pro návrh chemických reaktorů a také katalyzátorových nosičů. Především je to možnost optimalizace a detailního přizpůsobení zařízení nebo struktury katalyzátoru pro požadavky daného procesu. Předmětem této práce je proto návrh a 3D tisk optimální struktury nosiče katalyzátoru pro modelovou heterogenní reakci zahrnující proudění kapaliny a plynu. Návrh bude vycházet z experimentální studie hydrodynamiky jednofázového a dvoufázového toku vrstvou strukturované výplně a matematického modelování procesu pomocí CFD (OpenFOAM, ANSYS Fluent). Uchazeč by měl disponovat dobrými znalostmi chemického a reakčního inženýrství, také mít kladný vztah k práci na počítači, který je potřebný k osvojení si systémů sběru dat, jejich vyhodnocení, matematickému modelování a technologie 3D tisku. K plnění zadaných úkolů bude vyžadována samostatnost, kreativnost, schopnost týmové práce, zájem učit se nové věci a v neposlední řadě také znalosti anglického jazyka.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Návrh a optimalizace výplní katalytických reaktorů pro dvoufázový tok kapalina-plyn s využitím 3D tisku

Stavárek Petr, Ing. Ph.D. ( sta...@icpf.cas.cz)
Technologie 3D tisku přináší nové možnosti pro návrh chemických reaktorů a také katalyzátorových nosičů. Především je to možnost optimalizace a detailního přizpůsobení zařízení nebo struktury katalyzátoru pro požadavky daného procesu. Předmětem této práce je proto návrh a 3D tisk optimální struktury nosiče katalyzátoru pro modelovou heterogenní reakci zahrnující proudění kapaliny a plynu. Návrh bude vycházet z experimentální studie hydrodynamiky jednofázového a dvoufázového toku vrstvou strukturované výplně a matematického modelování procesu pomocí CFD (OpenFOAM, ANSYS Fluent). Uchazeč by měl disponovat dobrými znalostmi chemického a reakčního inženýrství, také mít kladný vztah k práci na počítači, který je potřebný k osvojení si systémů sběru dat, jejich vyhodnocení, matematickému modelování a technologie 3D tisku. K plnění zadaných úkolů bude vyžadována samostatnost, kreativnost, schopnost týmové práce, zájem učit se nové věci a v neposlední řadě také znalosti anglického jazyka.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Nové účinné separační membrány pro čištění vody a odpadních vod na bázi hybridních materiálů na bázi uhlíku

Friess Karel, doc. Ing. Ph.D. ( fri...@vscht.cz)
Stávající membránové separační procesy umožňují efektivní čištění i fyzikální desinfekci vody od nežádoucích složek na základě sítového mechanismu bez nutnosti použití chemických činidel. Velikosti pórů a jejich rozložení na povrchu membrány je důležitým faktorem pro účinné odstranění kontaminantů a mikroorganismů. V práci budou studovány možnosti využití nově připravených membránových materiálů na bázi uhlíkových materiálů (uhlíkové nanotrubice, deriváty grafenu aj.) s cílenými povrchovými modifikacemi (např. dopování antimikrobiálními činidly atd.) za účelem efektivního odstranění vybraných kontaminantů z vody. Vedle přípravy, charakterizace a testování materiálů bude součástí práce i modelování separačního procesu. Výsledkem práce bude vedle přípravy efektivního separačního materiálu a popisujícího modelu i rozšíření znalostí v daném membránovém oboru.
KU Leuven, Belgium

Nové účinné separační membrány pro čištění vody a odpadních vod na bázi hybridních materiálů na bázi uhlíku

Friess Karel, doc. Ing. Ph.D. ( fri...@vscht.cz)
Stávající membránové separační procesy umožňují efektivní čištění i fyzikální desinfekci vody od nežádoucích složek na základě sítového mechanismu bez nutnosti použití chemických činidel. Velikosti pórů a jejich rozložení na povrchu membrány je důležitým faktorem pro účinné odstranění kontaminantů a mikroorganismů. V práci budou studovány možnosti využití nově připravených membránových materiálů na bázi uhlíkových materiálů (uhlíkové nanotrubice, deriváty grafenu aj.) s cílenými povrchovými modifikacemi (např. dopování antimikrobiálními činidly atd.) za účelem efektivního odstranění vybraných kontaminantů z vody. Vedle přípravy, charakterizace a testování materiálů bude součástí práce i modelování separačního procesu. Výsledkem práce bude vedle přípravy efektivního separačního materiálu a popisujícího modelu i rozšíření znalostí v daném membránovém oboru.
KU Leuven, Belgium

Pevnost a tekutost granulárních materiálů

Havlica Jaromír, doc. Ing. Ph.D. ( hav...@icpf.cas.cz)
Mechanika granulárních materiálů (písek, jíl, bahno, suť) je jedním z nejcitovanějších problémů v geologii a průmyslové výrobě. Přírodní katastrofy jako jsou zemětřesení nebo sesuvy půdy jsou způsobeny mechanickou nestabilitou granulární sutě. Z pohledu stavebnictví, farmaceutické a chemické výroby je nutné zabývat se mísením a transportem granulárních materiálů, kdy je obvykle vyžadována jejich "tekutost". Cílem této práce je studovat pevnost granulárních materiálů, která charakterizuje přechod ze statického do tekoucího stavu, a porozumět mechanismům, které vedou ke snížení pevnosti. Student bude provádět a analyzovat počítačové simulace granulární vrstvy namáhané smykovými silami. Výhodou virtuálních experimentů je, že umožnují separovat vliv jednotlivých procesů, které ovlivňují pevnost materiálu. Student se zaměří především na možnost degradace pevnosti vlivem porézní tekutiny nebo vnějších oscilací. Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, fyzice, geologii, matematickém modelovaní, počítačových vědách;
• ochota učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Pevnost a tekutost granulárních materiálů

Havlica Jaromír, doc. Ing. Ph.D. ( hav...@icpf.cas.cz)
Mechanika granulárních materiálů (písek, jíl, bahno, suť) je jedním z nejcitovanějších problémů v geologii a průmyslové výrobě. Přírodní katastrofy jako jsou zemětřesení nebo sesuvy půdy jsou způsobeny mechanickou nestabilitou granulární sutě. Z pohledu stavebnictví, farmaceutické a chemické výroby je nutné zabývat se mísením a transportem granulárních materiálů, kdy je obvykle vyžadována jejich "tekutost". Cílem této práce je studovat pevnost granulárních materiálů, která charakterizuje přechod ze statického do tekoucího stavu, a porozumět mechanismům, které vedou ke snížení pevnosti. Student bude provádět a analyzovat počítačové simulace granulární vrstvy namáhané smykovými silami. Výhodou virtuálních experimentů je, že umožnují separovat vliv jednotlivých procesů, které ovlivňují pevnost materiálu. Student se zaměří především na možnost degradace pevnosti vlivem porézní tekutiny nebo vnějších oscilací. Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, fyzice, geologii, matematickém modelovaní, počítačových vědách;
• ochota učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Polymerní membrány pro vysoce selektivní odstranění CO2 z bioplynu

Kočí Petr, doc. Ing. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Vankelecom Ivo, prof. ( ivo...@kuleuven.be)
Membránové separace plynů významně přispěly k vývoji energeticky úsporných systémů pro čištění zemního plynu. Také membránové odstraňování CO2 z bioplynu, který ho obsahuje i více než 40 %, zažívá v současnosti rychlý rozvoj. Hlavní výzvou pro polymerní membrány je jejich náchylnost k plastizaci při vysokých koncentracích CO2. Dochází k nabobtnání membrány a zvýšení propostnosti pro CH4, čímž se sníží selektivita. Zesíťování membrány je jedním z nejkepších způsobů, jak zabránit plastizaci. Membrány se smíšenou matricí (MMM), skládající se z plniva rovnoměrně rozmístěného v polymerní matrici, kombinují dobrou zpracovatelnost polymerů s vysokou seperační účinností plniva. Organokovové sítě (MOF) patří mezi materiály s dobře definovanou velikostí a tvarem pórů. V rámci práce budou připraveny membrány typu MMM pro separaci bioplynu se zvýšenou permeabilitu díky výběru vhodné kombinace MOF/polymer a teploty zpracování, využívající MOF materiály s velkou vnitřní porozitou a selektivní povrchovou vrstvou.


KU Leuven, Belgium

Polymerní membrány pro vysoce selektivní odstranění CO2 z bioplynu

Kočí Petr, doc. Ing. Ph.D. ( pet...@vscht.cz)
Vankelecom Ivo, prof. ( ivo...@kuleuven.be)
Membránové separace plynů významně přispěly k vývoji energeticky úsporných systémů pro čištění zemního plynu. Také membránové odstraňování CO2 z bioplynu, který ho obsahuje i více než 40 %, zažívá v současnosti rychlý rozvoj. Hlavní výzvou pro polymerní membrány je jejich náchylnost k plastizaci při vysokých koncentracích CO2. Dochází k nabobtnání membrány a zvýšení propostnosti pro CH4, čímž se sníží selektivita. Zesíťování membrány je jedním z nejkepších způsobů, jak zabránit plastizaci. Membrány se smíšenou matricí (MMM), skládající se z plniva rovnoměrně rozmístěného v polymerní matrici, kombinují dobrou zpracovatelnost polymerů s vysokou seperační účinností plniva. Organokovové sítě (MOF) patří mezi materiály s dobře definovanou velikostí a tvarem pórů. V rámci práce budou připraveny membrány typu MMM pro separaci bioplynu se zvýšenou permeabilitu díky výběru vhodné kombinace MOF/polymer a teploty zpracování, využívající MOF materiály s velkou vnitřní porozitou a selektivní povrchovou vrstvou.


KU Leuven, Belgium

Připrava a elektrochemická studia polymerních vrstev pro bioanalytické aplikace

Šiškanova Taťjana, doc. Mgr. CSc. ( shi...@vscht.cz)
Cuřínová Petra, Ing. Ph.D. ( cur...@icpf.cas.cz)
V dnešní době jsou hledány rychlé,vysoce citlivé a specifické senzory pro detekci důležitých bioanalytů jako jsou biomarkery. Cílem disertační práce je nalézt metody modifikace elektrodových povrchů za účelem stanovení specifických bioanalytů/biomarkerů.
Ústav analytické chemie

Příprava nanostrukturních materiálů na generaci C2-C3 uhlovodíků z CO2 v elektrochemii

Dřínek Vladislav, RNDr. CSc. ( Dri...@icpf.cas.cz)
Požadavek na omezování plynných produktů při spalování fosilních paliv v průmyslu předpokládá zachycování či jinou redukci CO2. Současně nárazová produkce elektrické energie z větrných farem a/nebo fotovoltaických parků dává možnost (elektochemicky) generovat jednoduché uhlovodíky z přebytečného odpadního CO2. Z tohoto důvodu je proto žádoucí hledat nové elektrodové materiály pro účinné elektrochemické děje. Základem budou proto materiály založené na silicidech a germanidech vybraných kovů, které budou připraveny v nanostrukturní formě. Materiály budou doktorandem připravovány pomocí laserové chemie a depozicí z plynné fáze a vyhodnocovány řadou analytických technik dostupných na pracovišti. Požadavky na uchazeče:
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Příprava nanostrukturních materiálů na generaci C2-C3 uhlovodíků z CO2 v elektrochemii

Dřínek Vladislav, RNDr. CSc. ( Dri...@icpf.cas.cz)
Požadavek na omezování plynných produktů při spalování fosilních paliv v průmyslu předpokládá zachycování či jinou redukci CO2. Současně nárazová produkce elektrické energie z větrných farem a/nebo fotovoltaických parků dává možnost (elektochemicky) generovat jednoduché uhlovodíky z přebytečného odpadního CO2. Z tohoto důvodu je proto žádoucí hledat nové elektrodové materiály pro účinné elektrochemické děje. Základem budou proto materiály založené na silicidech a germanidech vybraných kovů, které budou připraveny v nanostrukturní formě. Materiály budou doktorandem připravovány pomocí laserové chemie a depozicí z plynné fáze a vyhodnocovány řadou analytických technik dostupných na pracovišti. Požadavky na uchazeče:
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Příprava pevných povrchů s kovalentně navázaným molekulárním receptorem a studium jejich využitelnosti pro konstrukci senzorů.

Dolenský Bohumil, doc. Ing. Ph.D. ( dol...@vscht.cz)
Cílem práce je modifikovat chemickou strukturu molekulárních receptorů funkčních v roztoku tak, aby je bylo možné kovalentně připojit na pevný povrch nebo z nich připravit polymer. Studovat funkčnost a využitelnost takových materiálů pro konstrukci senzorů.
Ústav analytické chemie

Příprava pevných povrchů s kovalentně navázaným molekulárním receptorem a studium jejich využitelnosti pro konstrukci senzorů.

Dolenský Bohumil, doc. Ing. Ph.D. ( dol...@vscht.cz)
Cílem práce je modifikovat chemickou strukturu molekulárních receptorů funkčních v roztoku tak, aby je bylo možné kovalentně připojit na pevný povrch nebo z nich připravit polymer. Studovat funkčnost a využitelnost takových materiálů pro konstrukci senzorů.
Ústav analytické chemie

Rozvoj spektroskopie Ramanova rozptylu a Ramanovy optické aktivity za vysokých tlaků

Bouř Petr, prof. RNDr. CSc. ( b...@uochb.cas.cz)
Měření vibračních spekter např. biologicky relevantních molekul za zvýšeného tlaku odkrývá jejich strukturu a vzájemné interakce. Náplní práce bude měření Ramanových spekter modelových systémů v diamantové tlakové cele, molekulově-dynamické simulace zohledňující vysoký tlak, a interpretace spekter na základě simulací. Pokusíme se také techniku dále zdokonalit pro měření rozdílného rozptylu levo a pravotočivě polarizovaného světla (Ramanovy optické aktivity), což poskytne nové informace o studovaných systémech.
Ústav analytické chemie

Rozvoj spektroskopie Ramanova rozptylu a Ramanovy optické aktivity za vysokých tlaků

Bouř Petr, prof. RNDr. CSc. ( b...@uochb.cas.cz)
Měření vibračních spekter např. biologicky relevantních molekul za zvýšeného tlaku odkrývá jejich strukturu a vzájemné interakce. Náplní práce bude měření Ramanových spekter modelových systémů v diamantové tlakové cele, molekulově-dynamické simulace zohledňující vysoký tlak, a interpretace spekter na základě simulací. Pokusíme se také techniku dále zdokonalit pro měření rozdílného rozptylu levo a pravotočivě polarizovaného světla (Ramanovy optické aktivity), což poskytne nové informace o studovaných systémech.
Ústav analytické chemie

Spektroskopie vysokého rozlišení v terahertzové oblasti spektra

Urban Štěpán, prof. RNDr. CSc. ( urb...@vscht.cz)
Kania Patrik, Ing. Ph.D. ( kan...@vscht.cz)
Terahertzová oblast spektra je oblast, která leží mezi infračervenou a mikrovlnnou oblasti a je experimentálně špatně dostupná pro neexistenci intenzivních zdrojů záření. V tomto projektu se předpokládá použití dvou laserových paprsků, jejichž frekvenční rozdíl právě v THz oblasti. Jeden z laserů bude proladitelný a paprsky budou míchány na nelineárním směšovači, tak aby byla generována diferenční frekvence. Terahertzový systém bude kalibrován pomocí přechodů molekuly CO, které jsou známy s velmi vysokou přesností. Budou měřeny dosud neměřené přechody molekul v THz oblasti.
Ústav analytické chemie

Stanovení tlaku nasycených par vysokovroucích látek významných z hlediska životního protředí

Růžička Květoslav, prof. Ing. CSc. ( ruz...@vscht.cz)
Štejfa Vojtěch, Ing. Ph.D. ( STE...@vscht.cz)
Tlak nasycených par je jednou z nejčastěji měřených termodynamických vlastností čistých organických sloučenin. Měření jsou u nízkovroucích sloučenin (např. složek benzínu) relativně snadná a přesná data lze najít v příručkách a databázích. Na druhé straně měření vysokovroucích sloučenin, jako jsou polyaromatické uhlovodíky nebo ftaláty, představuje náročný úkol a v literatuře je údajů nedostatek; navíc jsou tato data zpravidala zatížena značnou nejistotou která znemožňuje spolehlivé modelování osudu těchto látek v životním prostředí. Nekomerční přístroje sestavené v naší laboratoři umožňují měření v oblasti tlak; ni639ch ne6 1 pascal; námi vyvinutá metodika termodynamicky řízené extrapolace umožňuje spolehlivé stanovení tlaku par v oblasti milipaskalů. Práce se zaměří na stanovení tlaků par pro skupinu polyaromatických uhlovodíků uvedených v Seznamu prioritních látek znečišťujících látek sestaveném EPA USA, jako součást naší spolupráce s několika evropskými laboratořemi.
Zásady: 1) seznamte se s problematikou experimentálního stanovení tlaku nasycených par statickou metodou, Knudsenovou metodou a nepřímou chromatografickou metodou.
2) seznamte se s problematikou termodynamicky řízené extrapolace tlaků nasycených par a sublimačních tlaků směrem k nižším teplotám
3) proveďte experimentální měření tlaku nasycených par a tepelných kapacit kondenzovaných fází pro vybrané sloučeniny (polyaromatické uhlovodíky, ftaláty a jejich ekologické alternativy,...)
4) proveďte výpočet tepelných kapacit vybraných sloučenin zvolenými ab initio metodami.
5) proveďte simultánní korelaci tlaků nasycených par a příslušných termálních veličin (tj. termodynamickou extrapolaci směrem k nižším teplotám)
6) sepište disertační práci.
Ústav fyzikální chemie

Studium farmakokinetiky a metabolismu psychoaktivních látek technikou LC-MS

Sýkora David, doc. Dr. RNDr. ( syk...@vscht.cz)
Kuchař Martin, doc. Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
V procesu studia vlastností a chování nových biologicky aktivních látek má nezastupitelnou úlohu zkoumání jejich farmakokinetiky a metabolizace. Cílem práce je vypracování použitelných metod sledování osudu vybraných látek a jejich metabolitů v tělních tekutinách, především, krvi, plasmě, séru, moči a tkáních laboratorních zvířat, zejména technikou LC-MS.
Ústav analytické chemie

Studium chiroptických vlastností přírodních látek a jejich derivátů

Setnička Vladimír, prof. Ing. Ph.D. ( set...@vscht.cz)
Králík František, Ing. Ph.D. ( fkr...@seznam.cz)
Metody 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, sacharidy, steroidy, fragmenty růstového hormonu apod., a jejich derivátů. Ve spolupráci s Ústavem chemických procesů Akademie věd České republiky budou analyzovány například zcela nové látky na bázi disacharidů se slibným potenciálem pro medicinální a biochemické aplikace. Experimentální spektra budou interpretována pomocí kvantově chemických výpočtů a bude detailně popsána trojrozměrná struktura a související vlastnosti studovaných látek.
Ústav analytické chemie

Studium interakcí bublin a kapek s vírovou strukturou

Zedníková Mária, Ing. Ph.D. ( zed...@vscht.cz)
Tihon Jaroslav, Ing. CSc. ( t...@icpf.cas.cz)
Disperze kapalina-plyn nebo kapalina-kapalina jsou součástí řady technologických i biotechnologických procesů. Částice tekutiny (bubliny nebo kapky) se v turbulentním proudění kapaliny rozpadají a vytvářejí komplexní vícefázový systém. Pochopení mechanizmu rozpadu částic v turbulentním proudění je důležité, protože teoretické modely popisující tento mechanizmus jsou nezbytné pro numerické modelování složitých vícefázových systémů. Doktorská práce bude zaměřena na experimentální studium dynamického chování bubliny nebo kapky při interakci s toroidním vírem s cílem určit rychlost rozpadu původní částice a distribuci velikostí nově vzniklých částic. Mechanizmus rozpadu bude studován v závislosti na různě zvolených hydrodynamických a fyzikálně-chemických podmínkách systému. Pracoviště je dostatečně vybavené pro studium rozpadu bubliny/kapky v turbulentním proudění. Má k dispozici aparáty pro řízenou tvorbu bublin, toroidního víru i pro tvorbu intenzivní turbulence. Dále disponuje potřebnými řídícími a vyhodnocovacími programy. Požadavky na uchazeče: VŠ vzdělání (magisterský studijní program) v oboru chemického inženýrství nebo strojního inženýrství; schopnost týmové, systematické a tvořivé práce; zájem o experimentální práci.
Zásady: 1. Study the state of the art on fluid particle breakup in a turbulent flow and on fluid particle interaction with a vortex-structure.
2. Learn the experimental techniques and methods for evaluation of fluid particle interaction with a vortex-ring (generation and characterisation of vortex-structure, generation of bubble or drop of defined size, evaluation of breakup parameters).
3. Perform the systematic experiments of breakup parameters for various fluid particles (bubbles, drops of various viscosities) and for different vortex sizes and velocities.
4. Analyse the obtained results and compare them with available models of fluid particle breakup. Process the results into a publishable form.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Studium interakcí bublin a kapek s vírovou strukturou

Zedníková Mária, Ing. Ph.D. ( zed...@vscht.cz)
Tihon Jaroslav, Ing. CSc. ( t...@icpf.cas.cz)
Disperze kapalina-plyn nebo kapalina-kapalina jsou součástí řady technologických i biotechnologických procesů. Částice tekutiny (bubliny nebo kapky) se v turbulentním proudění kapaliny rozpadají a vytvářejí komplexní vícefázový systém. Pochopení mechanizmu rozpadu částic v turbulentním proudění je důležité, protože teoretické modely popisující tento mechanizmus jsou nezbytné pro numerické modelování složitých vícefázových systémů. Doktorská práce bude zaměřena na experimentální studium dynamického chování bubliny nebo kapky při interakci s toroidním vírem s cílem určit rychlost rozpadu původní částice a distribuci velikostí nově vzniklých částic. Mechanizmus rozpadu bude studován v závislosti na různě zvolených hydrodynamických a fyzikálně-chemických podmínkách systému. Pracoviště je dostatečně vybavené pro studium rozpadu bubliny/kapky v turbulentním proudění. Má k dispozici aparáty pro řízenou tvorbu bublin, toroidního víru i pro tvorbu intenzivní turbulence. Dále disponuje potřebnými řídícími a vyhodnocovacími programy. Požadavky na uchazeče: VŠ vzdělání (magisterský studijní program) v oboru chemického inženýrství nebo strojního inženýrství; schopnost týmové, systematické a tvořivé práce; zájem o experimentální práci.
Zásady: 1. Prostudujte odbornou literaturu na téma rozpadu fluidní částice v turbulentním proudění, na téma interakce fluidní částice s toroidním vírem a vypracujte literární rešerši.
2. Seznamte se s experimentálními technikami a s vyhodnocovacími metodami nezbytnými pro studium interakce fluidní částice s toroidním vírem (tvorba a charakterizace víru, definovaná tvorba bubliny a kapky, vyhodnocení parametrů rozpadu).
3. Proveďte systematická měření parametrů rozpadu pro různé typy fluidních částic (bubliny, kapky s různou viskozitou) a různé velikosti a rychlosti vírových struktur.
4. Získaná data analyzujte a porovnejte s dostupnými modely rozpadu fluidních částic. Výsledky zpracujte do publikovatelné formy.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Studium konformací a solvatačních obalů bioaktivních látek v roztocích pomocí NMR

Dolenský Bohumil, doc. Ing. Ph.D. ( dol...@vscht.cz)
Obsahem práce je studium konformací a solvatačních obalů biologicky významných látek (léčiv) pomocí NMR. Cílem je vypracovat experimentální metody umožňující získat detailní informace o konformerech látek v roztoku, a o jejich interakci s molekulami rozpouštědla či rozpuštěných látek. Cílem je korelovat získané informace se strukturou látek v krystalech, fyzikálně chemickými vlastnostmi a biologickou aktivitou.
Ústav analytické chemie

Studium konformací a solvatačních obalů bioaktivních látek v roztocích pomocí NMR

Dolenský Bohumil, doc. Ing. Ph.D. ( dol...@vscht.cz)
Obsahem práce je studium konformací a solvatačních obalů biologicky významných látek (léčiv) pomocí NMR. Cílem je vypracovat experimentální metody umožňující získat detailní informace o konformerech látek v roztoku, a o jejich interakci s molekulami rozpouštědla či rozpuštěných látek. Cílem je korelovat získané informace se strukturou látek v krystalech, fyzikálně chemickými vlastnostmi a biologickou aktivitou.
Ústav analytické chemie

Studium látek zneužívaných pro doping technikou LC-MS

Sýkora David, doc. Dr. RNDr. ( syk...@vscht.cz)
Kuchař Martin, doc. Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Problematika dopingu ve sportu je stále velmi aktuální a důležitá. Paleta zneužívaných látek je poměrně značná a neustále se objevují nové nedovolené podpůrné prostředky. Analytické laboratoře musí držet krok s trendy v této oblasti, což klade velké nároky na vývoj odpovídajících technik. Práce bude zaměřena především na rozvoj analytických postupů využívající kombinaci kapalinové chromatografie s pokročilou hmotnostní spektrometrií (LC-MS).
Ústav analytické chemie

Studium transformací organických aerosolů

Ždímal Vladimír, Ing. Dr. ( Zdi...@icpf.cas.cz)
Trávníčková Tereza, Ing. Ph.D. ( tra...@icpf.cas.cz)
Sekundární organické aerosoly (SOA) jako významná součást atmosférických aerosolů ovlivňují klima Země, lidské zdraví i délku života. Vznikají po atmosférické fotooxidaci antropogenních a biogenních těkavých organických sloučenin (BVOCs) kondenzací reakčních produktů. Terpeny a isopreny patří mezi chemické látky nejčastěji zjištěné v emisích BVOC. Mohou být oxidovány do formy částečně a nízko-těkavých karbonylů, kyselin, a dalších produktů, přecházejících mezi plynnou a kondenzovanou fází. Pro správný popis těchto transformací matematickými modely je nutná znalost termodynamických a transportních vlastností těchto látek. Doktorand bude tyto jevy studovat s využitím pokročilých aerosolových zařízení včetně on-line chemické a fyzikální charakterizace částic pomocí hmotnostní spektrometrie.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Studium transformací organických aerosolů

Ždímal Vladimír, Ing. Dr. ( Zdi...@icpf.cas.cz)
Trávníčková Tereza, Ing. Ph.D. ( tra...@icpf.cas.cz)
Sekundární organické aerosoly (SOA) jako významná součást atmosférických aerosolů ovlivňují klima Země, lidské zdraví i délku života. Vznikají po atmosférické fotooxidaci antropogenních a biogenních těkavých organických sloučenin (BVOCs) kondenzací reakčních produktů. Terpeny a isopreny patří mezi chemické látky nejčastěji zjištěné v emisích BVOC. Mohou být oxidovány do formy částečně a nízko-těkavých karbonylů, kyselin, a dalších produktů, přecházejících mezi plynnou a kondenzovanou fází. Pro správný popis těchto transformací matematickými modely je nutná znalost termodynamických a transportních vlastností těchto látek. Doktorand bude tyto jevy studovat s využitím pokročilých aerosolových zařízení včetně on-line chemické a fyzikální charakterizace částic pomocí hmotnostní spektrometrie.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Supramolekulární systémy a gely založené na helicen-polypeptidových konjugátech: syntéza a chiroptické vlastnosti

Setnička Vladimír, prof. Ing. Ph.D. ( set...@vscht.cz)
Crassous Jeanne, dr ( jea...@univ-rennes1.fr)
Tématem práce bude příprava a charakterizace nových supramolekulárních systémů založených na helicen-polypeptidových konjugátech. Polypeptidová část může být systematicky modifikována s cílem dosáhnout vzniku vysoce uspořádaných supramolekulárních agregátů stabilizovaných vodíkovými a dalšími interakcemi. K charkterizaci budou využity metody běžné strukturní analýzy, včetně vysoce citlivých metod chiroptické spektroskopie (elektronového cirkulárního dichroismu ECD, vibračního cirkulárního dichroismu VCD a Ramanovy optické aktivity ROA).
École nationale supérieure de chimie de Rennes, France

Systematická strategie k vývoji metod pro stanovení genotoxických nečistot ve farmaceutických produktech

Řezanka Pavel, doc. RNDr. Ing. Ph.D. ( pav...@vscht.cz)
Douša Michal, Mgr. Ph.D. ( mic...@zentiva.com)
Hlavním cílem dizertační práce je systematický vývoj, optimalizace a následná validace analytických metod pro stanovení genotoxických nečistot v účinných látkách a lékových formách pomocí chromatografických technik spřažených primárně s hmotnostní spektrometrií. Bude provedeno srovnání jednotlivých metod s důrazem na validační parametry, jako jsou detekční a kvantifikační limit, citlivost a selektivita. Jednotlivé sledované genotoxické nečistoty budou vybrány na základě aktuálních doporučení Evropské lékové agentury nebo na základě literární rešerše. Výsledné metody by měly být vhodné pro rutinní kontrolu kvality v prostředí farmaceutické firmy v režimu Správné výrobní praxe.
Ústav analytické chemie

Štúdium štruktúry sacharidov pomocou NMR spektroskopie a molekulového modelovania

Pohl Radek, Ing. Ph.D. ( rad...@uochb.cas.cz)
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Štúdium štruktúry sacharidov pomocou NMR spektroskopie a molekulového modelovania

Pohl Radek, Ing. Ph.D. ( rad...@uochb.cas.cz)
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Teorie a interpretace spekter molekulární optické aktivity

Bouř Petr, prof. RNDr. CSc. ( b...@uochb.cas.cz)
Spektroskopie využívající optickou aktivitu molekul je nezastupitelná v analytické chemii chirálních sloučenin. Interpretace spekter je často založena na jejich simulaci metodami výpočetní chemie. Pro mnoho případů je ale třeba použít speciální teorii a postupy nedostupné v běžných programech. Zaměříme se na rezonanční jevy v molekulách a vyvineme postupy vhodné pro interpretaci vibračního cirkulárního dichroismu a resonanční Ramanovy optické aktivity. Tyto protokoly ověříme pomocí experimentálních dat.
Ústav analytické chemie

Teorie a interpretace spekter molekulární optické aktivity

Bouř Petr, prof. RNDr. CSc. ( b...@uochb.cas.cz)
Spektroskopie využívající optickou aktivitu molekul je nezastupitelná v analytické chemii chirálních sloučenin. Interpretace spekter je často založena na jejich simulaci metodami výpočetní chemie. Pro mnoho případů je ale třeba použít speciální teorii a postupy nedostupné v běžných programech. Zaměříme se na rezonanční jevy v molekulách a vyvineme postupy vhodné pro interpretaci vibračního cirkulárního dichroismu a resonanční Ramanovy optické aktivity. Tyto protokoly ověříme pomocí experimentálních dat.
Ústav analytické chemie

Transformace aerosolových částic vlivem změn v plynném prostředí

Ždímal Vladimír, Ing. Dr. ( Zdi...@icpf.cas.cz)
Aerosolové částice jsou v atmosféře všudypřítomné a ovlivňují mnoho dějů na Zemi, od globálního oteplování po lidské zdraví. Nacházejí se převážně v chemické a fyzikální rovnováze se svým okolím, ale kvůli kontinuálním změnám v atmosféře nebo během jejich transportu např. do našich plic se během své doby života mění. Proto je nutné studovat jejich chování při změnách prostředí, aby bylo možné předpovědět jejich osud a transformace, když se dostanou do atmosféry a/nebo v ní vzniknou. Studie bude provedena za použití nově vyvinutého systému laminárních reaktorů, které umožní kontrolovat vlastnosti okolního prostředí částic. Jevy budou studovány za použití pokročilých metod aerosolové instrumentace včetně on-line chemické a fyzikální charakterizace částic aerosolovým hmotnostním spektrometrem. Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v chemickém inženýrství, fyzikální chemii, organické technologii, chemické fyzice, meteorologii ...;
• ochota experimentovat a učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Transformace aerosolových částic vlivem změn v plynném prostředí

Ždímal Vladimír, Ing. Dr. ( Zdi...@icpf.cas.cz)
Aerosolové částice jsou v atmosféře všudypřítomné a ovlivňují mnoho dějů na Zemi, od globálního oteplování po lidské zdraví. Nacházejí se převážně v chemické a fyzikální rovnováze se svým okolím, ale kvůli kontinuálním změnám v atmosféře nebo během jejich transportu např. do našich plic se během své doby života mění. Proto je nutné studovat jejich chování při změnách prostředí, aby bylo možné předpovědět jejich osud a transformace, když se dostanou do atmosféry a/nebo v ní vzniknou. Studie bude provedena za použití nově vyvinutého systému laminárních reaktorů, které umožní kontrolovat vlastnosti okolního prostředí částic. Jevy budou studovány za použití pokročilých metod aerosolové instrumentace včetně on-line chemické a fyzikální charakterizace částic aerosolovým hmotnostním spektrometrem. Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v chemickém inženýrství, fyzikální chemii, organické technologii, chemické fyzice, meteorologii ...;
• ochota experimentovat a učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.
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. Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání v oboru chemie a technologie potravin, přírodní látky, chemické inženýrství nebo organická technologie.
• systematický a kreativní přístup k práci, chuť učit se novým věcem, spolehlivost.
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. Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání v oboru chemie a technologie potravin, přírodní látky, chemické inženýrství nebo organická technologie.
• systematický a kreativní přístup k práci, chuť učit se novým věcem, spolehlivost.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Tvorba mikrostrukturovaných materiálů metodami samoskladby

Řehoř Ivan, RNDr. Ph.D. ( REH...@vscht.cz)
Samoskladba je spontánní uspořádávání jednotek - stavebních bloků - do uspořádaných struktur. Uspořádaná struktura má nejnižší energii ze všech možných uspořádání stavebních bloků a snižování této energie je je hybnou silou samoskladby. Uspořádání vzniklé struktury je určeno vlastnostmi stavebních bloků, jejich tvarem, materiálovou anizotropíí, povrchovými vlastnostmi atd. Ladění těchto vlastností tak, aby byla dosažena chtěná struktura může být nazíráno jako programování a je jednou z možností jak konstruovat mikro a nanostrukturované materiály. Otázka velikosti je při samoskladbě klíčová, zatímco malé stavební bloky (pod 2 mikrony) jsou schopny minimalizovat svoji energii v průběhu samoskladby díky brownovskému pohybu, který jim umožňuje měnit vzájemnou pozici a orientaci. Větší stavební jednotky to nedokáží a mají proto tendeci v průběhu samoskladby zamrzat v nerovnovážných pozicích.
Nedávno jsme představili postupy, které umožňují uspořádávat anizotropní hydrogelové mikročástice do uspořádaných 2D struktur. Vyvinuli jsme nové mechanismy, umožňující kontrolovat orientaci stavebních bloků během samoskladby a tím překonávat lokální minima kinetické energie. Uspořádané částice mohou být posléze spojeny pomocí kovalentních vazeb jednotlivých mikročástic. Získané struuktury mají využití v mikrorobotice, v přípravě metamateriálů i v tkáňovém inženýrství. Cílem dizertační práce je dále rozvíjet metody samoskladby hydrogelových mikročástic, kombinovat je s přímým uspořádáváním pomocí mobilních mikrorobotů vyvinutých v našem týmu (https://www.youtube.com/watch?v=PQOXS7f9rDg) a používal vzniklé struktury ve výše zmíněných aplikacích.
Ústav chemického inženýrství

Tvorba mikrostrukturovaných materiálů metodami samoskladby

Řehoř Ivan, RNDr. Ph.D. ( REH...@vscht.cz)
Samoskladba je spontánní uspořádávání jednotek - stavebních bloků - do uspořádaných struktur. Uspořádaná struktura má nejnižší energii ze všech možných uspořádání stavebních bloků a snižování této energie je je hybnou silou samoskladby. Uspořádání vzniklé struktury je určeno vlastnostmi stavebních bloků, jejich tvarem, materiálovou anizotropíí, povrchovými vlastnostmi atd. Ladění těchto vlastností tak, aby byla dosažena chtěná struktura může být nazíráno jako programování a je jednou z možností jak konstruovat mikro a nanostrukturované materiály. Otázka velikosti je při samoskladbě klíčová, zatímco malé stavební bloky (pod 2 mikrony) jsou schopny minimalizovat svoji energii v průběhu samoskladby díky brownovskému pohybu, který jim umožňuje měnit vzájemnou pozici a orientaci. Větší stavební jednotky to nedokáží a mají proto tendeci v průběhu samoskladby zamrzat v nerovnovážných pozicích.
Nedávno jsme představili postupy, které umožňují uspořádávat anizotropní hydrogelové mikročástice do uspořádaných 2D struktur. Vyvinuli jsme nové mechanismy, umožňující kontrolovat orientaci stavebních bloků během samoskladby a tím překonávat lokální minima kinetické energie. Uspořádané částice mohou být posléze spojeny pomocí kovalentních vazeb jednotlivých mikročástic. Získané struuktury mají využití v mikrorobotice, v přípravě metamateriálů i v tkáňovém inženýrství. Cílem dizertační práce je dále rozvíjet metody samoskladby hydrogelových mikročástic, kombinovat je s přímým uspořádáváním pomocí mobilních mikrorobotů vyvinutých v našem týmu (https://www.youtube.com/watch?v=PQOXS7f9rDg) a používal vzniklé struktury ve výše zmíněných aplikacích.
Ústav chemického inženýrství

Vizualizace pomocí plazmonických nanočástic technikami mikroskopie jednotlivých molekul

Petráková Vladimíra, Ing. Ph.D. ( vla...@gmail.com)
Práce bude zaměřena na evaluaci posunu a zesílení fluorescene emitovaných z plazmonicky navázaných fluoroforů pomocí superrozlišovací lokalizační mikroskopie a časově rozlišené spektroskopie jednotlivých molekul. Superrozlišovací lokalizační mikroskopie překonává difrakční limit výpočtem středových poloh fluorescenčního spotu. Práce bude zahrnovat vizualizaci fluoroforů navázaných s plasmonickými nanočásticemi, analýzu dat a statistické vyhodnocení.
Ústav fyzikální chemie J.H. AV ČR, v.v.i.

Využití mikroreaktorů pro studium a optimalizaci reakcí v oblasti farmacie a výroby speciálních chemikálií

Stavárek Petr, Ing. Ph.D. ( sta...@icpf.cas.cz)
Klusoň Petr, doc. Dr. Ing. ( klu...@icpf.cas.cz)
Mikroreaktory představují unikátní zařízení, která díky svým malým vnitřním rozměrům umožnují přesně kontrolovat podmínky a průběh prováděných chemických reakcí. Těchto výhodných vlastností je proto často využíváno v oblasti kontinualizace výroby speciálních chemikálií a léčiv, kde jsou kladené velmi vysoké nároky na čistotu produktu. I přes značný potenciál syntézy v průtočném režimu, vsádková výroba v průmyslu stále převažuje. Tato práce se proto zaměřuje na aplikaci a optimalizaci mikroreaktorové technologie při přípravě speciálních chemikálií a farmaceutických komponent. Uchazeč by měl disponovat dobrými znalostmi chemického a reakčního inženýrství, organické chemie a také mít kladný vztah k experimentální laboratorní práci, která je potřebná k osvojení si mikroreaktorových systémů, vyhodnocení a zpracování získaných dat. K plnění zadaných úkolů bude vyžadována samostatnost, kreativnost, schopnost týmové práce, zájem učit se nové věci a v neposlední řadě také znalosti anglického jazyka.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Využití mikroreaktorů pro studium a optimalizaci reakcí v oblasti farmacie a výroby speciálních chemikálií

Stavárek Petr, Ing. Ph.D. ( sta...@icpf.cas.cz)
Mikroreaktory představují unikátní zařízení, která díky svým malým vnitřním rozměrům umožnují přesně kontrolovat podmínky a průběh prováděných chemických reakcí. Těchto výhodných vlastností je proto často využíváno v oblasti kontinualizace výroby speciálních chemikálií a léčiv, kde jsou kladené velmi vysoké nároky na čistotu produktu. I přes značný potenciál syntézy v průtočném režimu, vsádková výroba v průmyslu stále převažuje. Tato práce se proto zaměřuje na aplikaci a optimalizaci mikroreaktorové technologie při přípravě speciálních chemikálií a farmaceutických komponent. Uchazeč by měl disponovat dobrými znalostmi chemického a reakčního inženýrství, organické chemie a také mít kladný vztah k experimentální laboratorní práci, která je potřebná k osvojení si mikroreaktorových systémů, vyhodnocení a zpracování získaných dat. K plnění zadaných úkolů bude vyžadována samostatnost, kreativnost, schopnost týmové práce, zájem učit se nové věci a v neposlední řadě také znalosti anglického jazyka.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Využití techniky LC-MS při studiu potenciálních léčiv na bázi lipopeptidů

Sýkora David, doc. Dr. RNDr. ( syk...@vscht.cz)
Maletínská Lenka, RNDr. CSc. ( len...@uochb.cas.cz)
V procesu vývoje nových léčiv má nezastupitelnou úlohu sledování kinetiky metabolizace podaného potenciálního léčiva v organizmu. Velmi často se pro tyto účely používá vysokoúčinná kapalinová chromatografie ve spojení s hmotnostně spektrometrickou detekcí (HPLC-MS). Předmětem zkoumání v rámci doktorské práce bude především vývoj vhodných metod pro přípravu vzorků získaných z různých tělních tekutin a tkaní před vlastní analytickou koncovkou LC-MS. Vzhledem k fyzikálně-chemickým vlastnostem zkoumaných látek (lipopeptidy) a na základě provedených experimentů, je zřejmé, že běžné standardní postupy přípravy vzorků často neposkytují uspokojivé výsledky a je nutné hledat alternativní nové přístupy. Vedle toho bude také studována schopnost testovaných látek pronikat přes hematoencefacickou membránu (blood brain barier, BBB) s využitím modelového systému BBB
v kombinaci s LC-MS. Studované látky mají předpokládaný léčebný potenciál zejména v oblasti poruch příjmu potravy a neurodegenerace.
Ústav analytické chemie

Vývoj analytických metod pro forenzní analýzu jaderných materiálů

Řezanka Pavel, doc. RNDr. Ing. Ph.D. ( pav...@vscht.cz)
Němec Mojmír, doc. Ing. Ph.D. ( moj...@fjfi.cvut.cz)
Při 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).
Ústav analytické chemie

Vývoj a realizace chirooptické spektroskopie v mikrovlnné oblasti

Urban Štěpán, prof. RNDr. CSc. ( urb...@vscht.cz)
Kania Patrik, Ing. Ph.D. ( kan...@vscht.cz)
Spektroskopie cirkulárního dichroismu pronikla do viditelné, ultrafialové a infračervené oblasti, kde v posledních dvaceti letech přináší jedinečné aplikační možnosti. Realizace těchto experimentů v mikrovlnné oblasti je zatím celosvětově neúspěšná. Cílem této dizertační práce je navrhnout a realizovat tento experiment na půdorysu unikátního Pražského mikrovlnného spektrometru, s tím, že klíčová modulace pravo- a levo-cirkulárně polarizovaného záření bude založena na speciálním tvaru vysílací a přijímací antény. Tato speciální anténa bude vytvořena ve spolupráci s Elektrotechnickou fakultou, ČVUT Praha a s Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, VUT Brno. Tato spektroskopie může mít zcela zásadní význam při monitorování růstu rostlin a pro základní výzkum v astrofyzice.
Ústav analytické chemie

Vývoj databáze digitálních lidských pachových signatur

Urban Štěpán, prof. RNDr. CSc. ( urb...@vscht.cz)
Ladislavová Nikola, Ing. ( lad...@vscht.cz)
Cílem je vybudovat vzorovou databázi skutečných lidských pachových signatur, založených na detailních chromatografických analýzách reálných pachových stop. Vedle vlastní databáze, bude doktorská práce doplněna vývojem obslužných programů, které jednak umožní doplňovat databázi o nové digitální pachové signatury z pachových stop jedinců, jednak programy provádějící komparaci neznámého pachového vzorku s pachovými signaturami v databázi. Takto bude možné provádět ztotožnění neznámého pach, s pachovou signaturou v databázi, pokud existuje. V práci bude vytvořen i algoritmus spolehlivosti ztotožnění neznámého pachu se signaturami v databázi.
Předpokládá se, že výsledky tohoto výzkumu mohou mít velký mezinárodní dopad a že prováděné komparace budou velmi užitečné při vyšetřování trestné činnosti. Řešený projekt má finanční podporu dvou nově přijatých grantů IMPAKT.
Ústav analytické chemie

Vývoj elektrochemických metod pro forenzní analýzu psychoaktivních látek

Šiškanova Taťjana, doc. Mgr. CSc. ( shi...@vscht.cz)
Cuřínová Petra, Ing. Ph.D. ( cur...@icpf.cas.cz)
Psychoaktivní látky způsobují změny v náladě a vědomí, avšak mnoho z nich je návykových. Snaha vyvíjet rychlé a citlivé elektrochemické senzory pro detekci těchto látek je podmíněna volbou selektivního receptoru - selektoru. Cílem disertační práce bude aplikace vhodných elektroanalytických postupů vedoucích k nanesení vybraných selektorů na různé elektrodové povrchy pro stanovení psychoaktivních látek ve forenzní analýze
Ústav analytické chemie

Vývoj luminiscenčních lanthanových komplexů pro Ramanovu spektroskopii a zobrazování

Bouř Petr, prof. RNDr. CSc. ( b...@uochb.cas.cz)
Luminiscenční lanthanové komplexy se ukazují velmi vhodné pro zobrazování živých buněk pomocí Ramanovy spektroskopie. Jsou stabilnější než organické molekuly, mají více specifický signál, apod. Zaměříme se na variaci jejich funkce tak, aby se vázaly k specifickým biomolekulám nebo buněčným strukturám. Budeme také optimalizovat jejich spetroskopické vlastnosti, npř. kvantový výtěžek fluorescence. Práce zahrnuje organickou syntézu, spektroskopii syntetizovaných komplexů, např. monitorování jejich interakce s proteiny a nukleovými kyselinami, a polarizační měření s levo- a pravotočivě polarizovaným světlem
Ústav analytické chemie

Vývoj luminiscenčních lanthanových komplexů pro Ramanovu spektroskopii a zobrazování

Bouř Petr, prof. RNDr. CSc. ( b...@uochb.cas.cz)
Wu Tao, Ph.D. ( tao...@uochb.cas.cz)
Luminiscenční lanthanové komplexy se ukazují velmi vhodné pro zobrazování živých buněk pomocí Ramanovy spektroskopie. Jsou stabilnější než organické molekuly, mají více specifický signál, apod. Zaměříme se na variaci jejich funkce tak, aby se vázaly k specifickým biomolekulám nebo buněčným strukturám. Budeme také optimalizovat jejich spetroskopické vlastnosti, npř. kvantový výtěžek fluorescence. Práce zahrnuje organickou syntézu, spektroskopii syntetizovaných komplexů, např. monitorování jejich interakce s proteiny a nukleovými kyselinami, a polarizační měření s levo- a pravotočivě polarizovaným světlem
Ústav analytické chemie

Vývoj metodiky zpracování a vyhodnocení signálů z biospektroskopických analýz pro klinické využití

Setnička Vladimír, prof. Ing. Ph.D. ( set...@vscht.cz)
Habartová Lucie, Ing. Ph.D. ( luc...@vscht.cz)
Spektroskopické metody nacházejí stále větší uplatnění v analýzách klinických vzorků, jejichž výstupem je velké množství vícerozměrných dat. Náplní dizertační práce bude návrh automatizace jednotlivých kroků od preanalytické fáze po statistické vyhodnocení získaných dat, a to za účelem zajištění co možná nejvyšší opakovatelnosti a reprodukovatelnosti. Doktorand se bude aktivně účastnit analýz biologických vzorků (krevní plazma, tkáně) s využitím metod vibrační a chiroptické spektroskopie, konkrétně infračervené absorpce, Ramanovy spektroskopie, elektronového cirkulárního dichroismu a Ramanovy optické aktivity.
Dále budou v reakci na potřebu efektivního zpracování velkého množství rozsáhlých datových souborů vyvíjeny algoritmy s cílem usnadnit úpravu získaných spekter a jejich následnou vícerozměrnou statistickou analýzu. Dizertační práce bude realizována ve spolupráci s klinickými pracovišti Všeobecné fakultní nemocnice v Praze a Ústřední vojenské nemocnice.
Ústav analytické chemie

Vývoj počítačové interpretace spekter nukleární magnetické resonance pro stanovení molekulové struktury.

Dolenský Bohumil, doc. Ing. Ph.D. ( dol...@vscht.cz)
Stanovení molekulové struktury za pomoci počítačových programů zejména ze spekter NMR již v dnešní době předčí člověka nejen v rychlosti, ale i ve správnosti. Dosud nevyřešenou částí stanovení molekulové struktury zůstává interpretace experimentálních spekter. Cílem této práce je zpracovat 1D a 2D NMR spektra pomocí vlastních algoritmů umožňujících následnou automatizaci stanovení molekulové struktury studovaných látek.
Ústav analytické chemie

Vývoj počítačové interpretace spekter nukleární magnetické resonance pro stanovení molekulové struktury.

Dolenský Bohumil, doc. Ing. Ph.D. ( dol...@vscht.cz)
Stanovení molekulové struktury za pomoci počítačových programů zejména ze spekter NMR již v dnešní době předčí člověka nejen v rychlosti, ale i ve správnosti. Dosud nevyřešenou částí stanovení molekulové struktury zůstává interpretace experimentálních spekter. Cílem této práce je zpracovat 1D a 2D NMR spektra pomocí vlastních algoritmů umožňujících následnou automatizaci stanovení molekulové struktury studovaných látek.
Ústav analytické chemie

Vývoj speciálních přenosných aparatur pro bezdotykový odběr genetických a pachových vzorků

Urban Štěpán, prof. RNDr. CSc. ( urb...@vscht.cz)
Kania Patrik, Ing. Ph.D. ( kan...@vscht.cz)
Řešené téma má finanční podporu nově přijatého grantu, kde genetické a pachové vzorky odeprané přenosnou aparaturou budou detailně analyzovány. Vývoj přístroje bude ve spolupráci s VUT Brno, přičemž odebrané vzorky budou detailně analyzovány pomocí GCxGC-TOF. Na analýze DNA zachycených vzorků budou vypomáhat partneři projektu (KÚ PČR a1.LF UK). Předpokládá se, že výsledky výzkumu budou mít velký forenzní dopad a budou velmi užitečné při vyšetřování trestné činnosti. Vývoj zařízení je podpořen Memorandem o spolupráci mezi VŠCHT Praha Policejním prezidiem, PČR.
Ústav analytické chemie

Zelený, zelenější, nejzelenější: termodynamické vlastnosti vodných roztoků iontových kapalin založených na přírodních látkách

Bendová Magdalena, Ing. Ph.D. ( ben...@icpf.cas.cz)
Cílem tohoto projektu je lépe pochopit vztah mezi strukturou a vlastnostmi ve vodných roztocích iontových kapalin na bázi cholinu s různými anionty. Nové iontové kapaliny budou charakterizovány z hlediska jejich termodynamických a termofyzikálních vlastností. Iontové kapaliny obecně vykazují výrazný aplikační potenciál např. ve skladování energie nebo v separačních procesech. Dále také v důsledku velkého množství syntetizovaných struktur zůstává do velké míry neobjasněn vztah mezi jejich strukturou a vlastnostmi. Pro iontové kapaliny na bázi přírodních látek je pak takováto studie obzvláště zajímavá. Voda, jako nejčastěji používané a nejekologičtější rozpouštědlo, je pak první volbou pro studium směsí iontových kapalin s běžnými rozpouštědly. Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) ve fyzikální chemii, organické technologii, chemické fyzice, chemickém inženýrství;
• ochota experimentovat a učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Zelený, zelenější, nejzelenější: termodynamické vlastnosti vodných roztoků iontových kapalin založených na přírodních látkách

Bendová Magdalena, Ing. Ph.D. ( ben...@icpf.cas.cz)
Cílem tohoto projektu je lépe pochopit vztah mezi strukturou a vlastnostmi ve vodných roztocích iontových kapalin na bázi cholinu s různými anionty. Nové iontové kapaliny budou charakterizovány z hlediska jejich termodynamických a termofyzikálních vlastností. Iontové kapaliny obecně vykazují výrazný aplikační potenciál např. ve skladování energie nebo v separačních procesech. Dále také v důsledku velkého množství syntetizovaných struktur zůstává do velké míry neobjasněn vztah mezi jejich strukturou a vlastnostmi. Pro iontové kapaliny na bázi přírodních látek je pak takováto studie obzvláště zajímavá. Voda, jako nejčastěji používané a nejekologičtější rozpouštědlo, je pak první volbou pro studium směsí iontových kapalin s běžnými rozpouštědly. Požadavky na uchazeče:
• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) ve fyzikální chemii, organické technologii, chemické fyzice, chemickém inženýrství;
• ochota experimentovat a učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Zelený, zelenější, nejzelenější: termodynamické vlastnosti vodných roztoků iontových kapalin založených na přírodních látkách

Bendová Magdalena, Ing. Ph.D. ( ben...@icpf.cas.cz)
Rotrekl Jan, Ing. Ph.D. ( rot...@icpf.cas.cz)
Cílem této práce je lepší pochopení vztahu mezi strukturou a vlastnostmi iontových kapalin na bázi cholinových, amoniových a fosfoniových kationtů s anionty přírodního původu (např. malonáty nebo laktáty) ve vodných roztocích. Za tímto účelem budou tyto iontové kapaliny syntetizovány ve spolupráci s Université Reims-Ardennes, kde bude studován jejich potenciál pro rozpouštění ligninu. Čisté iontové kapaliny a jejich vodné roztoky budou charakterizovány z hlediska jejich termodynamických a termofyzikálních vlastností. Proměřena bude jejich hustota v závislosti na teplotě a tlaku pomocí oscilační densitometrie, tepelná kapacita v závislosti na teplotě, fázové a skelné přechody budou měřeny pomocí diferenciální skenovací kalorimetrie a tenze par vody nad vodnými roztoky studovaných iontových kapalin bude stanovena pomocí ebuliometrie. Experimentální data pak budou analyzována pokročilými metodami založenými na matematické gnostice a budou využita jako vstup pro modelování Kirkwoodovou-Buffovou teorií. V neposlední řadě bude interpretace makroskopických dat doplněna vhodnými spektroskopickými metodami (FTIR, Ramanovou nebo NMR spektroskopií).
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.


Přehled projektů doktorského studia nabízených Ústavem chemických procesů Akademie věd ČR naleznete →ZDE

Aktualizováno: 24.2.2020 11:43, Autor: fchi

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

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha 2014
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum

VŠCHT Praha na sociálních sítích
zobrazit plnou verzi