Ústav fyzikální chemie

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Magdalena Bendová, Ph.D.

Anotace

Tato práce se bude zabývat využitím glycerolovch poly(amidoaminovými) (PAMAM) dendrimerů rozpustných ve vodě pro zapouzdření aktivních složek používaných v kosmetickém průmyslu. Pomocí fyzikálně-chemických experimentálních metod (např. osmometrií v parní fázi, inert gas stripping nebo isotermální titrační kalorimetrie) budou studovány vztahy mezi rozpuštěncem a rozpouštědlem ve vodných roztocích dendrimerů a vybraných kosmetických účinných složek jako je např. niacinamid, vitamín C, retinol nebo kyselina hyaluronová. Výsledkem práce bude účinná metoda zapouzdření a lepší pochopení interakcí mezi funkčními skupinami navržených dendrimerů s rozpouštědlem a zapouzdřených aktivních složek. Tato disertační práce je navržena ve spolupráci s Prof. Sandrine Bouquillon a může být vypracována pod dvojím vedenim (co-tutelle nebo v rámci programu Erasmus+) v Ústavu fyzikální chemie VŠCHT Praha a na unierzitě Reims Champagne-Ardenne ve Francii.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Vít Svoboda, Dr. sc. ETH Zürich

Anotace

Chiralita hraje klíčovou roli v chemii, fyzice a biologii. Reakce zahrnující chirální molekuly často zahrnují změny molekulární chirality. Jedním ze způsobů, jak v reálném čase vizualizovat chirální dynamiku indukovanou světlem v průběhu chemických přeměn, je časově rozlišený fotoelektronový cirkulární dichroismus (TRPECD). Tento disertační projekt si klade za cíl studovat chirální dynamiku spojenou s chemickou přeměnou několika chirálních molekul (chirální alleny a heliceny) na femtosekundových časových škálách. Projekt zahrnuje experimentální část, během níž bude zkonstruováno, uvedeno do provozu a využito jedinečné experimentální zařízení pro měření 3D PAD fotoelektronů, nazývané 3D velocity map imaging spektrometr. Teoretická část projektu zahrnuje vývoj výpočetního protokolu pro interpretaci časově rozlišených fotoelektronových spekter chirálních molekul na základě ab initio přístupů a výpočtů rozptylu typu elektron-molekula. Výsledkem tohoto projektu bude pokrok v několika výzkumných oblastech, včetně ultrarychlé laserové fyziky, fotochemie v excitovaných stavech, femtochirality a teoretického porozumění TRPECD spektrům.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Daniel Bím, Ph.D.

Anotace

Disertační práce bude zaměřena na vývoj nových niklových komplexů využitelných pro fotochemickou a reduktivní katalýzu cross-couplingových reakcí. Hlavními cíli projektu jsou syntéza přizpůsobených diiminových a difosfinových ligandů a důkladné studium jejich vlivu na fotofyzikální, fotochemické a redoxní charakteristiky niklových komplexů. Práce se snaží detailně vysvětlit, jak návrh katalyzátoru a volba reakčních podmínek ovlivňují mechanismy katalytických cross-couplingových reakcí, s cílem zlepšit výtěžky a reakční selektivitu. Důraz je kladen na adaptabilitu a udržitelnost pro širší uplatnění v různých odvětvích chemického průmyslu.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Ondřej Vopička, Ph.D.

Anotace

Předmětem doktorské práce je experimentální studium perstrakčního dělení obtížně dělitelných směsí látek, u kterých je předpoklad budoucí průmyslové aplikovatelnosti. Perstrakce je téměř zapomenutou metodou, která však umožňuje separaci těkavých i netěkavých látek na základě rozdílnosti rozpustnosti nebo difuzivity látek v membránách. Cílem práce je identifikace perspektivních systémů a membrán, provedení perstrakčních měření a jejich modelování, nalezení klíčových trendů (složení membrány, dělená směs).

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Květoslav Růžička, CSc.

Anotace

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; nižších než 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.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. RNDr. Michal Kolář, Ph.D.

Anotace

Ribozom je klíčová součást všech živých buněk. Tento biomolekulový komplex ribozomální RNA a několika desítek ribozomálních proteinů je zodpovědný za proteosyntézu a regulaci dalších metabolických pochodů. Prvotní ribozomy se objevily přibližně před 4 miliardami ještě před vznikem života na Zemi. Tzv. protoribozomy byly menší a jednodušší než moderní ribozom. Tato dizertační práce se zaměří na studium mechanizmů tzv. abiogeneze ribozomu, tedy vzniku částic schopných katalyzovat vznik peptidových vazeb. Pomocí aparátu teoretické biofyziky a počítačových simulací budou studovány interakce peptidů a krátkých úseků ribozomální RNA a jejich závislost na okolních podmínkách.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Molekulární chemická fyzika a senzorika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. RNDr. Michal Kolář, Ph.D.

Anotace

Život na Zemi vznikl před přibližně 4 miliardami let z tzv. prebiotické polévky biomolekul. Abiogeneze klíčových součástí buňky, např. ribozomu, probíhala jako biofyzikální optimalizace reakčních sítí. Stavební bloky biomolekul spolu interagovaly a vytvářely krátké oligomery. Interakce oligomerů zřejmě vedla k biomolekulárním komplexům s katalytickou aktivitou a tvorbě prvotních biopolymerů. Práce se zaměří na rané interakce peptidů a RNA za prebiotických podmínek. Bude zkoumat vliv prostředí (např. iontů nebo pH) na schopnost oligemorů asociovat a tvořit složitější komplexy. Práce bude využívat aparát statistické mechaniky, počítačových simulací a principů strojového učení.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Daniel Bím, Ph.D.

Anotace

Disertační práce se zaměřuje na teoretické studium niklových komplexů využitelných v katalýze cross-couplingových reakcí. Cílem projektu je prostřednictvím pokročilých kvantově-chemických výpočtů analyzovat mechanismy fotochemické aktivace těchto komplexů. Práce se soustředí na klíčové aspekty, jako je charakterizace relaxačních drah excitovaných stavů, výpočet disociačních energií vazeb mezi niklovým centrem a ligandy a zkoumání vlivu ligandového pole na reaktivitu a stabilitu reakčních meziproduktů. Pozornost bude věnována srovnání různých výpočetních metod za účelem přesného popisu elektronové struktury niklových komplexů. Výsledky přispějí k hlubšímu porozumění mechanismům Niklem katalyzovaných cross-couplingových reakcí a optimalizaci návrhu účinnějších a selektivnějších katalyzátorů.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Květoslav Růžička, CSc.

Anotace

Závislost na fosilních zdrojích je bezesporu nutno snižovat. Za jednou z cest k takovému snížení je vydávána elektromobilita, která ovšem v blízké budoucnosti není schopna nahradit spalovací motory například v nákladní dopravě, nemluvě o zemích s řídkým osídlením a dlouhými přepravními vzdálenostmi. Téma práce je zaměřené na biopaliva a syntetická paliva pro vznětové motory. Půjde jednak o náhradu v současnosti často používaných methylesterů vyšších mastných kyselin (které nejsou příliš stabilní a mohou představovat pro motor zvýšenou zátěž) za stabilnější etyl- a butylestery. Zejména však půjde o studium vlastností nových paliv obsahujících kyslík, což vede k výraznému snížení tvorby sazí a emisí NOx. Tato paliva (polyethery) lze již nyní připravit z bioplynu, bioetanolu a biobutanolu, ale v budoucnosti také ze syntézního plynu získaného ze zachyceného vzdušného CO2 a vodíku z elektrolýzy vody (viz eFuels pilot plant v Čile otevřený firmou Porsche v roce 2022). Nedostatek termodynamických dat je jednou z překážek pro širší použití těchto paliv.

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Michal Fulem, Ph.D.

Anotace

Tato disertační práce se zaměří na studium strukturně-relaxačních vlastností a molekulární mobility amorfních léčiv a jejich formulací s cílem lépe porozumět faktorům ovlivňujícím jejich fyzikální stabilitu.