Studentská vědecká konference 2017

Trvanlivé potraviny často bývají kontaminovány různými mikroorganismy. Přestože je jejich množství hlídáno a není pro běžného člověka nebezpečné, může představovat riziko pro lidi s oslabenou imunitou a také snižovat kvalitu a trvanlivost potravin.  Stále se vyvíjejí nové metody, které zbaví potraviny nežádoucích mikroorganismů a zároveň zachovají původní kvalitu potravin.  Jednou z nových metod je použití netermálního plazmatu (NTP). NTP se generuje pomocí elektrického výboje ve vzduchu či v jiných plynech. NTP obsahuje radikály a jiné reaktivní kyslíkové částice, které účinně likvidují nežádoucí mikroorganismy. NTP se dá použít i na potraviny, pro něž by byly jiné metody dekontaminace nevhodné.   V této práci jsem zkoumala vliv NTP na potraviny, které byly uměle kontaminovány plísní Aspergillus brasiliensis. Růst plísně na potravinách vystavených NTP byl zpomalen oproti neošetřeným vzorkům. Pro generaci plazmatu byly použity dvě rozdílné aparatury a byl srovnáván jejich vliv.

Jedna z aplikací netermálního plazmatu je rozklad skleníkového plynu, oxidu uhličitého, na oxid uhelnatý a kyslík. Tato směs také obsahuje oxid uhličitý, který se nerozložil. Tato práce se zabývá separací těchto plynů od sebe, s cílem dosáhnout co největší čistoty. Tato separace se provádí ve dvou částech. V první části se oddělí kyslík pomocí jednotky PSA (pressure swing adsorption), která jako sorbent využívá zeolity. Zbylá směs obsahuje oxid uhličitý a uhelnatý. Tyto dva plyny se poté oddělí ve druhé části práce, a to sorpcí oxidu uhličitého do bazického roztoku ethanolaminu. Tento proces může být ekologicky významný, jelikož se jedná o recyklaci oxidu uhličitého ze spalovacích procesů a oxid uhelnatý je velmi významná molekula v oblasti průmyslu (výroba methanolu, močoviny a syntézního plynu).

Molekuly v kondenzovanej fáze vykonávajú najrozmanitejšie formy pohybu, ktoré sú ovplyvnené ich vzájomnou interakciou, tvarom, teplotou a pod. Jedným zo spôsobov akým tieto javy študovať experimentálne je spolu s mikrovlnnou a dielektrickou spektroskopiou spektroskopia NMR. Relaxačné časy T₁ (spin-mriežkový) a T₂ (spin-spinový) namerané pomocou NMR poskytujú informácie o dynamických parametroch systému, ako napríklad rotačné korelačné časy τ_c, popisujúce rotáciu molekúl súvisiacu s mikroviskozitou. V tejto práci sa zameriavam na návrh prístroja schopného merať relaxačné parametre kondenzovaných systémov, postrádajúceho nevýhody klasických prístrojov ako vysoká počiatočná cena, prevádzkové náklady či imobilita.  Práca začala teoretickým popisom prístroja a metódy na základe ktorého sa následne navrhovali jednotlivé obvody a software. Ako základ pre kontrolu elektroniky som použil rozšírenú a cenovo prijateľnú platformu Arduino založenú na mikrokontrolére ATmega2560 programovateľnú v C++. Generáciu vysoko homogénnych magnetických polí som dosiahol výrobou cievok neobvyklého sférického tvaru.  Cielom tejto práce je popis, výroba a charakterizácia jednotlivých segmentov, úspešné sprevádzkovanie celého prístroja a jeho kvalitatívne porovnanie s klasickými NMR spektrometrami.  

Plazma je ionizovaný plyn, ktorý je síce celkovo neutrálny, ale obsahuje vysoký počet elektricky nabitých častíc. Pri interakcii elektrónov s atómami a molekulami dochádza k disociácii molekúl a k ionizácii. Atómy, ióny a radikály či už v základnom alebo ionizovanom stave nachádzajúce sa v plazme sú vysoko reaktívne. Práve týmto časticiam sa z veľkej časti pripisuje antimikrobiálny účinok plazmy. Poškodzujú bunečnú stenu a DNA, čo môže viesť až k smrti buniek. Značná časť výskumu sa venuje účinkom nízkotermálnej plazmy na baktérie, v tejto práci boli skúmané účinky nízkotermálnej plazmy na plesne. S plesňami sa najčastejšie stretávame v budovách, a teda pre simuláciu takýchto podmienok boli použité stavebné materiály – drevovláknitá doska a sadrokartón. Pre porovnanie bolo použité aj živné médium. Vybraný bol Aspergillus brasiliensis ako zástupca početného rodu plesní. Vzorky boli exponované v rôznom časovom intervale od inokulácie, pričom boli exponované raz alebo opakovane. Sledované bolo tempo ich rastu v porovnaní s kontrolnými vzorkami. Cieľom je optimalizovať toto ošetrenie plazmou tak, aby bolo možné plesne úplne zahubiť.  

Diagnostika korónového výboje jako nástroje pro inhibici mikroorganismů Jméno studenta: Bc. Laura Thonová Vedoucí práce: doc. Ing.Vladimír Scholtz, Ph.D. Korónový výboj jako jeden ze zdrojů netermálního plazmatu podléhá již několik desítek let podrobnému výzkumu včetně studia jeho potenciálních baktericidních účinků. V dosavadních výzkumech byla dávána přednost zejména elektrodovým konfiguracím korónového výboje hrot proti rovině (ang. point-to-plane) a hrot proti hrotu (ang. point-to-point). Cílem této práce bylo provést základní fyzikální a chemickou diagnostiku bipolárního korónového výboje v méně prostudované elektrodové konfiguraci hrot proti prstenci (ang. point-to-ring) s ohledem na jeho využití pro inhibici mikroorganismů. Na zvoleném korónovém výboji byla měřena voltampérová charakteristika, časové průběhy napětí a proudu včetně vyhodnocení jejich frekvenčních spekter a koncentrace generovaného ozónu a oxidů dusíku (NO, NO₂). Zmíněné diagnostiky byly změřeny pro různé parametry výboje (napětí, proud, výkon, mezi-elektrodová vzdálenost).  

Tato práce se zaměřuje na problematiku léčby onychomykózy, častého onemocnění nehtů způsobeného dermatofyty, které vyžaduje dlouhodobou léčbu. Lokální léčba onychomykózy trvá obvykle až jeden rok a vyžaduje aktivní spolupráci pacienta. Systémová léčba má nezanedbatelné vedlejší účinky. Využití netermálního plazmatu (NTP) pro léčbu přináší určité zlepšení, avšak není účinné ve všech případech.Hledání nových možností vede k kombinaci dezinfekčních přípravků s NTP. Předchozí práce naznačuje, že kombinace NTP s bengálskou červení poskytuje lepší výsledky, avšak stále není dokonalá. Tato práce zkoumá potenciál kombinace NTP s Betadine, což představuje potenciální výhodu vzhledem k širokému využívání Betadine jako standardní dezinfekce, na niž jsou zvyklí jak pacienti, tak lékaři.