Seznam přihlášených příspěvků 2017

Jednou z významných vlastností polymerních membrán je botnání, které lze vyjádřit jako schopnost měnit objem v prostředí separovaných látek. Znalost objemových změn může být důležitá jednak pro návrh a konstrukci separačních aparatur, jednak pro hlubší pochopení struktury a vlastností polymerů. Cílem této práce je kvantifikace botnání dvou běžně používaných polymerů pro membránové separace, kaučukovitého polydimethylsiloxanu (PDMS) a sklovitého polytrimethylsilylpropynu (PTMSP), které lze využít k separaci azeotropické směsi dimethylkarbonátu (DMC) a methanolu (MeOH). Botnání polymerních membrán bylo měřeno bezkontaktní metodou a vyhodnocováno pomocí obrazové analýzy. Tento způsob přináší velkou výhodu tím, že při něm nedochází k mechanickému namáhání membrán. Výsledkem práce je popis objemových změn v prostředí čistých látek, zejména pak v prostředí směsných par. Pro oba polymery bylo zjištěno, že objemové zbotnání roste s aktivitou měřené látky, což je v souladu s výsledky sorpčních experimentů. Zároveň, shodně pro oba polymerní materiály, způsobuje methanol menší objemovou změnu než dimethylkarbonát. Botnání ve směsných parách nelze předpovědět na základě dat o botnání v parách jednosložkových. Tato práce o botnání ve směsích proto přináší hlubší vhled do problematiky.

Predmetom práce je štúdium sorpcie metanolu a dimetylkarbonátu v membránach z polyvinylalkoholu zosieťovaných polyakrylovou kyselinou. Aj napriek tomu, že sú membrány na báze zosieťovaného PVA  hodne využívané pre separáciu hydrofilných látok (voda, alkoholy) zo zmesí s hydrofóbnými látkami, je pomerne málo známy vplyv sieťovadiel na ich sorpčné vlastnosti. Pre štúdium boli vybrané membrány z PVA zosieťované s PAA, pre ktoré boli v literatúre nájdene dáta pre pervaporačné delenie zmesi azeotrop tvoriacej dvojice MeOH a DMC. Sorpčné izotermy boli namerané pri 30°C a 40°C gravimetrickou metódou s použitým McBainovej kremennej špirály. V práci boli taktiež vyhodnotené difúzne koeficienty meraných látok v membránach. Namerané sorpčné izotermy poukazujú na preferenčnú sorpciu MeOH do všetkých skúmaných membrán. Rovnako je z nich zrejmé, že so zvyšujúcim sa podielom PAA v membránach, sorpcia i difuzivita MeOH rastie. Sorpčné izotermy boli dobre vystihnuté modelom ENSIC, ktorý predpokladá dva základné módy sorpcie – sorpciu na povrchu polyméru a agregáciu sorbovaných molekúl. S rastúcim obsahom PAA rástol podiel k_p/k_s, teda klesal vplyv agregácie, zatiaľ čo rástla afinita molekúl k polymérnej matrici.

Palivová aditiva jsou látky, které napomáhají dokonalejšímu spalování motorových paliv a tím snižují emise ekologicky škodlivých spalin. Dvě nejvýznamnější palivová aditiva jsou terc-butyl(ethyl)ether (ETBE) a dosud nejpoužívanější terc-butyl(methyl)ether (MTBE). Avšak tyto látky jsou ekologicky problematické, neboť bylo mezitím prokázáno, že jsou zdraví škodlivé a dále už byly detekovány ve spodních vodách. V této práci byla stanovena teplotní závislost limitního aktivitního koeficientu ETBE v čisté vodě, neboť limitní aktivitní koeficient málo rozpustných látek je v úzkém vztahu s jejich rozpustností. Dále byl studován vliv anorganických solí jako přírodního aditiva na hodnotu limitního aktivitního koeficientu ETBE ve vodě, tzv. vysolovací efekt. Míra vysolování je určena tzv. Sečenovovou konstantou, která byla v této práci stanovena pro ETBE v roztoku NaCl. Tato hodnota byla porovnána s hodnotou Sečenovovy konstanty pro MTBE, čímž mohl být posouzen vliv struktury rozpuštěnce na míru vysolování. Stanovením limitního aktivitního koeficientu ETBE ve vodě s přídavkem chloridu alkalického kovu byl studován vliv velikosti kationtu na hodnotu limitního aktivitního koeficientu rozpuštěnce ve vodě.

Fluorid sírový (SF₆) sa v priemysle využíva v elektrických rozvádzačoch vďaka svojej schopnosti zachytiť volné elektróny. Tento plyn má ale 23000-krát väčšiu hodnotu potenciálu globálneho otepľovania ako CO₂, čím výrazne prispieva ku skleníkovému efektu. Preto bolo cieľom tejto práce zistiť, či by mohol byť SF₆ vo vysokonapäťových spínačoch nahradený hexafluoropropylén oxidom (HFPO).  V našom experimente sme študovali účinný prierez HFPO (C₃F₆O) pre záchyt elektrónov pomocou aparatúry disociatívneho elektrónového záchytu, kde sa molekula zrážala s voľnými elektrónmy. Reakcia záchytu elektrónu viedla k vzniku dočasného záporne nabitého iónu v excitovanom stave, ktorý sa disocioval na neutrálnu molekulu a stabilný záporný ión, ktorý sme detekovali. Pre jednotlivé detekované fragmenty sme následne získali ich účinné prierezy, ktorých suma bola až 74-krát menšia ako hodnota účinného prierezu SF₆. To znamená, že HFPO nepredstavuje vhodnú náhradu SF₆ do vysokonapäťových spínačov. Počas experimentu dochádzalo ale k silnej produkcií iónu F^-, ktorý mal najvyšší účinný prierez z detekovaných iónov, čím nám otvoril cestu k štúdiu polymerizácie HFPO. Na záver sme ešte previedli výpočty optimalizácie HFPO, vďaka ktorým sme získali prehľad o tom, kde sa molekula štiepila.

Poly-n-isopropylakrylamid (pNIPAM) je termoresponzivní polymer mající dolní kritickou rozpouštěcí teplotu (LCST) v čisté vodě kolem 33°C. Tento polymer je schopen interagovat dvojím způsobem, a to hydrofilně s vodou za tvorby rozbalené polymerní struktury a hydrofobně sám se sebou za tvorby zkolabované struktury. Přechod mezi těmito dvěma strukturami a fakt, že jeho dolní kritická rozpouštěcí teplota je blízká teplotě lidského těla, ho zařazuje mezi potenciální kandidáty na nosič léčivých látek. Cílem této práce bylo získat základní informace o termodynamickém chování tohoto polymeru ve vodných roztocích solí. Kolaps polymeru byl studován v roztocích síranů a thiokyanátů sodných a guanidných pomocí diferenční skenovací kalorimetrie (VP-DSC). Jelikož kolapsační proces nelze popsat jednoduchým dvoustavovým modelem analogickým k denaturaci proteinu, byly pozorované složitější vícestavové přechody modelovány jako součty dvoustavových procesů. Naměřená kalorimetrická data celkového kolapsačního procesu (náběhová teplota a entalpie) pNIPAMu v závislosti na molalitě a typu přidané soli jsou ve shodě s dostupnou literaturou a vysolovací efekt koreluje se strukturou soli.

Pro pochopení biologických systémů je potřeba studovat tyto systémy na molekulární úrovni. Nejmodernější metody vibrační spektroskopie umožňují nedestruktivní a neinvazivní studium ploch o submikronových rozměrech a detekci stopových koncentrací vzorku až po detekci jednotlivých molekul. V této práci je zkoumána možnost využití povrchem a hrotem zesílené Ramanovy spektroskopie (SERS a TERS) a skenovací infračervené mikroskopie blízkého pole (SNIM) ke studiu interakcí biomolekul s povrchem plasmonických kovů. V ideálním případě lze z naměřených dat určit způsob interakce dané molekuly s použitým kovem. Jako vzorek byla vybrána aminokyselina tryptofan nanesená na zlatém nanostrukturovaném povrchu. Nanostrukturovaný zlatý povrch byl připraven galvanickým pokovením platinového plíšku v lázni obsahující dikyanozlatnan draselný. Tryptofan byl na substrát adsorbován z methanolického roztoku této aminokyseliny. Výsledky ukazují, že použité techniky jsou vhodné k detekci nízkých koncentrací tryptofanu. Zároveň naznačují, že tyto techniky je možné použít k výzkumu a analýze dalších aminokyselin, popřípadě také peptidů a bílkovin.

Signál Ramanova rozptylu bývá zejména u barevných látek často překryt silnějším signálem fluorescence. Řešením tohoto problému může být změna excitační vlnové délky, nebo zesílení signálu Ramanova rozptylu. V této práci byly pomocí Ramanovy spektroskopie a povrchem zesílené Ramanovy spektroskopie (z angl. SERS) zkoumány 2 zástupci fluorescenčních a 2 zástupci nefluorescenčních flavonoidů. Povrchového zesílení bylo dosaženo adsorpcí analytu z roztoku o koncentraci 10^-4 mol/l na povrch elektrochemicky pozlaceného platinového terčíku. Pro každý analyt byla měřena Ramanova a SERS spektra při užití 4 excitačních vlnových délek od viditelné po blízkou infračervenou oblast. Výsledky ukazují, že Ramanova spektra se při užití různých excitačních vlnových délek liší pouze v intenzitě pozadí způsobeného zejména fluorescencí. V SERS spektrech byl pozorován mnohem menší vliv fluorescence. Povrchem zesílená Ramanova spektra kromě různé intenzity pozadí vykazují i odlišný spektrální průběh způsobený odlišnými mechanismy povrchového zesílení pro různé excitační vlnové délky.

V předložené práci jsou uvedeny nově naměřené hodnoty tepelných kapacit v pevném skupenství (kalorimetry SETARAM µDSCIIIa, Perkin Elmer DSC 8500 a PPMS) pro vybrané vrstevnaté chalkogenidy bismutu a antimonu. Konkrétně se jedná o sulfid bismutu (CAS Reg. No: 1313758-50-7), tellurid bismutu (12068-70-1), selenid bismutu (1313614-27-5), sulfid antimonu (1345-04-6), tellurid antimonu (1107553-90-1) a selenid antimonu (1315-05-5). Chalkogenidy bismutu mají široké uplatnění jako polovodičové materiály a v současné době se používají při výrobě termoelektrických generátorů a chladičů.  Chalkogenidy antimonu jsou dobré polovodiče a jsou součástí fotorezistorů, termočlánků nebo infračervených a laserových nástrojů. Hojně jsou využívány jako příměsi do termoelektrických materiálů. Dostupná literární data tepelných kapacit byla v této práci srovnávána spolu s nově naměřenými hodnotami. Výsledkem jsou doporučené hodnoty tepelných kapacit v širokém teplotním rozsahu od 2 do 393 K.