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: 23.4.2021 01:32:00
verze: 4827
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

Ústav fyziky a měřicí techniky

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.

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.

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.

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.

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.

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).

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.

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 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.

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.


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