Počkejte prosím chvíli...
Nepřihlášený uživatel
Nacházíte se: VŠCHT PrahaFCHI  → Věda a výzkum → SVK → SVK 2018
iduzel: 44258
idvazba: 48596
šablona: stranka_galerie
čas: 18.12.2018 18:37:55
verze: 4545
uzivatel:
remoteAPIs: https://cis-prihlasovadlo.vscht.cz/svk/?year=2018&faculty=FCHI
branch: trunk
Obnovit | RAW

Studentská vědecká konference 2018

Harmonogram SVK 2018

  • Vyhlášení SVK 2018
  • Uzávěrka podávání přihlášek: 22. 10. 2018
  • Uzávěrka nahrávání anotací: 8. 11. 2018
  • SVK přednášky všech soutěžících: 22. 11. 2018 - VÝSLEDKY
  • SVK finále (přednášky 19 vítězů): 23. 11. 2018

Sborníky

SVK na FCHI v akademickém roce 2018/2019 proběhne ve čtvrtek 22. 11. 2018.

  • 6 ústavů, 138 soutěžícíh, 19 sekcí.
  • Respirium B - 14:00 Slavnostní vyhlášení vítězů jednotlivých sekcí a předání diplomů z rukou paní děkanky prof. Marie Urbanové

V pátek 23. 11. 2018 se v posluchárně BIII uskuteční SVK finále, kde své práce přednesou vítězové jednotlivých sekcí.

  • Sborník finále
  • Délka prezentací 10 minut včetně diskuze (doporučeno 8+2).
  • Složení odborné komise:
    prof. RNDr. Marie Urbanová, CSc. (předsedkyně komise)
    doc. RNDr. Pavel Řezanka, Ph.D. (zástupce 402)
    prof. RNDr. Jiří Kolafa, CSc. (zástupce 403)
    doc. Ing. Zdeněk Slouka, Ph.D. (zástupce 409)
    Ing. Pavel Galář, Ph.D. (zástupce 444)
    doc. Ing. Jan Mareš, Ph.D. (zástupce 445)
    Ing. Pavel Calta, Ph.D. (zástupce společnosti Zentiva - hlavního sponzora SVK na FCHI)
  • Program:
     
8:50    zahájení

9:00-10:00

9:00

Bc. Lenka Adamová

Zvýšení výkonu balicí linky pro expedici do zámoří

9:10

Bc. Martin Bureš

Simulation of long term cycling of vanadium redox flow battery

9:20

Bc. Oleksandr Volochanskyi

Příprava zesilujících dendritických nano/mikrostruktur s využitím bezproudové depozice plasmonických kovů pro potřeby SERS spektroskopie

9:30

Bc. Tereza Navrátilová

Vývoj chemických jazyků s využitím solvatochromních derivátů stilbazolu

9:40

Bc. Lenka Vatrsková

Forenzní elektrochemie nových psychoaktivních látek

9:50

Petr Touš

Termodynamické vlastnosti a sublimace kubanu studované metodami výpočetní chemie

10:00 - 10:20   přestávka
10:20 - 11:20 10:20

Bc. David Palounek

SERS spektroskopie červených pigmentů na povrchu plasmonických kovů: vliv excitační vlnové délky

10:30

Bc. Martin Šourek

Linking micro-scale and meso-scale models for catalytic filter

10:40

Vojtěch Konderla

Enhancement of graphite felt electrode for vanadium redox flow battery by in-cell graphene oxide electrodeposition

10:50

Bc. et Bc. Jan Němec

Analýza tlakových ztrát v automobilových filtrech pevných částic

11:00

Bc. Patrik Bouřa

Příprava a charakterizace biopolymerních mikrocelulárních pěn

11:10

Bc. Jana Sklenářová

Nanášení antistatických nanovrstev metodou elektrosprejování

11:20 - 11:40   přestávka
11:40 - 12:50 11:40

Bc. Ondřej Šrom

Deeper insight into the dynamic light scattering technique for particle size characterization

11:50

Bc. Jaromír Mašek

Polynomial model of liquid flow

12:00

Kristýna Žemlová

Uživatelské rozhraní pro zpracování krystalografických dat

12:10

Bc. Tereza Hanyková

Ověření vlivu promocí na jednotlivé produkty společnosti Henkel s.r.o.

12:20

Bc. Martin Hruška

Senzor plynů na bázi křemenné krystalové mikrováhy

12:30

Bc. Alexandr Zaykov

Singlet Fission - Recent Advances in the Simple Theory

12:40 - 13:00   vyhlášení fakultních vítězů a zakončení

Výsledky fakultního finále

1.místo
Bc. Martin Hruška
Senzor plynů na bázi křemenné krystalové mikrováhy

2.místo
Bc. Alexandr Zaykov
Singlet Fission - Recent Advances in the Simple Theory

3.místo
Bc. Martin Šourek
Linking micro-scale and meso-scale models for catalytic filter

Seznam ústavních koordinátorů SVK

402    Ústav analytické chemie - Ing. Martin Člupek, Ph.D. (Martin.Clupek@vscht.cz)
403    Ústav fyzikální chemie - doc. Ing. Ondřej Vopička, Ph.D. (Ondrej.Vopicka@vscht.cz)
409    Ústav chemického inženýrství - Dr. Ing. Pavlína Basařová (Pavlina.Basarova@vscht.cz)
837    Ústav ekonomiky a managementu - Mgr. Ing. Marek Botek, Ph.D. (Marek.Botek@vscht.cz)
444    Ústav fyziky a měřicí techniky - Ing. Vladimír Scholtz, Ph.D. (Vladimir.Scholtz@vscht.cz)
445    Ústav počítačové a řídicí techniky - Ing. Iva Nachtigalová, Ph.D. (Iva.Nachtigalova@vscht.cz)

Pokud máte jakékoli dotazy nebo v případě, že byste se chtěli stát sponzory SVK na FCHI, kontaktujte prosím fakultní koordinátorku SVK Ing. Jitku Čejkovou, Ph.D. (Jitka.Cejkova@vscht.cz) .

Nejste zalogován/a (anonym)

402 - Ústav analytické chemie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Věra Bochníčková M2 doc. Ing. Vladimír Setnička, Ph.D. Identifikace a analýza padělků léčiv Viagra®, Cialis® a Levitra® metodami vibrační spektroskopie   detail

Identifikace a analýza padělků léčiv Viagra®, Cialis® a Levitra® metodami vibrační spektroskopie  

Farmaceutické přípravky tvoří jednu z nejvíce padělaných komodit na světě. Cílem této práce je analýza nejčastěji používaných přípravků pro léčbu erektilní dysfunkce, které byly získány z různých zdrojů na volném internetovém trhu, a následně identifikace případných padělků. Aktivní účinné látky vybraných léčiv patří do skupiny PDE-5 inhibitorů, konkrétně se jedná o látky sildenafil citrát (Viagra®), tadalafil (Cialis®) a vardenafil hydrochlorid (Levitra®). Méně sofistikované padělky lze mnohdy odhalit pouhým srovnáním základních fyzikálních parametrů podezřelých a originálních tablet, jako jsou vzhled, rozměry či hmotnost. Pro pokročilou analýzu byly zvoleny metody vibrační spektroskopie s primárním zaměřením na Ramanovu spektroskopii, která umožňuje rychlou a nedestruktivní analýzu bez nutnosti složitých úprav vzorku. Na základě porovnání spekter originálních a podezřelých tablet bylo možné jednoznačně identifikovat padělky.
2 Bc. Kristýna Dobšíková M1 doc. Ing. Vladimír Setnička, Ph.D. Sledování biomarkerů u pacientů s Alzheimerovou chorobou pomocí 1H NMR spektroskopie detail

Sledování biomarkerů u pacientů s Alzheimerovou chorobou pomocí 1H NMR spektroskopie

Alzheimerova nemoc (AN) je chronické neurodegenerativní onemocnění mozku, při němž dochází k poklesu kognitivních funkcí. AN je nejčastěji diagnostikována pomocí kombinace psychologického vyšetření, zobrazovacích metod mozkové tkáně a vyšetření mozkomíšního moku. I přes různorodost vyšetření stále neexistuje technika, která by prokázala nástup AN v počáteční fázi, kdy by bylo možné minimalizovat její rozvoj. Proto se výzkum v posledních letech soustřeďuje na hledání nových technik a biomarkerů, které by dokázaly rozpoznat AN v raném stadiu.   V této práci jsou prezentovány pilotní výsledky analýzy krevní plazmy pacientů s AN, které byly studovány pomocí metabolomického přístupu technikou NMR spektroskopie. Nejprve byl optimalizován protokol pro přípravu vzorků krevní plazmy. Nejvhodnější bylo vysrážení proteinů methanolem v kombinaci se CPMG experimentem schopným experimentálně odfiltrovat široké signály makromolekul, zejména reziduálních krevních proteinů.  NMR metabolomická analýza umožnila kvantifikovat 21 metabolitů. Následující statistická analýza odhalila metabolity, a to kreatinin, glutamin, tryptofan, tyrosin, leucin a threonin, kterými se pacienti s AN odlišovali od zdravých kontrol. Mírné a střední stadium AN se vzájemně lišilo i v koncentracích jednotlivých metabolitů.
3 Bc. Anna Freislebenová M2 doc. Dr. RNDr. David Sýkora LC-MS analýza analogů neuropeptidů v potkaní plasmě: optimalizace přípravy vzorků   detail

LC-MS analýza analogů neuropeptidů v potkaní plasmě: optimalizace přípravy vzorků  

Modifikace struktury peptidů pomocí zbytku vyšší mastné kyseliny (tzv. lipidace) představuje jednu z možných cest překonání problémů spojených s použitím nativních peptidů v terapii (zejména nízké stability v organismu). Na druhou stranu přináší tato strukturní změna určité komplikace při analýze těchto látek. Cílem této práce je vývoj metod analýzy lipidovaných analogů peptidu uvolňujícího prolaktin (prolactin-releasing peptide) v plasmě s využitím techniky kapalinové chromatografie ve spojení s hmotnostní spektrometrií. Pozornost je vedle optimalizace separačních a ionizačních podmínek věnována zejména nalezení vhodného postupu přípravy vzorků před analýzou. V tomto směru budou porovnány dva přístupy – srážení plasmatických proteinů a metoda zahrnující pouhé zředění plasmy. Práce vychází z poznatků získaných během vývoje metody pro strukturně podobný analog v rámci bakalářské práce.  
4 Bc. Ivana Gallová M2 doc. RNDr. Ing. Pavel Řezanka, Ph.D. Studium chirálnych komplexů butylonu a methylonu s cyklodextrínem spektroskopickými metodami detail

Studium chirálnych komplexů butylonu a methylonu s cyklodextrínem spektroskopickými metodami

Táto práca sa zaoberá štúdiom komplexov chirálnych látok, konkrétne syntetických drog butylonu a methylonu s karboxymethylovaným β-cyklodextrínom. K analýze bola použitá UV-VIS spektroskopia a elektrónový cirkulárny dichroizmus (ECD). Experimenty boli vykonané v prostredí octanového pufru s pH = 4,5, pričom koncentrácia syntetickej drogy bola 100 µmol/l a koncentrácia cyklodextrínu bola v rozsahu 0 až 3 mmol/l. Pri meraní na ECD boli experimenty vykonané pri teplote 25°C až 75°C. Pre komplexy analyt-cyklodextrín boli zistené konštanty stability, ktoré boli vypočítané nelineárnou regresiou z dát získaných UV-VIS spektrometriou a ECD. Z dát z ECD boli ďalej vypočítané aj entalpia a entropia študovaných komplexov.  
5 Nina Habanová B3 doc. Mgr. Taťjana Šiškanova, CSc. Pyrrol-β-cyklodextrin: polymerizace a rozpoznávání hydrochloridů methyl esterů aminokyselin detail

Pyrrol-β-cyklodextrin: polymerizace a rozpoznávání hydrochloridů methyl esterů aminokyselin

Vývoj nových selektívnych a špecifických elektródových materiálov pre stanovenie enantiomérov fenylalanínu je aktuálny a žiaduci predovšetkým pre klinickú analýzu. Cieľom predpokladanej práce bolo vytvorenie polymérnych filmov na báze pyrolu (PY) substituovaného β-cyklodextrínom (PY-β-CD) elektrochemickou oxidáciou na povrchu skelného uhlíku (GC). Interakcia nemodifikovaných (GC) a modifikovaných (PY a PY-β-CD) elektród s alanínom (Ala) a enantiomérmi fenylalanínu (L-Phe, D-Phe) v prítomnosti elektroaktívneho páru K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6] bola študovaná metódou lineárnej voltametrie (Linear Sweep Voltrametry, LSV). Voltametrické meranie ukázalo, že PY-β-CD/GC modifikovaná elektróda v porovnaní s nemodifikovanou GC elektródou a PY-modifikovanou elektródou prejavuje väčšiu schopnosť rozlišovať enantioméry fenylalanínu.
6 Bc. Tereza Janďurová M1 doc. Mgr. Taťjana Šiškanova, CSc. Elektrochemická studie interakce mezi phenylpropanolaminem a dibenzo-18-crown-6-etherem kovalentně imobilizovaným  na povrch polymeru detail

Elektrochemická studie interakce mezi phenylpropanolaminem a dibenzo-18-crown-6-etherem kovalentně imobilizovaným  na povrch polymeru

Cílem předložené práce bylo kovalentně imobilizovat 4-amino-dibenzo-18-crown-6-ether (DB18C6) na povrch Pt elektrody modifikované polymerní vrstvou na bázi 3-aminobenzoové kyseliny (3ABA) a detekovat psychotropní látku ze skupiny aminů. Polymerní vrstva poly(3ABA) byla deponována na povrch Pt elektrody metodou cyklické voltametrie z roztoku 0,5 M H2SO4 obsahující 1,0 x 10-3 M monomer 3ABA v rozsahu potenciálu od 0 do 1,2 V (vs. Ag/AgCl). Kovalentní imobilizace receptoru DB18C6 proběhla po aktivaci polymerní vrstvy 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimidem přes volné karboxylové skupiny na povrchu elektrody. Vybraným analytem pro elektrochemickou detekci byl phenylpropanolamin (PPA), což je psychotropní látka (PTL), která vykazuje například zvýšení srdeční frekvence a krevního tlaku, dilatace cév a halucinace. Metoda elektroimpedanční spektroskopie, na základě porovnání změn odporů nemodifikované (Pt/3ABA) a modifikované (Pt/3ABA/DB18C6) elektrody v roztocích obsahujících PPA, amonné ionty a sorbitol, potvrdila přítomnost imobilizovaného receptoru DB18C6 na povrchu polymerního filmu. Při interakci vybraných analytů s  polymerními filmy dochází ke specifickým a nespecifickým interakcím.    
7 Bc. Denisa Macková M2 doc. RNDr. Ing. Pavel Řezanka, Ph.D. Enantioseparace a stanovení mefedronu a jeho metabolitů kapilární elektroforézou detail

Enantioseparace a stanovení mefedronu a jeho metabolitů kapilární elektroforézou

Tato práce se zabývá optimalizací podmínek pro chirální separaci mefedronu a jeho osmi metabolitů kapilární elektroforézou. Jako chirální selektory byly testovány deriváty cyklodextrinu (CD). Z testovaných derivátů (β-CD, γ-CD, sulfonovaný β-CD, karboxymethylovaný β-CD, heptakis(2,3,6-O-methyl)-β-CD, karboxymethylovaný γ‑CD a 2‑hydroxypropylovaný β-CD) byl nejefektivnější karboxymethylovaný β‑cyklodextrin (CM‑β‑CD). Dále bylo pomocí simplexové metody hledáno optimální pH základního elektrolytu a koncentrace CM-β-CD. Nejvyššího chirálního rozlišení bylo dosaženo při pH 2,75 a koncentraci 7,5 mmol/l. Pouze v případě metabolitu normefedronu bylo rozlišení mezi jednotlivými enantiomery menší než 0,5. Dále byly pro mefedron a jeho šest metabolitů proměřeny kalibrační roztoky za výše zjištěných optimálních podmínek. Byly sestrojeny kalibrační křivky v rozsahu 0,2‑5 mmol/l, vypočteny regresní rovnice a meze detekce a stanovitelnosti.  
8 Marina Morozovová B3 Ing. Marcela Dendisová, Ph.D. Rozpoznávání laků na nehty technikami vibrační spektroskopie detail

Rozpoznávání laků na nehty technikami vibrační spektroskopie

Jedním z nástrojů pro spolehlivou analýzu kriminalistických stop jsou i techniky vibrační spektroskopie, které se používají pro svoji rychlost, nedestruktivnost vzorku a specifitu. Tato práce se zabývá analýzou stop, které představují úlomky nehtů, laků nebo barevné škrábance, jež můžeme nalézt na primárních i sekundárních objektech z místa činu. Laky na nehty dnes najdeme v různých provedeních a způsobech aplikace, ve všech barvách i s různými třpytivými a dekorativními komponenty. Základní matricí všech laků, do které se přidávají pigmenty obsahující různé sloučeniny kovů, uhlíkovou čerň a jiné, tvoří nitrocelulóza, estery a isopropyl alkohol. V této práci byla měřena infračervená spektra s využitím techniky totálního zeslabeného odrazu (ATR) a Ramanova spektra s použitím laseru o vlnové délce 785 nm. Bylo naměřeno přibližně 60 vzorků. Součástí této práce byl i výběr vhodného podkladového materiálu, na nějž byly následně nanášeny (lakovány) vybrané vzorky. V infračervených spektrech se projevuje především matrice, zatímco v Ramanových spektrech pozorujeme i pásy pigmentů. Naměřená vibrační spektra byla statisticky zpracována analýzou hlavních komponent.
9 Bc. Barbora Mužíková M1 doc. Ing. Bohumil Dolenský, Ph.D. Identifikace a kvantifikace bioaktivních složek ve vzorcích omamných a psychotropních látek pomocí NMR detail

Identifikace a kvantifikace bioaktivních složek ve vzorcích omamných a psychotropních látek pomocí NMR

Nové psychoaktivní substance (NPS) jsou analoga klasických přírodních nebo syntetických drog s psychoaktivními účinky. Přestože se NPS začaly na drogovém trhu objevovat teprve na začátku tisíciletí, ke konci roku 2017 Evropské monitorovací centrum pro drogy a drogovou závislost (EMCDDA) eviduje již přes 670 různých NPS. Nejvíce zachycených NPS náleží do skupiny syntetických kanabinoidů a syntetických kathinonů. Podobně jako klasické drogy jsou NPS často prodávány ve směsích s pomocnými látkami, které jsou přidávány kvůli potlačení vedlejších účinků nebo pro zvýšení zisku. Cílem práce je optimalizovat NMR experimenty k identifikaci a kvantifikaci NPS a pomocných látek ve vzorcích drog obsahujících kathinony.
10 Bc. Tereza Navrátilová M1 doc. Ing. Bohumil Dolenský, Ph.D. Vývoj chemických jazyků s využitím solvatochromních derivátů stilbazolu detail

Vývoj chemických jazyků s využitím solvatochromních derivátů stilbazolu

Předkládaná práce se věnuje přípravě solvatochromních derivátů stilbazolu využitelných pro konstrukci chemických jazyků rozpoznávajících rozpouštědla a jejich směsi. Deriváty vhodné k tomuto účelu musí vykazovat různé solvatochromní chování vůči různým rozpouštědlům. Cílem této práce bylo připravit stilbazoly A, B a C, které se liší od dříve připraveného stilbazolu D povahou substituentů na aromatických jádrech. Po N‑alkylaci těchto stilbazolů lze očekávat odlišné solvatochromní chování. Látky A, B a C byly připravovány aldolovou kondenzací odpovídajících aldehydů a methylpyridinů (viz schéma). Průběh chemických reakcí byl sledován pomocí TLC analýzy. Izolace látek byla provedena sloupcovou chromatografií. Analýza vzniklých směsí a identifikace připravených látek byla provedena pomocí NMR spektroskopie za využití 1H a 13C NMR spekter a korelačních 2D NMR spekter, a to 1H-1H COSY, 1H-1H ROESY, 1H-13C HSQC, 1H-13C HMBC a 1H-15N HMBC.  



11 Bc. Václav Rach M2 doc. RNDr. Ing. Pavel Řezanka, Ph.D. Příprava vícevazebných stacionárních fází pro kapilární elektrochromatografii detail

Příprava vícevazebných stacionárních fází pro kapilární elektrochromatografii

Tématem této práce je modifikace kapilár pro kapilární elektrochromatografii pomocí Ugiho reakce. Ugiho čtyřsložková reakce je vhodným organickým nástrojem, pomocí kterého lze snadno modifikovat vnitřní povrch kapilár. Touto reakcí vznikají na vnitřním povrchu kapilár různá interakční centra, která mohou být volena pomocí reagujících složek s -NH2, >CO, -NC a -COOH funkčními skupinami. Reagující složky jsou voleny tak, aby bylo dosaženo požadovaných separačních vlastností připravené kapiláry.  V této práci byla modifikace kapilár provedena čtyřmi odlišnými způsoby: navázáním na stěny, sol-gel technikou, leptáním a vytvořením monolitu uvnitř kapiláry. U všech metod bylo nezbytným krokem zavedení ‑NH2 skupiny na vnitřní povrch kapiláry, k čemuž byl použit (3‑aminopropyl)triethoxysilan. Na takto upraveném povrchu mohla být následně provedena Ugiho reakce.  Separační schopnost kapilár byla ověřována na testovacím vzorku směsi aromatických sloučenin, naftalenu, fluorenu, fenanthrenu a anthracenu.
12 Bc. Karolína Salvadori M1 prof. Dr. RNDr. Pavel Matějka Spektroskopické studium interakce močovinových receptorů s biogenními anionty detail

Spektroskopické studium interakce močovinových receptorů s biogenními anionty

Anionty zaujímají důležitou roli v biologických systémech. Řada z nich patří k závažným polutantům životního prostředí. Jako příklad lze uvést fosforečnany, které společně s dusičnany představují hlavní příčinu eutrofizace. Fosforečnany dále mohou působit značnou komplikaci kupříkladu při hemodialýze. Rozpoznávání a odstraňování fosforečnanových aniontů by našlo uplatnění v mnoha odvětvích. Naštěstí řada struktur má schopnost interagovat s těmito anionty a jsou potenciálně využitelné pro jejich selektivní odstraňování. Vhodnými kandidáty pro vázání těchto polutantů jsou receptory na bázi močovinového strukturního motivu, jež jsou známé jako látky schopné vytvářet stabilní komplexy. V rámci svého výzkumu jsem vypracovala syntézu několika nových derivátů močovin na bázi modifikované nosylové skupiny a vedle nich také derivátů močovin vhodných pro ukotvení na další substrát. U vybraných derivátů jsem zkoumala jejich schopnost vytvářet supramolekulární komplexy pomocí 1H NMR titračních experimentů. Vzhledem k omezené rozpustnosti močovin v běžných organických rozpouštědlech jsem komplexační vlastnosti studovala v polárním aprotickém rozpouštědle DMSO. Mezi zkoumanými anionty vystupují  biologicky významné ionty, jež jsou přítomny v krvi, například H2PO4-, nebo chloridový aniont.  



13 Vít Suchopár B3 doc. Ing. Vladimír Setnička, Ph.D. Možnosti identifikace padělků přípravku Xanax® pomocí Ramanovy spektroskopie detail

Možnosti identifikace padělků přípravku Xanax® pomocí Ramanovy spektroskopie

Alprazolam, lépe známý pod svým obchodním jménem Xanax®, je jedním z nejčastěji předepisovaných léků ze skupiny benzodiazepinů. Ve většině vyspělých zemí je Xanax® k dostání pouze na lékařský předpis. Není tak překvapivé, že v dnešní době existuje na internetu velké množství zdrojů, přes které je možné tento přípravek zakoupit mimo oficiální distribuci. Většinou se jedná o padělky obsahující nesprávné množství účinné látky a užívání takových přípravků může představovat vážné zdravotní riziko. V této práci byly analyzovány a porovnány základní fyzikální vlastnosti (vzhled, hmotnost, rozměry) originálních a padělaných tablet přípravku Xanax®. Již na základě těchto vlastností bylo možné některé vzorky označit za padělky. Přípravky byly dále podrobeny analýze Ramanovou spektroskopií. Po porovnání Ramanových spekter originálních a podezřelých přípravků bylo možné jednoznačně identifikovat padělky.  
14 Bc. et Bc. Lukáš Tomaník M2 doc. Ing. Vladimír Setnička, Ph.D. Klasifikace spektrálních dat pro diagnostiku karcinomu pankreatu detail

Klasifikace spektrálních dat pro diagnostiku karcinomu pankreatu

Karcinom pankreatu je obzvláště závažným druhem nádorového onemocnění s velmi špatnou prognózou. Je tomu tak mimo jiné i proto, že se jedná o onemocnění, jež lze zavedenými postupy diagnostikovat často až v pokročilém stádiu, kdy je naděje na vyléčení prakticky nulová. Výzkum v této oblasti hojně využívá spektroskopické metody schopné zachytit patologické změny na molekulární úrovni. Nicméně pro jejich aplikaci je nutné vytvořit statistický model pro vyhodnocení získaných dat. Proto se tato práce zaměřuje na zkoumání možností vývoje predikčního modelu kombinujícího data z různých spektroskopických metod, a to elektronového cirkulárního dichroismu, Ramanovy optické aktivity, infračervené a Ramanovy spektroskopie. Celkem byla vyhodnocena spektrální data 40 pacientů s karcinomem pankreatu a 55 kontrolních jedinců. Předkládaná práce shrnuje výsledky z více než 200 separátních analýz provedených na různých datových souborech. Nejlepších výsledků je dosaženo použitím metody podpůrných vektorů; z klasických přístupů se pak jeví jako nejvhodnější lineární diskriminační analýza. Dosažené výsledky indikují značný potenciál tohoto přístupu pro diagnostiku karcinomu pankreatu.  
15 Bc. Lenka Vatrsková M2 doc. Mgr. Taťjana Šiškanova, CSc. Forenzní elektrochemie nových psychoaktivních látek detail

Forenzní elektrochemie nových psychoaktivních látek

Táto práca je zameraná na potenciometrické štúdium interakcií medzi kalix[4]arénom a novými psychoaktívnymi látkami (NPL). Aminoindán (primárny amín) a deriváty syntetických katinónov (sekundárne a terciárny amín) boli zvolené ako testované analyty. Cieľom bolo pozorovať efekt zmeny percentuálneho zastúpenia receptoru membrány, kalix[4]arénu (1wt%, 5wt% a 10wt%), na jej potenciometrické vlastnosti, najmä na citlivosť, lineárny koncentračný rozsah a selektivitu. Zvyšujúce sa množstvo kalix[4]arénu z 1wt% do 5-10wt% viedlo k i)zníženiu potenciometrickej citlivosti, ii)posunu lineárneho koncentračného rozsahu do oblasti vyššej koncentrácie, iii)zmenám potenciometrickej selektivity súvisiacej so štruktúrnymi vlastnosťami testovaných analytov. Využiteľnosť PVC-membrán na báze kalix[4]arénu bola overená a dokázaná pri potenciometrickej analýze obsahu sekundárneho amínu (bufedrónu) v modelovej vzorke (ρ = 2,1 μg/ml) a reálnej vzorke slín (ρ = 34,24 μg/ml). Pri stanovení bufedrónu v modelovej vzorke sa ukázala ako úspešná membrána na báze 10wt% kalix[4]arénu (2,27±0,08 μg/ml, sr = 2%), zatiaľ čo v reálnej vzorke sa ukázala perspektívnejšia membrána s obsahom 1wt% kalix[4]arénu (32,52±3,57 μg/ml, sr = 7%).  
16 Bc. Oleksandr Volochanskyi M2 Ing. Vadym Prokopec, Ph.D. Příprava zesilujících dendritických nano/mikrostruktur s využitím bezproudové depozice plasmonických kovů pro potřeby SERS spektroskopie detail

Příprava zesilujících dendritických nano/mikrostruktur s využitím bezproudové depozice plasmonických kovů pro potřeby SERS spektroskopie

Spektroskopie povrchem zesíleného Ramanova rozptylu (Surface-Enhanced Raman Scattering, SERS) využívá fyzikálních vlastností nano/mikrostrukturovaných plasmonických kovů (Ag, Au, Cu) k zesílení signálu studovaného analytu. Jednou z aplikací daného jevu je detekce látek ve velmi nízkých koncentracích pomocí kompozitních plasmonických systémů. Často se takovými látkami stávají sloučeniny přírodní povahy, jako jsou alkaloidy nebo vitamíny, neboť obsahují ve své struktuře heteroatomy (běžně dusík), jejichž prostřednictvím dochází k fyzisorpci analytu na plasmonický povrch. Pro přípravu velkoplošných SERS-aktivních nosičů existuje řada technik, které však bývají časově, finančně a manuálně náročné, protože využívají, např. katodickou redukci příslušného kovu nebo imobilizaci koloidních systémů na povrch inertního nosiče (sklo, platina). Práce je zaměřena na bezproudovou depozici plasmonické vrstvy tvořené dendritickými útvary na Al podklad s využitím rozdílu elektrodových potenciálů ušlechtilého a méně ušlechtilého kovu, což umožňuje připravit levný, jednoduchý a účinný SERS nosič. V rámci studie byla sledována morfologie vznikajících povrchů v závislosti na době přípravy a byly vyzkoušeny různé excitační vlnové délky z důvodu vlivu na zesílení signálu modelového analytu riboflavinu.
17 Bc. Jana Čechová M1 prof. RNDr. Štěpán Urban, CSc. Závislost molekulového složení lidské pachové signatury na věku detail

Závislost molekulového složení lidské pachové signatury na věku

Cílem této práce bylo zjistit, jak chemické složení lidské pachové stopy závisí na věku. Od 13 dobrovolníků (muži 22 až 72 let) byly odebrány vzorky pachů z dlaní pomocí skleněných kuliček. Vzorky byly následně extrahovány do ethanolu a analyzovány metodou GS-MS. Získaná data byla statisticky zpracována. Bylo nalezeno 213 poměrů látek (splňujících podmínku p < 0,05), které byly dále zpracovány metodou PCA. Bylo zjištěno, že věkové skupiny od sebe nejsou jednoznačně odděleny. Následně bylo pro potřeby PCA využito 6 poměrů, splňujících podmínku p < 0,001. Skupinu nejstarších dobrovolníků se podařilo oddělit od skupin mladších dobrovolníků.  
18 Bc. Petr Šálek M2 Ing. Vadym Prokopec, Ph.D. Nové SERS-aktivní kompozitní substráty na bázi TiO2/Ag nanočástic detail

Nové SERS-aktivní kompozitní substráty na bázi TiO2/Ag nanočástic

Povrchem zesílená Ramanova spektroskopie (SERS) je analytická metoda umožňující detekci látek o velmi nízkých koncentracích. Molekuly analytu musí být v bezprostřední blízkosti morfologických nerovností povrchu vhodně připraveného substrátu. SERS substrát by měl splňovat požadavek vhodných fyzikálních a chemických vlastností, zejména vyhovovat podmínce povrchové plasmonové rezonance. Z tohoto důvodu jsou pro SERS spektroskopii využívány především ušlechtilé kovy jako jsou zlato a stříbro. Současným trendem ve vývoji nanočástic pro SERS je využití kompozitních materiálů, které mohou mít výhody oproti tradičním kovovým substrátům. Kombinace TiO2 a ušlechtilého kovu (Ag) může za určitých okolností poskytovat vyšší hodnoty zesílení spektrálního signálu především v důsledku posuvu pásu plasmonové resonance, synergického efektu, případně vyšší afinity specifických analytů vůči povrchu substrátu. Tato práce je zaměřena na přípravu a testování kompozitních substrátů na bázi nanočástic TiO2 a Ag. Jako testovací analyt SERS-aktivity byla využita methylenová modř, jakožto látka poskytující vhodnou a stabilní spektrální odezvu.

403 - Ústav fyzikální chemie

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Tereza Bautkinová M1 Mgr. Fatima Hassouna, Ph.D. Optimalizace přípravy nanokompozitu grafen/polyanilin pro aplikaci v superkapacitorech detail

Optimalizace přípravy nanokompozitu grafen/polyanilin pro aplikaci v superkapacitorech

Polyaniline is one of the most widely studied conductive polymers.  Its rich redox chemistry and simple synthesis make it a promising candidate as an electrode material for supercapacitors. Unfortunately, polyaniline displays several drawbacks such as poor electrochemical cycling stability or low surface area. To address some of these issues, compositing of polyaniline with hierarchical structured fillers has been studied, leading to improvement of the electrochemical performance of the resulting nanocomposite through suitable morphology or by inducing some synergetic effects. Various fillers have been investigated, i.e. conductive metals (e.g. CuO, Ni3S2 etc.) and/or nanocarboneceous materials (e.g. graphene, CNTs etc.). Loading polyaniline with nanocarboneceous materials such as graphene or carbon nanotubes can lead to higher surface area and higher electrical conductivity. On the other hand, metal oxides, eventually different electroactive substances, can bring new redox pairs to the system, thus enhancing the pseudocapacitive behaviour. The aim of this work is to develop novel material suitable for applications in supercapacitors by incorporating inorganic fillers such as graphene derivatives and iron oxide nanoparticles into polyaniline matrix.  
2 Bc. Michal Belina M1 prof. RNDr. Petr Slavíček, Ph.D. Elektronová spektroskopie s vibračním rozlišením: aplikace na polyaromatické kationty detail

Elektronová spektroskopie s vibračním rozlišením: aplikace na polyaromatické kationty

V roce 2015 byl experimentálně potvrzen radikálový kationt fulerenu jako zdroj dvou tzv. difúzních interstelárních pásů. Po téměř 100 letech od jejich objevení tak přišel významný impuls k dalšímu výzkumu molekul podílejících se na této absorpci ve viditelné oblasti. Difúzní interstelární pásy vznikají v mezihvězdném prostoru, který je tak trochu z ruky, a tak prakticky jediným prostředkem, jak můžeme získat informace z vesmíru, jsou spektroskopická pozorování. Konkrétně pro odhalení zdrojových molekul této absorpce je klíčová vibračně rozlišená elektronová spektroskopie. Pro její detailní studium je třeba jít nad rámec běžně užívaných aproximací. Ve své práci se proto věnuji detailnímu studiu elektronové absorpce radikálového kationtu antracenu: efektům v rozporu s Francovým–Condonovým principem, anharmonicitě hyperplochy potenciální energie a dalším možným výpočetním technikám pro získání vibračně rozlišeného elektronového spektra.  
3 Monika Brožíková B3 prof. RNDr. Petr Slavíček, Ph.D. Ionizace a oxidace karboxylových kyselin: ab initio studium detail

Ionizace a oxidace karboxylových kyselin: ab initio studium

Redoxní vlastnosti biomolekul (tj. redoxní potenciál a případně ionizační energie) jsou důležité pro pochopení jejich funkce v organismech, například v souvislosti s fotosyntézou, metabolismy, nebo u oprav poškození DNA. Právě u oprav oxidativních poškození DNA je důležitým prvkem aminokyselina tryptofan, na který se zaměřuje moje práce. Elektrochemické měření redoxních potenciálů ve vodné fázi je ale problematické kvůli vysokým hodnotám této veličiny. Experimentální hodnoty se proto od sebe velmi často liší. Jeden z důvodů, proč získáme například různé redoxní potenciály, je existence rovnováh mezi více stavy – protonizovaných a deprotonizovaných – molekul. Tyto rovnováhy hrají roli jak v redukovaných, tak v oxidovaných formách. To je patrné zvlášť u podskupiny karboxylových kyselin – aminokyselin. Redoxní potenciál těchto látek se tak stává mimo jiné závislým na pH okolního prostředí. Jednou z cest pro získání redoxních potenciálů představuje fotoemisní spektroskopie, která se v posledních letech rozvíjí především díky zavedení techniky kapalných mikrotrysek. V práci se zaměřuji na ionizační energie a redoxní potenciály různých forem tryptofanu získaných na principu kvantových výpočtů. Cílem je porozumět vztahu mezi redoxním potenciálem a fotoemisním spektrem  
4 Dominik Bubák B3 doc. Ing. Karel Řehák, CSc. Studium rozpustnosti trichlorethylenu v roztocích elektrolytů detail

Studium rozpustnosti trichlorethylenu v roztocích elektrolytů

Trichlorethylen je zdraví škodlivá látka, jejíž emise z průmyslových podniků jsou přísně kontrolovány. V podniku Spolana, a. s., se trichlorethylen používá jako extrakční činidlo v procesu výroby kaprolaktamu. Pro účely snižování koncentrací trichlorethylenu v odpadních vodách by mohlo být užitečné znát jeho rozpustnost v čisté vodě a ve vodných roztocích elektrolytů, které souvisí s výrobním procesem. Jedná se především o síran amonný, kyselinu sírovou a amoniak. V rámci práce byla přímou analytickou metodou naměřena rozpustnost trichlorethylenu za teploty 25 °C ve vodě a v různě koncentrovaných vodných roztocích amoniaku. Metodou IGS (Inert Gas Stripping) byly také získány limitní aktivitní koeficienty trichlorethylenu v roztocích síranu amonného. Tato data byla využita pro popis rozpustnosti této látky v závislosti na koncentraci síranu amonného, a to ve formě Sečenovovy rovnice. Bylo zjištěno, že síran amonný rozpustnost trichlorethylenu znatelně snižuje. Jeho vliv na rozpustnost je vyšší než v případě chloridu sodného, pro který byla data nalezena v literatuře.  
5 Bc. Kryštof Březina M2 prof. Mgr. Pavel Jungwirth, CSc., DSc. Ab Initio Molecular Dynamics Study of Benzene Radical Anion in Liquid Ammonia detail

Ab Initio Molecular Dynamics Study of Benzene Radical Anion in Liquid Ammonia

The benzene radical anion is a key intermediate in the Birch reduction: an organic reaction, where benzene-like aromatics are reduced to 1,4-cyclohexadienes by a solution of an alkali metal in liquid ammonia. This work adresses the properties and behavior of the benzene radical anion in the presence of liquid ammonia by the means of ab initio molecular dynamics: a costly but necessary method to correctly describe the non-trivial, open shell electronic structure of the species in question. Notably, the presence of dynamic Jahn-Teller phenomena in the liquid phase and the structure of solvent surrounding the anion are studied computationally for the first time. (Picture: benzene radical anion in a box of liquid ammonia; spin density distribution is depicted in red.)



6 Bc. Stanislav Chvíla M1 prof. RNDr. Petr Slavíček, Ph.D. Přenos náboje v molekule karboxypterinu: Atmosférické souvislosti detail

Přenos náboje v molekule karboxypterinu: Atmosférické souvislosti

Na poli chemie atmosférických procesů došlo v nedávné minulosti k výraznému rozvoji, a to především zkoumání dějů na fázových rozhraních přirozeně nebo uměle vznikajících aerosolů v atmosféře. Obtížnost laboratorní simulace těchto procesů je podnětem ke zkoumání těchto pochodů in silico. V této práci se pokouším nalézt obecný výpočetní protokol pro získávání elektrochemických dat pro molekuly v tripletním excitovaném stavu, jelikož chemii těchto částic byla dosud věnována pouze malá pozornost. Jako testovací subjekt byl zvolen 6-karboxypterin, přirozený produkt rozkladu biogenních složek organismů. Klíčovou roli v tomto zkoumání hraje především správné modelování solvatačního okolí molekuly, jehož vliv na získané výsledky se ukázal být velmi značný. Tato práce také přináší srovnání použití několika různých postupů výpočtu elektrochemických dat a diskuzi jejich vhodnosti.
7 Lucie Draslarová B2 Ing. Ctirad Červinka, Ph. D. Termodynamické vlastnosti bází nukleových kyselin ve stavu ideálního plynu detail

Termodynamické vlastnosti bází nukleových kyselin ve stavu ideálního plynu

Tato práce se zabývá teoretickým výpočtem vlastností adeninu, thyminu a uracilu, jež jsou základní kameny veškeré genetické informace. Termodynamická data pro tyto čisté látky jsou poměrně vzácná, protože DNA a RNA bývají spíše studovány jako celek. Výpočty byly pro nukleové báze prováděny nejprve ve stavu ideálního plynu, později budou vlastnosti vypočítány i pro krystalické uspořádání a bude studována sublimační rovnováha. Pro výpočty optimální molekulární geometrie a dalších molekulárních parametrů adeninu, guaninu, thyminu, cytosinu a uracilu byla použita teorie hustotního funkcionálu (DFT), konkrétně funkcionál B3LYP. Termodynamické veličiny byly počítány statisticko-termodynamickým modelem tuhý rotor-harmonický oscilátor (RRHO). Pro báze obsahující skupiny, které konají vnitřní rotační pohyby, byly tyto stupně volnosti modelovány jako jednorozměrný bráněný rotor (1DHR). Konkrétně se jedná o rotaci methylu v thyminu a rotace a inverze amino skupiny NH2 v adeninu, guaninu a cytosinu. Pro větší přesnost a pro potlačení planarizace NH2 skupiny, což se jeví jako artefakt všech DFT výpočtů, byly profily potenciální energie pro rotace a inverze NH2 skupin počítány pomocí perturbační metody MP2. Vypočtené vibrační frekvence byly porovnány s literárními experimentálními daty.  
8 Bc. Tereza-Markéta Durďáková M2 doc. Ing. Ondřej Vopička, Ph.D. Studium objemového botnání kaučukovitých a sklovitých polymerů pro membránové separace detail

Studium objemového botnání kaučukovitých a sklovitých polymerů pro membránové separace

Tato práce prohlubuje vhled do problematiky interakcí mezi polymery a látkami při membránových separačních procesech. Botnání polydimethylsiloxanu (PDMS), polytrimethylsilylpropynu (PTMSP) a polymeru s vnitřní mikroporozitou (PIM-1) bylo studováno v prostředí jednosložkových par. Uvedené polymery jsou běžně používány pro membránové separace směsí dimethylkarbonátu (DMC) a methanolu (MeOH) a současně jsou zástupci dvou fyzikálních stavů polymerů: zatímco zesíťovaný polydimethylsiloxan (PDMS) se za teploty experimentu 40 °C nachází ve stavu kaučukovitém, polytrimethylsilylpropyn (PTMSP) a polymer s vnitřní mikroporozitou (PIM-1) jsou polymery sklovité.  Botnání všech zmíněných polymerů v jednosložkových parách vykazovalo odchylky od ideální směsi. Pro PDMS byly pozorovány mírně kladné odchylky od Amagatova zákona. Pro PTMSP, stejně tak pro PIM-1, byly naopak pozorovány výrazně záporné odchylky.  Botnání polymerů bylo vyhodnocováno pomocí obrazové analýzy všech nezávislých rozměrů membrán. Tato metoda umožňuje stanovit míru zbotnání vzorku ve třech směrech bez jeho mechanického namáhání.  
9 Bc. et Bc. Jiří Janek M2 prof. RNDr. Jiří Kolafa, CSc. Modifikované Gearovy integrátory s lepší časovou reverzibilitou detail

Modifikované Gearovy integrátory s lepší časovou reverzibilitou

Numerická integrace hraje klíčovou roli v simulacích metodami molekulární dynamiky (MD). Nejčastěji používaná Verletova integrační metoda je pouze 2. řádu. Nadto existují problémy a algoritmy, pro které je její aplikace komplikovaná. Užití metod vyšších řádů je však limitováno požadavkem na zachování energie v průběhu integrace. Cílem této práce je najít metody vyšších řádů odvozené z Gearových integrátorů typu prediktor-korektor, které by měly lepší časovou reverzibilitu, tzn. i zachování energie, než originální metody.  Předchozí úpravy korektoru byly vedeny myšlenkou ustoupit z požadavku na stabilitu. Tento postup však k cíli nevedl. V této práci ukážu, jak odvodit metody s lepší časovou reverzibilitou na základě analogie s Verletovou metodou, která je přísně časově reverzibilní. Nové metody lze získat minimalizací prvních členů korektoru v tzv. historické notaci. Tato úprava vede ke snížení řádu metody, řád zachování energie se však zvýší. Navíc je zachována nejvyšší možná stabilita. Nové integrátory byly testovány na harmonickém oscilátoru a dvou jednoduchých MD systémech. Testy ukazují, že při vhodné volbě integračního kroku lze dosáhnout významně lepšího zachování energie než při použití originálních integrátorů stejného řádu.
10 Jiří Janoš B2 prof. RNDr. Petr Slavíček, Ph.D. Chemie řízená vlnovou délkou: fotoiniciátory detail

Chemie řízená vlnovou délkou: fotoiniciátory

Ve třetím tisíciletí došlo k velkému rozvoji molekulových simulací na ab initio úrovni a modelovány jsou dnes běžně i fotochemické reakce probíhající na více excitovaných stavech. Většina simulací předpokládá vertikální excitaci, čímž začíná fotochemická reakce. Tento model odpovídá reakcím spuštěným ultrakrátkými světelnými pulzy, ačkoliv většinou se využívají pulzy delší s dobře definovanou vlnovou délkou. Ve své práci směřuji k hledání simulačních technik, kterými je možné popsat tento scénář, což umožní mimo jiné i řízení fotochemických reakcí vlnovou délkou. Chemie řízená vlnovou délkou má různé využití v praxi. Příkladem může být relativně složitá molekula O-acetyloximu, který se využívá jako fotoiniciátor polymerizačních reakcí, jejichž výtěžek závisí na vlnové délce použitého světla. V této práci se zabývám fotochemií zmíněné molekuly od jednoduchého prvního pohledu až po analýzu náročných dynamických simulací. Diskutovány jsou možnosti zjednodušení výchozí struktury a tím i snížení výpočetní náročnosti, vzorkování základního stavu, dynamické simulace v excitovaném stavu a analýza kvantového výtěžku v závislosti na vlnové délce pro různé výchozí podmínky. Závěrem jsou rozebrány nedostatky současného modelu a možnosti jeho vylepšení spolu s nástinem budoucího postupu.
11 Eliška Kantorová B3 Ing. Alena Randová, Ph.D. Výběr ochranných rukavic pro práci s alkoholy, ketony, ethery, alkany či aromáty detail

Výběr ochranných rukavic pro práci s alkoholy, ketony, ethery, alkany či aromáty

Obsahem této práce je popis sorpčního působení organických látek na různé typy ochranných rukavic z polymerních materiálů. Při interakci kapalin s polymery dochází často k tzv. sorpci rozpouštědla, tj. prostupu rozpouštědla mezi molekuly polymeru, což se projevuje zvětšením hmotnosti (případně objemu) polymeru, a může mít vliv na mechanické a další vlastnosti rukavic. Poškození ochranných rukavic při experimentální práci může fatálně ovlivnit experiment. Organické kapaliny mohou mít škodlivý vliv na lidskou kůži a sorpcí do ochranných rukavic dochází ke zvýšené expozici. Působení organických kapalin na vybrané typy ochranných nitrilových rukavic s odlišným obsahem barviv bylo kvantitativně hodnoceno pomocí porovnání stupně bobtnání v 5 různých organických kapalinách: benzen, butanon, 1,2 – dimethoxyethan, hexan a butan-1-ol, které jsou běžně používanými organickými rozpouštědly. Měření bylo prováděno gravimetricky po ustavení rovnováhy mezi polymerem a kapalinou, při konstantní teplotě 25 °C.  
12 Bc. Bc. Martin Klíma M2 prof. RNDr. Jiří Kolafa, CSc. Nukleace vody a argonu v molekulových paprscích detail

Nukleace vody a argonu v molekulových paprscích

Práce se zabývá studiem nukleace při supersonické expanzi vodní páry a argonu. Plyn během expanze prochází  tryskou do evakuované části aparatury, dochází k jeho ochlazení a následné nukleaci. Vznikají tak klastry různých velikostí a tvarů. Některé experimenty naznačují, že vzniklé klastry nemají termodynamicky optimální kulový tvar. Pro potvrzení této domněnky mohou být použity MD simulace celého procesu. Cílem práce je vývoj algoritmu, který by takovouto simulaci umožnil. Celá simulace probíhá v periodickém simulačním boxu s konstantním počtem molekul. V důsledku expanze plynu je měněn objem boxu. Průběh hustoty expandujícího plynu v čase je nejprve vypočten za předpokladu jeho ideálního chování. Takto získaný průběh hustoty však není v souladu s reálným chováním plynu. To se projevuje nekonstantním hmotnostním tokem. Simulace je tedy prováděna po částech, vždy nejprve podle původního průběhu hustoty. Po zpětném výpočtu hmotnostního toku a jeho derivace je na jejím základě modifikován původní průběh hustoty a daný úsek je simulován znovu. Po dosažení určité přesnosti, dojde k posunu k dalšímu úseku a vše se opakuje. Výsledná data jsou porovnávána s experimentálními, poskytnutými skupinou M. Fárníka z Ústavu fyzikální chemie Jana Heyrovského Akademie věd České republiky.



13 Bc. Ondřej Kolín M1 doc. Ing. Vladimír Dohnal, CSc. Experimentální studium fázových rovnováh ve vodných roztocích G3 a G4 detail

Experimentální studium fázových rovnováh ve vodných roztocích G3 a G4

V této práci byla provedena přesná měření aktivity vody ve vodných roztocích triglymu (G3) při 298.15 K a tetraglymu (G4) při 298.15 a 318.15 K. Získané závislosti aktivitních koeficientů na složení byly korelovány různými modelovými vztahy; nejlepší výsledky pro oba systémy poskytuje SSF rovnice, která vystihuje data prakticky v rámci experimentální nejistoty. S cílem předložit ucelený popis rovnováhy kapalina pára těchto systémů v širším oboru teplot, byla naměřená aktivitní data korelována společně s některými dostupnými údaji o termodynamických veličinách (dodatková entalpie, rozpouštěcí entalpie v nekonečném zředění či dodatková tepelná kapacita) rozšířenou SSF rovnicí s teplotně závislými parametry. Tyto korelace poskytují nejen dobrý simultánní popis korelovaných dat, ale i dobrý popis dat o rovnováze kapalina-pevná fáze či termálních dat nezahrnutých v korelační databázi.
14 Bc. Adam Kovalčík M2 Ing. Daniel Ondo, Ph.D. Thermodynamic insight into collapse of pNIPAM in presence of  surfactant sodium dodecyl sulfate   detail

Thermodynamic insight into collapse of pNIPAM in presence of  surfactant sodium dodecyl sulfate  

Poly-N-isopropylacrylamide (pNIPAM) is well-known thermoresponsive polymer with its lower critical solubility temperature (LCST) in water around 33°C. This polymer has ability to interact differently in aqueous solutions, the first type of interaction is hydrophillic and creates linear swollen structure. The second is of hydrophobic type and collapsed globules, which are likely to form bigger aggregates, are created. Our aim of present work is to think about following question: "Is it even possible to separate the process of forming globular structures and the process of aggregation?" To verify or disprove our hypothesis, we used a well-known surfactant sodium dodecyl sulfate (SDS), which inhibits aggregation. Several standard experimental techniques such as differential scanning calorimetry (DSC), isothermal titration calorimetry (ITC), dynamic light scattering (DLS) and cloud point technique were used. The data from all techniques were found compatible with themselves and with literature sources, hence an attempt to develop a thermodynamic model representing distribution of polymer species and surfactant species in the solution was carried out. Since the two processes were found mutually indistinguishable from one another, the answer to the question above is "no".
15 Eliška Lieberzeitová B3 prof. Ing. Květoslav Růžička, CSc. Calorimetric study of selected amino acids detail

Calorimetric study of selected amino acids

Amino acids are very important biochemical compounds. However, not enough data of their thermodynamic properties has been collected. The subject of this work is to provide reliable thermodynamic data including heat capacity and phase behaviour for selected amino acids L-Arginine, L-Aspartic acid, L-Glutamic acid, L-Glutamine and L-Asparagine. Experimental part is based on new calorimetric heat capacities in condensed phase (calorimeter SETARAM µDSC IIIa) complemented with differential scanning calorimetry (calorimeter TA Q1000) used to determine the presence of any phase transitions. Comparison with literature data is performed.
16 Bc. David Palounek M2 Ing. Marcela Dendisová, Ph.D. SERS spektroskopie červených pigmentů na povrchu plasmonických kovů: vliv excitační vlnové délky   detail

SERS spektroskopie červených pigmentů na povrchu plasmonických kovů: vliv excitační vlnové délky  

Pigmenty se obvykle vyskytují v uměleckých i jiných dílech v nízkých koncentracích, proto je nutné zesílit jejich signál s využitím např. povrchem zesílených technik. Cílem této práce je zejména sledování vlivu excitační vlnové délky na povrchem zesílená Ramanova spektra pěti červených pigmentů, adsorbovaných na třech různých plasmonických kovech. Malířské, nebo spektroskopické standardy alizarinu, purpurinu, brazileinu, laky a karmínu byly adsorbovány na zdrsněný povrch mědi, zlata a stříbra. K měření byly použity lasery emitující záření o vlnové délce 532, 633, 785 a 1064 nm. Volba excitační vlnové délky ovlivňuje intenzitu neelasticky rozptýleného záření a intenzitu fluorescence. Na excitační vlnové délce závisí rovněž míra povrchového zesílení prostřednictvím elektromagnetického mechanismu, který je spojen s tzv. lokalizovanou povrchovou plasmonovou rezonancí. Mění se také relativní intenzita jednotlivých pásů při použití různých excitací v důsledku odlišné interference záření, popsané prostřednictvím povrchových výběrových pravidel. Zlato, stříbro a měď navíc vykazují různé hodnoty dielektrické funkce a signál získaný z molekul adsorbovaných na těchto kovech se může také lišit s ohledem na morfologii povrchu či na způsobu, jakým se na ně molekuly pigmentů adsorbují.  
17 Emil Pavelka B3 RNDr. Mgr. Jan Heyda, Ph.D. Application of KB-theory in ternary LJ mixtures   detail

Application of KB-theory in ternary LJ mixtures  

Setchenow equation is well established relation for description of change in solubility upon the addition of salts or cosolvents into solution. This linear relationship is general, applicable on organic solutes as well as on biomolecules. In this work we employ MD simulations on minimalistic (qualitative) model of ternary Lennard-Jones mixtures, in which the repulsive, neutral and attractive solute-cosolvent interaction regimes can be described. Applying exact Kirkwood-Buff theory we quantitatively connect the changes in local solutions structure with the changes in solute chemical potential and thus its solubility.  
18 Bc. Jan Poštulka M1 prof. RNDr. Petr Slavíček, Ph.D. Fotodisociace a rekombinace peroxidu vodíku detail

Fotodisociace a rekombinace peroxidu vodíku

Peroxid vodíku při ozáření UV zářením podléhá fotodisociaci. Vznikají primárně hydroxylové radikály OH a sekundárně radikály HO2 spolu s radikálem vodíku. Produkce reaktivních hydroxylových radikálů je významná pro čištění vody nebo sterilizaci v medicíně, disociace peroxidu vodíku může být také zdrojem radikálů v zemské atmosféře. Výskyt peroxidu vodíku byl rovněž potvrzen na několika tělesech sluneční soustavy, jako je například Jupiterův měsíc Europa. V této práci je peroxid vodíku modelovým chromoforem pro vývoj techniky neadiabatických molekulových simulací při konstantní vlnové délce či pro popis difúze a rekombinace nascentních radikálů. Práce je zaměřena na popis disociace peroxidu vodíku v plynné fázi i ve vodném roztoku. Pro simulaci roztoku využívám metod typu QM/MM. Tento přístup rozdělí studovaný systém na dva podsystémy, z nichž jeden je popsán výpočetně nenáročnou molekulovou mechanikou, zatímco druhý je popsán pomocí kvantového funkcionálu. To dovoluje popsat solvatované systémy se zahrnutím dostatečného množství molekul rozpouštědla. V práci studuji vliv solvatace a kvantových efektů na strukturu roztoků peroxidu vodíku. Práce je přípravnou studií k dalšímu vývoji technik simulací s konstantní vlnovou délkou, studiu difúze a rekombinace radikálů.  
19 Bc. Jaroslav Sita M2 prof. RNDr. Petr Slavíček, Ph.D. Akcelerace ab initio molekulové dynamiky pomocí duálního potenciálu detail

Akcelerace ab initio molekulové dynamiky pomocí duálního potenciálu

Ve své práci se zabývám testováním simulací molekulové dynamiky s použitím konceptu duálního potenciálu. Metodu molekulové dynamiky jsem ve své předchozí práci používal na vzorkování počátečních podmínek pro další výpočty, jako například pro výpočty absorpčních spekter. V kontextu ab initio dynamiky je časově nejnáročnější výpočet gradientů energie, tedy sil působících na molekulu v každém kroku molekulové dynamiky. Koncept duálního potenciálu využívá dva potenciály, jejichž kombinací vznikne potenciál, na němž probíhá simulace molekulové dynamiky. Jeden potenciál je výpočetně méně náročný, ale také méně přesný. Druhý je naopak výpočetně náročnější, ale měli bychom s jeho použitím dostat reálnější distribuci geometrií. Cílem molekulové dynamiky s duálním potenciálem je získat distribuci geometrií, jako kdyby byla simulace provedena na výpočetně náročnějším potenciálu, ale za zlomek času. Koncept duálního potenciálu jsem testoval nejdříve na systému dimeru vody, u kterého jsem sledoval distribuci vzdáleností atomů kyslíku v závislosti na parametrech simulace s duálním potenciálem. S těmito poznatky jsem přistoupil ke studiu molekuly azobenzenu, která byla mým ústředním zájmem v dřívější práci a mám o této molekule tedy dostatek dat k porovnání.
20 Bc. Jakub Smutek M1 RNDr. Mgr. Jan Heyda, Ph.D. Modelling of hydrophobic interactions detail

Modelling of hydrophobic interactions

Hydrophobic effects play an important role in physical phenomena such as mem- brane formation or protein folding. Despite their importance these effects are  rather poorly understood. In this work, we use tools of an information theory (IT) to estimate thermodynamic properties of methane in water and methanol. IT connects the thermodynamic properties of hydrophobic solutes to the probability of finding a molecular-sized cavity volume in a given solvent. We approximate the probability distribution of the number of solvent centers in a cavity  volume using two moments calculated from the density and radial distribution  functions of pure solvents. The radial distribution functions at different temperatures of pure solvents were extracted directly from molecular simulations.  Furthermore, test particle insertions of methane were performed to evaluate  excess chemical potential directly from simulations in aforementioned solvents.  We find good correspondence between the results of information theory and di rect molecular simulations. Lastly, we calculate a PMF of a methane dimer at  298 K by means of IT.  Upon extension to mixtures, IT may be a promissing tool for  investigation of an ion-specific contribution to hydration free energy and  association of small hydrophobes.
21 Petr Touš B2 Ing. Ctirad Červinka, Ph. D. Termodynamické vlastnosti a sublimace kubanu studované metodami výpočetní chemie   detail

Termodynamické vlastnosti a sublimace kubanu studované metodami výpočetní chemie  

Kuban (C8H8) je chemická sloučenina, jejíž název byl odvozen z tvaru uhlíkového skeletu jeho molekuly, který připomíná krychli. Jeho zajímavé vlastnosti (velké sterické pnutí, kompaktnost molekuly) a možnosti pro praktické použití například ve farmacii nebo z hlediska ukládání energie dělají z kubanu, jeho derivátů a podobných trojrozměrných polycyklických sloučenin vhodné kandidáty pro další výzkum. Hlavním cílem této práce je teoretické studium termodynamických vlastností kubanu pro pevnou a ideální plynnou fázi. K tomu bylo potřeba spočítat optimální molekulovou geometrii nebo  krystalovou strukturu, k čemuž bylo použito metody hustotního funkcionálu (DFT). Pro plynnou fázi byl použit funkcionál B3LYP a pro pevnou fázi funkcionál PBE s disperzní korekcí D3 a projektorem rozšířené vlny (PAW). Z těchto dat pak byly v rámci modelu tuhého rotoru – harmonického oscilátoru pro plynnou a v rámci kvaziharmonické aproximace pro pevnou fázi vypočítány termodynamické vlastnosti kubanu. Výsledky výpočtu byly porovnány s dostupnými literárními experimentálními daty – vibrační frekvence s hodnotami měřenými pomocí spektroskopických metod (IR a Raman), tepelné kapacity a sublimační entalpie s hodnotami získanými kalorimetricky. Vypočtené výsledky se rozumně shodují s experimentálními daty.
22 Bc. Štěpán Tvrdý M1 Ing. Pavel Morávek, Ph.D. Rozpustnost CO2 v [emim][DCA] detail

Rozpustnost CO2 v [emim][DCA]

Tato práce se zabývá experimentálním stanovením  rozpustnosti oxidu uhličitého v iontové kapalině  1-ethyl-3-methylimidazolium dicyanamid (označované zkratkou  [emim][DCA]). Iontové kapaliny mohou vzhledem ke svým vlastnostem  sloužit jako vhodná absorpční média pro zachytávání CO2 (např.  ze spalin) a jeho následné využití nebo uskladnění. Kapalina  [emim][DCA] byla vybrána pro svoji dobrou stabilitu i dostupnost,  zároveň však pro ni nebylo v literatuře nalezeno mnoho dat  rozpustnosti CO2, je proto žádoucí tato data experimentálně  stanovit. Z pVT dat získaných pomocí aparatury sestavené  na Ústavu fyzikální chemie byla vyhodnocena tlaková a teplotní  závislost Henryho konstanty pro systém CO2+[emim][DCA] v  teplotním rozsahu 288,15--318,15 K a tlakovém rozsahu  0,1--1 MPa. Data rozpustnosti CO2 v [emim][DCA] byla následně  porovnána s literárními daty rozpustnosti CO2 v podobných  iontových kapalinách.
23 Martin Urban B3 doc. Ing. Karel Friess, Ph.D. Vliv par organických látek na propustnost protichemického oděvu AČR a HZS detail

Vliv par organických látek na propustnost protichemického oděvu AČR a HZS

Protichemické ochranné oděvy jsou využívány AČR a složkami IZS při pohybu a práci v prostoru s otravnými látkami v kapalné i plynné podobě či různými bojovými biologickými prostředky. Slouží k ochraně zdraví tím, že brání kontaktu těchto látek s kůží nebo jejich vniknutí do dýchacích cest. Jsou zhotoveny z polymerních materiálů, které musí splňovat řadu vlastností, například dobrou mechanickou odolnost proti oděru a prořezání, nízkou míru plastifikace a zbobtnání či musejí být stálé v chemicky agresivních prostředích. V práci se zabývám měřením transportních vlastností těchto materiálu, konkrétně permeance, která spočívá v přenosu hmoty membránou vlivem gradientu tlaku. Měření bylo provedeno pomoci integrálního (time-lag) permeametru, a jakožto testované plyny byly použity vodík a vzduch (80% N2, 20% O2). Dále byla provedena předběžná měření vlivu rozpouštědel pomocí přímé expozice vzorku danému rozpouštědlu. Konkrétně se jedná o acetonitril, isooktan, ethylester kyseliny octové a cyklohexan. Dalším cílem práce bude zjistit míru změn bariérových vlastností za současné expozice organických rozpouštědel, neboť změnou bariérových vlastností, může dojít k průniku nebezpečných látek materiálem protichemického ochranného oděvu, které by průniku za normálních podmínek nebyly schopny.  
24 Bc. Denis Zadražil M1 RNDr. Mgr. Jan Heyda, Ph.D. Atomistic simulations of hydrophobic polymer collapse detail

Atomistic simulations of hydrophobic polymer collapse

Reversible collapse transitions are fundamental properties of vast majority of biomacromolecules, with the prominent example of protein folding. Determination of reactive pathways, transition states, and reaction rates is of a fundamental importance and well suited for computer simulations. These reaction kinetic properties are in principle accessible from long direct MD simulation, however, such approach is highly inefficient, due to rare occurence of transition events. Special techniques were derived to efficiently sample reactive events and reaction kinetics. Transition Interface Sampling (TIS) belongs among methods which allow the calculation of the rate constant without proper definition of reaction coordinate, which is highly challenging task per se. In this work, we have examined the coil-to-globule transition of a model hydrophobic polymer in a neat water. Equilibrium REMD simulations were used to construct free energy landscape. Finally, TIS simulations were performed to evaluate the reactive fluxes and estimate the rate constant. Results were compared to the rate constant obtained from direct MD simulation. In the future, we aim to employ TIS to study the collapse and the aggreation of  the thermoresponsive polymer pNIPAM.
25 Alexandr Zaykov M2 RNDr. Zdeněk Havlas, DrSc. Singlet Fission - Recent Advances in the Simple Theory  detail

Singlet Fission - Recent Advances in the Simple Theory 

The main topic of this short contribution to Student scientific conference 2018 is recent advances in the field of "Simple" theory of exciton multiplication phenomenon bearing the name singlet fission (SF). SF could prove to be a potent helper for the extraction of solar energy from photons in the above-green light region. For these photons more than half the energy is usually wasted during the conversion process. The theory revolves around Fermi-Dirac golden rule. In the previous iterations the suitability of a structure potentially undergoing isoergic SF was assessed purely on two factors. One of them being matrix element between initial (mono)exciton state and final biexciton state, and roughly on the magnitude of Davydov splitting (DS). As it is known, thermodynamics do influence kinetics of electron transfer reactions, where SF certainly belongs. Therefore, Marcus theory is employed in the approximation of density of states in the above-stated golden rule. Interesting conclusions arising from the use of this approach, such as possibly correct prediction of faster SF structure based on provided crystallographic data, are also discussed. Results in the form of absolute and more importantly relative rates are shown.

409 - Ústav chemického inženýrství

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Nasrin Bakhshiyeva M2 prof. Ing. František Štěpánek, Ph.D. Incorporation of API in tablet coating using airbrush technique detail

Incorporation of API in tablet coating using airbrush technique

Spray coating of tablets is an important operation in the pharmaceutical industry, since it is mainly used to product protection, better appearance or brand recognition. In some cases it can be used for modification of dissolution kinetics. Film coating of tablets is the application of a thin layer of coating material to modify the tablet properties. Materials for coating may include various substances, such as natural or synthetic resins, gums, sugar, plasticizer and colorant and sometimes flavoring material. Addition of Active Pharmaceutical Ingredient (API) to film coating process is presented in this work. This method can enhance solubility of hydrophobic API, or it can create complex multilayer tablet with more than one API. For this purposes, the airbrush technique was utilized to spray solution of the coating agent together with API onto glass samples. The objective of this study is an investigation of incorporation of API into the tablet coating by utilization of airbrush technique. Polyvinylpyrrolidone along with fluorescein as model API was applied as model coating agent. Layer distribution was examined on confocal laser scanning microscope, where pictures were taken. Determination of the average layer thickness was analysed by ImageJ software program.
2 Bc. Martin Balouch M2 prof. Ing. František Štěpánek, Ph.D. Protocells: Promising nanocarriers for  on-demand drug delivery detail

Protocells: Promising nanocarriers for  on-demand drug delivery

The targeted delivery of specific Active pharmaceutical ingredients (APIs) to the required site of effect inside human body is complicated and recently often studied problem, because when API is not specifically targeted various adversary effects can occur, such as reaction of API with surrounding environment, poor solubility in body fluids, immune response, etc. Liposomes can be used as vessels for such targeted delivery for some APIs like doxorubicin, daunorubicin or cytarabine. However, they are not suitable for all APIs due to complications with encapsulation of the APIs into the liposomes. One of the possible solutions for this problem is to first adsorb the API into a porous particle and then encapsulate the particle itself into the liposome. The formed nanocomposites are called protocells. The aim of this work is to prepare silica nanoparticles, adsorb a model set of APIs into them and encapsulate the particles into liposomes to form protocells. Further aim of this work is to prove that using this way it is possible to encapsulate APIs which are not possible to be encapsulated into simple liposomes.  



3 Bc. Miroslav Blažek M2 doc. Ing. Petr Kočí, Ph.D. Nanášení porézní katalytické vrstvy do automobilových katalyzátorů a filtrů pevných částic detail

Nanášení porézní katalytické vrstvy do automobilových katalyzátorů a filtrů pevných částic

Ve spalovacích motorech vznikají výfukové plyny, které obsahují jak plynné, tak pevné složky. Ke konverzi zdraví škodlivých plynných látek se používají automobilové katalyzátory. Pevné částice jsou odstraňovány ve filtrech pevných částic. Automobilové katalyzátory jsou tvořeny nosičem (monolitem) z keramiky nebo kovu, který se skládá ze soustavy mnoha kanálků pokrytých tenkou porézní vrstvou katalyzátoru. Toto uspořádání umožňuje současně dosáhnout velkého povrchu katalyzátoru a nízké tlakové ztráty. Konverze škodlivin závisí na tloušťce a porozitě nanesené vrstvy. Filtry pevných částic jsou dnes nepostradatelnou součástí všech automobilů s dieselovými motory a nově jsou řazeny také za některé benzinové motory. V případě filtru jsou kanálky vždy na jedné straně zaslepeny, plyn proto musí projít přes porézní stěnu mezi kanálky. V moderních katalytických filtrech pevných částic je do vnitřní porézní struktury stěny nanesen katalyzátor – i zde je nutné kromě požadované filtrační účinnosti a konverze škodlivin zajistit co nejnižší tlakovou ztrátu filtru. Cílem prováděného výzkumu je tedy vylepšení postupu nanášení katalytické vrstvy do monolitu a filtru pevných částic namáčením (dip-coating) a dále návrh aparatury pro podtlakové nanášení katalytických vrstev do filtrů pevných částic.
4 Bc. Patrik Bouřa M1 Ing. Alexandr Zubov, Ph.D. Příprava a charakterizace biopolymerních mikrocelulárních pěn detail

Příprava a charakterizace biopolymerních mikrocelulárních pěn

V posledních letech je vzhledem ke zvyšujícímu se znečištění životního prostředí plasty vyvíjen čím dál větší tlak na řešení situace. V tomto ohledu mají potenciál biodegradabilní plasty nahradit stávající. Příkladem může být polymléčná kyselina (PLA), která je nejen biologicky odbouratelná, ale navíc je vyráběna z obnovitelných zdrojů. Mimoto je PLA jako jeden z mála biopolymerů schválena k aplikaci v medicíně.  Současným trendem výroby materiálů je také snaha o snížení spotřeby výchozích surovin a úsporu energie. Tyto možnosti nabízí vypěněné polymery, které jsou využívány např. jako izolanty, separační membrány, ke kultivaci tkání nebo kvůli svým výborným mechanickým vlastnostem (vzhledem k jejich hustotě).  V této práci jsem se zabýval přípravou a charakterizací mikrocelulárních polymerních pěn, které mohou vykazovat mnohem lepší vlastnosti než běžné polymerní pěny. PLA rozpouštěná v kyselině octové byla vypěněna netradiční metodou spinodální dekompozice. Je to poprvé, kdy byla PLA vypěna za použití kyseliny octové, která je díky své velmi nízké toxicitě zajímavou, ekonomicky přívětivou alternativou k toxickým rozpouštědlům. Nedílnou součástí této práce byl také návrh a úspěšná implementace kontinuálního chlazení u vypěňovací aparatury, a to za použití 3D tiskárny.



5 Bc. Martin Bureš M1 prof. Dr. Ing. Juraj Kosek Simulation of long term cycling of vanadium redox flow battery detail

Simulation of long term cycling of vanadium redox flow battery

Alternativou k uskladnění energie z obnovitelných zdrojů jsou vanadové průtočně baterie, u nichž probíhá přečerpávání elektrolytů skrz porézní elektrody oddělené membránou. Membrány jsou v ideálním případě propustné pouze pro vodíkové ionty, které přenáší elektrický náboj. V reálném případě jsou ale propustné i pro vanadové kationty a vodu, což mírně snižuje účinnost baterie a její kapacitu při dlouhodobém cyklování. Naštěstí lze baterii snadno regenerovat na původní plnou kapacitu. V této práci simulujeme pomocí matematického modelu chování reálné baterie. V modelu využíváme její rozdělení na 4 části, pozitivní a negativní celu a dva zásobní tanky k nim připojené. Model zahrnuje popis transportu iontů skrz membránu Nernst-Planckovu rovnicí, popis reakční kinetiky v roztoku a popis elektrochemických reakcí Butler-Volmerovou rovnicí. K výpočtu toku vody využíváme osmotický tlak a popis membrány jako homogenní i porézní prostředí. K popisu rovnovážného napětí je použita Nernstova rovnice. Z výsledků lze predikovat jak vývoj kapacity baterie, tak objemů a koncentrací elektrolytů v průběhu dlouhodobého nabíjeni a vybíjení. Využitím vyvinutého modelu budeme schopni řídit baterii tak, aby se zlepšila její účinnost a dlouhodobá stabilita.  



6 Radek Chmelař B3 Ing. Jitka Čejková, Ph.D. Využití neuronových sítí pro popis chování kapek dekanolu v roztoku dekanoátu detail

Využití neuronových sítí pro popis chování kapek dekanolu v roztoku dekanoátu

Tato práce se zabývá možností využití strojového učení, konktrétně neuronových sítí, pro popis chování systému tvořeného z kapek dekanolu v roztoku dekanoátu sodného. Cílem je zjistit, jestli je možné využít neuronovou síť pro popis takovéhoto systému. Z pokusů, kde budou kapky dekanolu umístěny na roztok dekanoátu sodného, získáme snímáním kamerou obrázky, ze kterých obrazovou analýzou získáme souřadnice kapek. Teplotu, koncentraci roztoku, čas od začátku pokusu a objem kapek známe. Tato data předáme jako vstup neuronové síti. Neuronová síť bude mít za úkol naučit se odhadovat, kde budou kapky v následujícím snímku. Cílem učení je minimalizovat rozdíl hodnot navržených neuronovou sítí od hodnot skutečných. Naučená síť může být použita pro odhad chování kapek pro ještě nevyzkoušené podmínky a bude možné získat závislost rychlosti, celkové uražené vzdálenosti, nejčastější relativní uspořádání případně nějaké další specifické chování, na teplotě, koncentraci, velikosti kapek, času od začátku pokusu a podobně.
7 Tomáš David B3 Ing. Alexandr Zubov, Ph.D. Predikce reologických vlastností stéricky stabilizovaných koloidních systémů  detail

Predikce reologických vlastností stéricky stabilizovaných koloidních systémů 

Koloidní disperze jsou velmi důležitou součástí mnoha průmyslových odvětví. Jejich uplatnění nalezneme například v oblasti nátěrových hmot a barviv, kde umožňují snížit množství ekologicky problematických organických rozpouštědel. Při jejich výrobě a zpracování se však často setkáváme s problémem koagulace dispergovaných částic. Vzniklé agregáty výrazně ovlivňují vlastnosti disperze, v krajních případech může dojít až k nežádoucí koagulaci celého systému. Abychom porozuměli příčinám koagulace disperzí, je třeba studovat podmínky jejich stability. Pro stabilizaci disperzí se využívají surfaktanty buď ionogenní (elektrostatická stabilizace) nebo neionogenní (stérická stabilizace). Uspokojivá predikce rheologického chování stéricky stabilizovaných disperzí zůstává otevřeným problémem, který jsme se rozhodli řešit tzv. metodou diskrétních elementů, v niž je chování koloidních částic určeno silami na ně působícími. V modelu jsou zahrnuty mezičásticové interakce: nekontaktní Van der Waalsovy síly a nově implementované síly stérické repulze v kombinaci s kontaktní JKR teorií. Důležitou součást modelu pak představuje také vzájemná interakce částic a tokového pole. Predikované rheologické charakteristiky polymerních disperzí jsou srovnány s experimentálními daty převzatými z literatury.



8 Bc. Wilhelm Feigl M2 Ing. Jan Haidl, Ph.D. Možnosti optimalizace ejektoru pro použití při zpracování odplynů detail

Možnosti optimalizace ejektoru pro použití při zpracování odplynů

  Velké množství chemických procesů je založeno na interakci fází v soustavě kapalina-plyn. Konkrétní požadavky kladené na danou interakci rozhodují o vhodné podobě průmyslové aparatury. Pro aplikace, kde je žádána velká mezifázová plocha kapalina-plyn, či intenzivní mezifázové sdílení hmoty (mechanické i chemické čištění plynů, sycení kapalin, rychlé heterogenní chemické reakce)  se vedle konvenčních aparátů stává rentabilní užívání ejektorového čerpadla, jehož hlavní přednosti spočívají v nízkých pořizovacích nákladech, jednoduchém a elegantním designu a absenci pohyblivých součástí ve styku s plynem, znamenající vyšší spolehlivost a menší náročnost na údržbu. Limitujícím faktorem v používání ejektoru jsou vysoké energetické nároky pro většinu aplikací. V této práci budou představeny některé modifikace ejektoru, umožňující vyšší efektivitu při užití ejektoru při aplikacích jako je čištění odplynů, kde hlavním kritériem optimality je celkové zpracované množství plynu vztažené na jednotku dodané energie. Kromě v současné době již známých modifikací, spočívajících v zařazení rotačního elementu před trysku, byl experimentálně studován také vliv dosud nezkoumaných variant, jako je destabilizace paprsku vody prostřednictvím expanze inertního plynu či smykovým třením o povrch trysky.



9 Samuel Frei B3 prof. Ing. František Štěpánek, Ph.D. Design and development of stimuli-responsive magnetoliposomes detail

Design and development of stimuli-responsive magnetoliposomes

Over the last years, significant effort has been invested in research of so-called magnetoliposomes, which are a combination of liposomes and magnetic nanoparticles (NPs). While liposomes can be used as vesicles for drug delivery, incorporating magnetic NPs such as Fe3O4 can be used for targeted delivery as well as on-demand drug release using an alternating magnetic field. Based on a surface modification/stabilization of NPs, they can show hydrophilic or hydrophobic behavior. Also, different types of behavior between them and liposomes can be observed (e.g. aggregation). This work focuses on the usage of several types of Fe3O4 NPs (Dextran 40, sodium citrate and dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) stabilizers) and multiple ways of magnetoliposomes preparation. Tests for the movement in the magnetic field and for the radiofrequency-triggered release of cargo were carried out with magnetoliposomes (400-500 nm) prepared with DPPC-stabilized Fe3O4 NPs loaded by 6-carboxyfluorescein.
10 David Gráf B3 prof. Dr. Ing. Juraj Kosek Optimalizace depozice nanočástic pomocí elektrostatických čoček detail

Optimalizace depozice nanočástic pomocí elektrostatických čoček

Urged need of new, more effective technique of nano-sized particle production is growing in the scientific and industrial fields. One of the promising methods which can fulfill these requirements is electrospraying. Using this technique, we are able to control the droplet size, charge and frequency of their generation. Moreover, the produced particles are of a narrow particle size distribution, because the mechanism of deposition prevents the aggregation of particles. The deposition efficiency of charged spray on an object is much higher than for uncharged droplets, but the shape of the deposition cone is impractical for spraying on larger surfaces. The goal of this work is to investigate the influence of the electrostatic field on deposited particulate layers. To improve the deposition of particles and specifically, to control the geometry of deposition cone, we utilize electrostatic lenses attached to the electrospraying system. By comparing behaviours of systems with and without the lenses, respectively, we showed that the presence of electrostatic lenses significantly improves the resulting layer quality. We further present a broad parametric study of the layer quality dependence on the electrostatic lenses that may be useful both for the scientific community and industry.



11 Bc. Daniel Götz M2 Ing. Petr Mazúr, Ph.D. Vliv vlastností membrány na provozní charakteristiky vanadové redoxní průtočné baterie detail

Vliv vlastností membrány na provozní charakteristiky vanadové redoxní průtočné baterie

Dlouhodobý trend zvyšování časově nerovnoměrné poptávky po elektrické energii s sebou nese potřebu stabilizovat síť pomocí stacionárních uložišť, kupř. ve formě akumulátorů. Na ty jsou ale v této funkci kladené specifické požadavky zejména dlouhodobé výdrže, spolehlivosti a v neposlední řadě také nízké ceny. Právě tyto vlastnosti nabízejí vanadové redoxní průtočné baterie. Jednou z klíčových komponent, který rozhoduje o technických a ekonomických parametrech baterie, je membrána oddělující kladný a záporný elektrolyt a zajišťuje iontové propojení mezi poločlánky. Cílem mé práce bylo experimentální studium provozních vlastností baterie s rozdílnými membránami. Pro experimenty jsem zkonstruoval aparaturu umožňující nejen základní charakterizaci laboratorního monočlánku, ale též k průběžnému monitorování změn objemu a složení elektrolytu. Aparatura byla využita k charakterizaci několika zástupců výměnných membrán o různé iontovýměnné kapacitě. Byl sledován významný vliv vlastností membrány na provozní vlastnosti baterie (účinnost, kapacita), ale též na transport jednotlivých složek elektrolytu membránou, a to i v dlouhodobém horizontu.  
12 Tomáš Hlavatý B2 Ing. Martin Isoz Vylepšení meso-scale modelů katalytických filtrů zohledněním zakřivení kanálku monolitu detail

Vylepšení meso-scale modelů katalytických filtrů zohledněním zakřivení kanálku monolitu

Zpracování výfukových plynů v automobilech je v současnosti zajišťováno filtry pevných částic a katalyzátory pro snížení obsahu plynných znečišťujících látek. Donedávna musely obsahovat filtry pevných částic pouze automobily se vznětovými motory, ale normou EURO 6c platnou od roku 2017 byla tato povinnost rozšířena i na zážehové motory. Vzhledem k technologické podobnosti obou zařízení se zdá být přirozené zkombinovat je do jedné součástky, katalytického filtru. Pro dosažení vhodné provozní charakteristiky katalytického filtru je nutné optimalizovat distribuci katalyzátoru na filtru za účelem minimalizace tlakové ztráty a maximalizace účinnosti zařízení. Tato práce je součástí více-škálového modelování katalytických filtrů. Vstupním parametrem výpočtů je permeabilita stěny kanálku katalytického filtru získaná z CFD modelu proudění mikrostrukturou stěny. Permeabilita stěny je použita pro výpočet proudění v reprezentativní jednotce katalytického filtru, z čehož je možné odhadnout tlakovou ztrátu celého zařízení. Cílem práce bylo zpřesnit geometrii existujícího modelu. Uvažováním zahnutí stěn kanálku způsobeného přítomností katalytické vrstvy je dosaženo přesnějšího popisu proudění v zařízení a zjednodušení sdílení dat mezi makro- a mikroměřítkem vyvíjeného více-škálového modelu.
13 Filip Hládek B3 prof. Ing. František Štěpánek, Ph.D. Preparation of protocells: encapsulation efficiency and on-demand payload release detail

Preparation of protocells: encapsulation efficiency and on-demand payload release

Majority of newly synthesized drugs is characterized by poor water solubility, which can be improved either by amorphization or by loading into a carrier, for example mesoporous silica particle. This work focuses on preparation of so-called protocells – mesoporous silica nanoparticles encapsulated in liposomes, where liposomes act as gatekeepers and prevent undesired drug leakage. Such formulations allow us to deliver the drug into specific sites, for example tumours (passive targeting via EPR effect, or antibody-mediated active targeting). This work contains synthesis of the silica nanoparticles (180 nm) and its optimization, subsequent loading of the model substance, preparation of the protocells and evaluation of the loading capacity and release kinetics.  
14 Bc. Anna Hubatová-Vacková M2 prof. Ing. František Štěpánek, Ph.D. Preparation of multi-compartment microparticles for controlled drug release detail

Preparation of multi-compartment microparticles for controlled drug release

Hydrogel microparticles are hydrophilic microparticles with the ability to incorporate various functional components such as liposomes, nanoparticles or enzymes. Microfluidics allows us to prepare monodisperse microparticles in sizes comparable to those of blood cells, i.e. 5 to 10 µm, which makes them suitable for targeted drug delivery. These microparticles can be used as miniature chemical or biochemical reactors in order to store, deliver, chemically process and locally release pharmaceutically active substances that are highly reactive or unstable, and therefore cannot be delivered in standard dosage forms. Targeted drug delivery improves efficiency and decreases side-effects of a drug by avoiding interactions with healthy tissue. The goal of this project is to synthesize hydrogel microparticles which are able to deliver and in response to an external radiofrequency signal release active matter, e.g. allicin, a highly potent natural antibiotic compound found in garlic. In the current stage, alginate microparticles containing iron oxide nanoparticles and liposomes with encapsulated carboxyfluorescein dye were successfully prepared in a microfluidic chip and analysed by confocal microscopy.
15 Kristýna Idžakovičová B3 RNDr. Ivan Řehoř, Ph.D. Light-shaped chitosan hydrogels  detail

Light-shaped chitosan hydrogels 

Hydrogels are cross-linked materials capable of absorbing large amounts of water without dissolving. They are used in broad spectrum of bioapplications such as drug delivery and tissue engineering. For these uses specific shapes of particles are required. Thus, the focus of the scientists has shifted to lithographic synthesis of such hydrogels. Most of lithographic methods use light to determine the shape of synthesized objects, therefore, synthetic photocrosslinkable polymers are used as substrates. However, biopolymers offer much better biocompability over synthetic polymers, which is crucial in bioapplications. Biopolymers can be crosslinked using various methods, but light is not one of them, which prevents their lithographic processing. In this work, we utilized synthetic polymer as sacrificial template to generate biopolymer particles of desired shape. We successfully prepared mixture of biopolymer (chitosan) and template polymer (methacrylated dextran). Synthetic polymer was crosslinked via stop-flow lithography to gain desired shape and then we used genipin to crosslink entrapped biopolymer. Synthetic polymer was then hydrolysed under basic conditions yielding solely biopolymer particles.    
16 Lukáš Joukl B3 Ing. Petr Mazúr, Ph.D. Durability of homogenous and heterogenous ion-exchange membranes for vanadium redox flow batteries  detail

Durability of homogenous and heterogenous ion-exchange membranes for vanadium redox flow batteries 

Redox flow batteries are promising technology for electricity storage in large scale applications. However, the current high cost of redox flow batteries limits a wide spread of this technology. Membrane is a critical component of the battery as it determines its performance as well as the economic viability. It acts as a separator preventing mixing of the positive and negative electrolytes, while allowing the transport of ions to complete the electric circuit. An ideal membrane should be ironically conductivity, impermeability for electroactive species and chemically stable. The last aspect is studied within this contribution for various selected homogeneous and heterogeneous ion-exchange membranes. The ion-exchange capacities are measured for pristine membranes and after their exposure to oxidative environment of charged vanadium positive electrolyte. The causes of the degradation of membrane properties are investigated.
17 Bc. Martin Kalný M2 Ing. Zdeněk Grof, Ph.D. Microstructure based simulation of the disintegration and dissolution of pharmaceutical tablets detail

Microstructure based simulation of the disintegration and dissolution of pharmaceutical tablets

The design of pharmaceutical tablets relies on determination of the optimal formulation parameters that define the tablet shape, structure and composition. Since these parameters also affect the release rate of an active ingredient from it, their optimal values have to be found, so the dissolution curve follows a prescribed profile. However, in order to find their appropriate values, numerous experiments are required. This could be avoided by modelling the tablets disintegration and dissolution behaviour and determining the effects of the formulation parameters. Ultimately, a reliable simulation can be used to predict the dissolution curve and therefore to reduce the number of experiments required. In the present work, the disintegration and dissolution of a directly compressed tablet containing ibuprofen as an active ingredient and croscarmellose as a disintegrant was simulated. Firstly, the discrete element method (DEM) is used to simulate tablet fragmentation triggered by the swelling of the disintegrant. The effect of disintegrant amount and its spatial distribution inside the tablet on the resulting fragment size distribution was evaluated. The dissolution of the fragments was then separately simulated, and the computational simulation results were compared with experiments.
18 Bc. Emel Ilgin Karakoc M2 Ing. František Muzika, Ph.D. The effect of pH of supply solutions on pH dynamic behaviour of Urea-Urease system in CSTR detail

The effect of pH of supply solutions on pH dynamic behaviour of Urea-Urease system in CSTR

Urea-Urease system is promising system for the bio regeneration of concrete material. The cracks in concrete can be filled with solution of powdered chalk (CaCO3) dissolved in lactic acid creating a Ca2+ solution and then other solution of urea and urease should be added. The urease solution hydrolyse urea producing ammonia and bicarbonate ions that can precipitate and produce calcium carbonate [1]. Urea-urease system has bell shaped activity curve from pH 3 to 11 showing maximum at pH 7. If the higher pH is caused by ammonia, it creates negative feedback [2], which may lead into pH dynamic regimes. That can be used in breathing microgel reactors [3]. In this study we used CSTR (2.86ml) with three inflows, specifically: urea (0.0015M, F0~0.08ml/min), urease (5U/ml, F0~0.33ml/min) and sulphuric acid solutions (pH=<2.624; 4.81>, F0~0.08ml/min) under 25°C. Different concentrations of acid were used to find dynamic behaviour. pH was measured using pH probe theta 113vfr and pH meter HI 5222-02.   [1]          Phua, Y.J. and A. Røyne, Construction and Building Materials, 2018, 167, 657-668. [2]          Hoare, J. P. and Laidler K. J., J. Am. Chem. Soc., 1950, 72 (6), 2487–2489 . [3]          Che, H., S. Cao, and J.C.M. van Hest,. J. Am. Chem. Soc., 2018, 140(16),5356-5359.



19 Jan Kejzlar B3 doc. Ing. Miroslav Šoóš, Ph.D. Polymorphism of active pharmaceutical ingredients detail

Polymorphism of active pharmaceutical ingredients

Liquid assisted grinding is becoming very popular nowadays, due to many advantages such as little amount of solvent and we can obtain new forms, not accessible with other solvent related methods. Purpose of this work is to obtain different polymorphs of API (active pharmaceutical ingredient) and observe factors that may have influence of polymorph forming, such as frequency and time of milling and amount of used solvent.
20 Bc. Jakub Klimošek M1 prof. Dr. Ing. Juraj Kosek Experimental diffusion study in polyolefins and comparison to free volume theory detail

Experimental diffusion study in polyolefins and comparison to free volume theory

The information about monomer(s) and/or penetrant(s) transfer in polyolefins is essential for the optimization of polymerization and down-stream processes on the industrial scale. Diffusion measurements provide us with degassing characteristic of produced raw polymer or with the information about monomer transfer to catalyst sites in growing particles. The aim of this study is the systematic measurement of diffusion in polyethylene in dependence on sample crystallinity, temperature and penetrant type. For this purpose we improved the pressure decay apparatus capable to obtain diffusivity of gaseous penetrants in polyolefins. In this apparatus, pressure evolves due to the dynamics of sorption/desorption of penetrant(s) in the sample. During last year, the automated pressure decay apparatus was developed in line with industry 4.0 efforts.  Thanks to the automated measuring process we were able to extend our database of diffusion data, which nowadays includes large range of polyolefin samples, penetrants and pressures. The theoretical part discusses the usage of a free volume theory to diffusion processes. This theory provides a useful comparison to the experimental diffusion data and allows to predict the diffusion of different penetrants in polyolefin samples.
21 Bc. Lenka Kolářová M1 prof. Dr. Ing. Juraj Kosek Plastic waste treatment by the means of electrification detail

Plastic waste treatment by the means of electrification

Plastic products are vastly present for example in packaging, electronics, automotive industry and constructions. Consequent plastic waste is treated by incineration or recycling. However, both of the treatments require pre-separation of plastics, which is still a challenging problem.  Current methods like manual separation, flotation or methods based on density differences aren’t sufficiently effective. The new promising method, triboelectric separation, originates in the idea that every plastic reaches different electrostatic charge and therefore plastic mixtures can be separated in electric field. In this work, we determined the key parameters affecting tribocharging (charging by friction) of common plastics (PP, PS, PET, PVC), and then examined the electrostatic separation. Charging the plastics using self-designed rotational tribocharger showed that the charging dynamics fastens with increasing rotational frequency and the saturation charge is proportional to applied mechanical pressure. We also observed that corona surface treatment significantly fastened following tribocharging. We further compared rotational tribocharging with vibrational one, as rotational tribocharging is well defined; however, vibrational one simulates better the desired industrial application.  
22 Vojtěch Konderla B3 Ing. Petr Mazúr, Ph.D. Enhancement of graphite felt electrode for vanadium redox flow battery by in-cell graphene oxide electrodeposition detail

Enhancement of graphite felt electrode for vanadium redox flow battery by in-cell graphene oxide electrodeposition

Energy efficiency of vanadium redox flow batteries can be significantly improved by enhancement of catalytic properties of graphite felt electrode, e.g., by its heating, etching or by deposition of electrocatalytic nanoparticles. In this study, graphene oxide (GO) is electrodeposited on the positive battery electrode in order to create more active sites in the felt where the reaction between VO2+ and VO2can occur. We investigated the effect of various deposition conditions on the performance of the electrode in the battery single-cell. The electrochemical impedance spectroscopy, load curve measurements and charge-discharge cycling of the battery revealed significant improvement of felt conductivity and catalytic activity due to GO deposition. Subsequently, the homogeneity of the deposited GO was observed by scanning electron microscopy and the changes in the specific surface area were evaluated from nitrogen physisorption based on Brunauer–Emmett–Teller theory.  
23 Bc. Lucie Kopačková M1 prof. Ing. František Štěpánek, Ph.D. Immunoliposomes: development and antibody coupling strategies   detail

Immunoliposomes: development and antibody coupling strategies  

Immunoliposomes are promising in field of drug delivery systems, offering targeting and increased therapeutic index of anti-cancer drugs. They consist of two main parts: 1) antibody or antibody fragments, that provide active targeting to the tumor site; 2) liposomes, accumulating, stabilizing and protecting the drug against the degradation. Many liposomal products are on the market (e.g. liposomal doxorubicin). Nevertheless, only few immunoliposomal formulations reached clinical trials. The Fab´ fragments of IgG M75 antibody (specific for Carbonic Anhydrase IX, overexpressed on colorectal carcinoma, e.g. HT-29 cell line) were prepared, reduced and conjugated to PEGylated liposomes via maleimide group. ELISA- like test, polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) and size-exclusion chromatography (SEC) have been carried out to optimize the fragment generation protocol. Immunoliposomes with prepared antibody fragments were characterized by dynamic light scattering and ELISA-like test. Immunoliposomes` ability of binding the target cells will be studied in vitro using HT-29 cell line.  
24 Kateryna Korniienko B3 Ing. Viola Tokárová, Ph.D. Vliv procesních parametrů mikroenkapsulátoru na přípravu alginátových mikročástic detail

Vliv procesních parametrů mikroenkapsulátoru na přípravu alginátových mikročástic

V posledních letech dochází k rozvoji v oblasti enkapsulace látek. Enkapsulace je proces, kdy jsou do polymerní matrice začleněny další látky, například vitamíny, enzymy nebo léčiva. Takto připravené částice mohou být využity pro cílené doručení léčiv nebo zefektivnění jejich vstřebávání v těle pacienta. Tato práce se zabývala výzkumem alginátových mikročástic, vyráběných na laboratorním Enkapsulátoru BÜCHI B-395 Pro. Princip spočíval v protlačování vodného roztoku alginátu sodného skrz trysku enkapsulátoru. Pomocí vibrační frekvence byl tento tok rozrušován na kapky o stejných rozměrech. Ty byly dispergovány pomocí elektrického napětí, díky čemuž byla eliminována možnost koalescence mezi jednotlivými kapkami. Částice byly následně vytvrzeny v lázni s roztokem CaCl2, kde docházelo k polymeraci díky záměně sodných iontů za dvojmocné vápenaté ionty. Na základě popsané metody přípravy mikročástic byla provedena parametrická studie, zahrnující výzkum vlivu parametrů přístroje na charakteristiky mikročástic. A to zejména vliv elektrického napětí, vibrační frekvence a vzdálenost trysky od hladiny vytvrzovacího roztoku CaCl2. Vyhodnocování charakteristik částic bylo provedeno pomocí programu Image J (Fiji), a byl vytvořen poloautomatický algoritmus pro jejich obrazovou analýzu.
25 Bc. Jakub Kovačovič M2 doc. Ing. Miroslav Šoóš, Ph.D. Preparation of PANI-based adsorbents for CO2 capture detail

Preparation of PANI-based adsorbents for CO2 capture

Carbon dioxide emissions are believed to be a major contributor to global warming. As a result of that, large anthropogenic CO2 sources such as burning fossil fuels or industrial production will be required to implement carbon capture and storage technologies to control CO2 emissions. Very important part of this technology is to efficiently capture the CO2. In this work, we report about preparation of monolithic form of porous sorbents for CO2 capture. To form porous material with suitable porosity, pore size distribution and appropriate surface groups to maximize the sorption of CO2, we used polymerization of aniline in the presence of two fillers, polystyrene nanoparticles and expanded graphite. Prepared material was consequently carbonized and KOH activated to convert polyaniline into highly porous active carbon. Presented study will be focused on the impact of polymerization conditions, ratio of filler to polyaniline and KOH activation conditions on the basic properties of porous material, i.e. porosity, specific surface area and pore size distribution. Obtained results will be latter on used to optimize the production process of PANI-based adsorbents.
26 BSc Aliye Hazal Koyuncu M2 Ing. Viola Tokárová, Ph.D. Synthesis and Characterization of Nanopartices by Using Microfluidic Device detail

Synthesis and Characterization of Nanopartices by Using Microfluidic Device

In recent years, nanoparticles have essential role in various areas such as biomedical, environmental or pharmaceutical applications due to their chemical and physical properties. In all these applications, ensuring control over the particle size and shape has high importance due to their size and shape dependent attributes. The most traditional nanoparticle synthesis method is the batch process due to its fast and easy reaction setup. However, abundant types of nanoparticles are very sensitive to the reaction parameters which directly affect the final particle size and shape. Thus, the process is hardly reproducible. In this work, we present silver nanoparticle synthesis using a droplet generation in microfluidic device. Microfluidic setup offers higher control over the reaction process by easy control and flexible settings of the system parameters (e.g. mixing and flow rates of the reagents) than batch process. The size and morphology of the final nanoparticles are analyzed and compared to batch process.
27 Martin Krov B3 Ing. Aleš Zadražil, Ph.D. Dripping characterization from single needle detail

Dripping characterization from single needle

Dripping and jetting provides a simple way of creating spherical drops that could be used for fabrication of liquid marbles, however a uniform diameter the drops is required. The goal of this study was to investigate the effect of process parameters (temperature, the speed of the linear pump, diameter and length of the needle) on droplet size. The most desired size were 1.5 mm monodisperse ones. Needles of different length and diameter connected to a linear pump were used for creating a droplet. Two hollow aluminum blocks were used as liquid reservoirs. The first one was equipped with a standard plastic syringe, while in the second one the liquid was squeezed out directly from the block by using a piston. Images of the drops were captured with a high-speed camera and consequently, software FIJI was used for image analysis to determine the size of the droplets. It was found that jetting regime is either unstable or far too sensitive to slight fluctuations in the parameters of the liquid, which results in large variation in droplet sizes. Drops produced by dripping regime were larger than intended (1.8 mm). However, dripping showed a remarkable consistency of drop size, making it a useful method for creating liquid marbles with precise control of diameter.
28 Bc. Martina Kukrálová M2 prof. Dr. Ing. Juraj Kosek Experimentální studie PE pomocí DSC detail

Experimentální studie PE pomocí DSC

Polyethylen (PE) patří mezi plasty se širokou škálou použití. Jeho vlastnosti se pro průmyslové využití neustále vylepšují. Mechanické vlastnosti a chemickou odolnost polymeru ovlivňuje podíl krystalické fáze. Právě podíl krystalické fáze, tzv. krystalinita, a dynamický vývoj krystalinity během soprce byly pomocí diferenční skenovací kalorimetrie (DSC) studovány. Jedná se o experimentální metodu, při níž se zkoumají tepelné vlastnosti materiálu. Zahříváním materiálu dochází k fázovým přeměnám, které je možno mimo jiné detekovat a určovat teplotu a entalpii fázových přechodů. V této práci byla určena teplota a entalpie tání PE a z těchto hodnot byla následně vypočítána krystalinita jednotlivých vzorků. DSC se obecně považuje za jednoduchou a univerzální metodu s lehce interpretovatelnými výsledky. Tento předpoklad platí pouze u nízkomolekulárních látek a kovů. Při měření vysokomolekulárních látek jako je PE je nutné řešit řadu výzev (určení začátku fázových přechodů, šířka fázového přechodu, nehomogenita polymerních vzorků). Úpravou měřících postupů na DSC aparatuře jsme dokázali úspěšně pozorovat vliv sorpčních procesů ve vzorcích PE. Tyto výsledky rozšiřují poznatky v oblasti difúzních procesů v polymerních systémech.
29 Bc. Jarmila Kučerová M2 prof. Dr. Ing. Juraj Kosek Viskoelastické chování polyethylenových částic detail

Viskoelastické chování polyethylenových částic

Powder particles, for example polymers or drugs, undergo various collisions during their manufacturing and transport. Their viscoelastic properties lead to energy dissipation during collisions. The amount of dissipated energy determines the behaviour of the whole particulate system and is crucial when studying phenomena like particle aggregation or fouling. In our work, we focus on collision behaviour of PE particles. As a measure of dissipated energy, we use restitution coefficient (defined as the ratio of velocity after and before impact). Based on our experimental observations, we developed DEM model that enables us to predict restitution coefficient and post-impact behaviour of particles under various conditions. During the experiments, we recorded PE particles impacting metal plate and by image analysis obtained their restitution coefficients. We used the measured data to fit dissipative force parameter in one-element model. Consequently, we applied the same force description in a model with discretized particles represented by aggregate of elements. This model enabled us to predict energy dissipation of particles of different shapes and surface roughness. Our results also provide information about force propagation during impact and the significance of particle rotation.
30 Bc. Veronika Lesáková M2 prof. Ing. František Štěpánek, Ph.D. 3D printing of orodispersible films detail

3D printing of orodispersible films

The 3D printing is a popular technology that planted its roots in a various fields of study including food technology and tissue engineering. It has promise for producing orodispersible drug forms for pharmaceutical industry. One of the 3D printing techniques is Fused deposition modeling (FDM) which builds on filaments that are produced by Hot-melt extrusion, technique which is already frequently used in the pharmaceutical technology. Extrusion applies heat and pressure to melt mixture of ingredients and force it out of a head in a form of a filament. The filaments for oral films are made of various ingredients which includes polymers, active pharmaceutical ingredient, disintegrants, flavours, colours, saliva stimulating agents, plasticizers and surfactants. Because of various excipients that also can be implemented as film formers, 3D printing method seems to be the most advantageous technique of producing orodispersible films. The porous structure of printed films leads to increased dissolution rate in comparison to casted films. The aim of this work is to print a rapid release orodispersible film by choosing suitable polymers, other excipients and printing design.  
31 Bc. Ondřej Libánský M2 Ing. Jaromír Pocedič, Ph.D. Studium dějů probíhajících v zinko-vzduchovém palivovém článku detail

Studium dějů probíhajících v zinko-vzduchovém palivovém článku

Integrace obnovitelných zdrojů energie do elektrické sítě je celosvětově na vzestupu a nejinak tomu bude i v blízké budoucnosti. Chceme-li však plně přejít na tyto zdroje, nevyhneme se potřebě sezónního ukládání elektrické energie. V současnosti hojně propagované lithiové baterie nejsou ekonomicky vhodnou technologií pro dlouhodobou akumulaci elektrické energie a vodíkové hospodářství čelí technologické překážce v podobě skladování vodíku. Jedním z perspektivních kandidátů může být „zinková energetika“ na bázi chemie zinek-vzduch, jež jako elektroaktivní látky využívá kovový zinek a vzdušný kyslík. Toto řešení vyniká vysokou hustotou energie, nízkou cenou a využitím materiálů, které jsou málo toxické a dobře recyklovatelné. Před masivním rozšířením tohoto konceptu je ovšem nutné ověřit jeho technologickou způsobilost. V rámci prezentované práce jsou studovány děje probíhající při provozu zinko-vzduchového palivového článku sloužícího k uvolnění uložené energie ze zinkového paliva. K tomuto účelu byl zkonstruován laboratorní palivový článek, jehož funkčnost byla testována za různých experimentálních podmínek. Získané výsledky umožňují porozumět principu fungování palivového článku, díky čemuž může být navrženo řešení s vyšší účinností konverze chemické energie na elektrickou.



32 Bc. Karel Mařík M2 prof. Ing. Michal Přibyl, Ph.D. Matematický model syntézy cefalexinu detail

Matematický model syntézy cefalexinu

Cefalexin, beta-laktamové antibiotikum první generace cefalosporinů, patří k světově nejvíce předepisovaným léčivům. Specifické při jeho výrobě je, že enzymová syntéza cefalexinu je provázena následnou nežádoucí hydrolýzou produktu. Ta může být potlačena in situ odebíráním produktu, čímž se významně zvyšuje výtěžek reakce. Byly popsány různé způsoby zvýšení výtěžku cefalexinu, např. jeho in situ komplexací nebo snížením obsahu vody v reakčním médiu. Další možností je uskutečnění této syntézy v integrovaném mikrofluidním zařízení, kde zároveň probíhá separace produktu extrakcí s transportem zesíleným vloženým elektrickým polem. Aplikace mikrofluidních zařízení při syntéze látek s vysokou přidanou hodnotou představují slibnou alternativu v porovnání s klasickými vsádkovými reaktory, a to zvl. kvůli snížení transportních odporů, zajištění reprodukovatelných reakčních podmínek a možnosti vložení vnějších silových polí. Předmětem této práce je vytvoření matematického modelu vsádkové enzymové syntézy cefalexinu a identifikace hodnot kinetických parametrů pomocí experimentálně naměřených dat. Optimalizační procedurou byly nalezeny hodnoty rychlostních konstant. Sestavený model bude použit v další práci, která bude zaměřena na syntézu cefalexinu v průtočném mikroseparátoru-mikroreaktoru.  



33 Pavlína Michaláková B3 prof. Ing. František Štěpánek, Ph.D. Interaction of surface-modified nanoparticles with tumor and immune cells detail

Interaction of surface-modified nanoparticles with tumor and immune cells

Cancer is one of the world`s biggest health problems and one of the leading causes of death. The methods commonly used for the cancer treatment have many side effects and are non-effective for many patients. These problems could be solved by using chemical robots –nanoparticle based carrier systems able to specifically deliver the encapsulated drug to the tumor, which would minimize the side effects and maximize the treatment efficiency. However, most of the intravenously administered nanoparticles are recognized by the immune system and are removed from the bloodstream by macrophage phagocytosis. The presented work is based on the results of in vivo study (Lizoňová et al., 2018) and explores the interaction of antibody-modified “stealth” nanoparticles with the target tumor cells (HT-29 cell line) and with macrophages (J774.A1 cell line). The main aim of the work is to optimize the nanoparticle dosage leading to preferential adhesion to the tumor cells, while avoiding the macrophages. Prepared nanoparticles were characterized by Dynamic Light Scattering (160 nm), ELISA-like test and the experiments with the cell lines were evaluated via fluorescent microscopy.  
34 Bc. Michaela Mikešová M1 Ing. Petr Mazúr, Ph.D. Stanovení koncentrace a oxidačního stavu vanadových iontů v elektrolytu používaném ve VRPB detail

Stanovení koncentrace a oxidačního stavu vanadových iontů v elektrolytu používaném ve VRPB

Alternativní zdroje energie v podobě větrných elektráren a solárních panelů si v dnešní době upevňují svou pozici mezi klasickými zdroji energie, kterými jsou fosilní či jaderná paliva. Problémem alternativních zdrojů je však jejich oscilující výkon, který lze stabilizovat instalací stacionárních úložišť elektrické energie. Tím může být například vanadová redoxní průtočná baterie (VRPB), jejíž nespornou výhodou je obrovská variabilita, zejména nezávislá škálovatelnost výkonu a kapacity. Jednou z důležitých součástí této baterie je elektrolyt, který je tvořen vanadovými ionty rozpuštěnými v roztoku kyseliny sírové. Složení elektrolytu ovlivňuje důležité vlastnosti baterie jako je kapacita či energetické ztráty systému, tudíž přesná znalost koncentrace vanadových a síranových iontů v elektrolytu je nedílnou součástí vývoje technologie vanadových redoxních průtočných baterií. Tato práce se věnuje možnosti využití manganometrické titrace pro stanovení koncentrace a oxidačního stavu vanadových iontů v elektrolytu vanadové redoxní průtočné baterie a určení vlivů zkreslujících získané výsledky. Důvodem volby této kvantitativní analýzy je její nízká cena a snadná implementovatelnost pro vědecké i průmyslové použití.
35 Bc. Jan Mokrý M2 prof. Ing. František Štěpánek, Ph.D. Využití exosomů jako nosičů pro cílené doručování léčiv detail

Využití exosomů jako nosičů pro cílené doručování léčiv

Tato práce se zabývá využitím exosomů – váčků uvolňovaných buňkami do okolního prostředí – izolovaných z kultivačních médií komerčně pěstovaných buněk a jejich následnou využitelností jako potenciálních součástí nosičů pro cílené doručování léčiv. Po nalezení konzistentního způsobu izolace exosomů se studuje schopnost enkapsulace barviva do těchto částic. Sledována je především účinnost enkapsulace, její časová stálost a schopnost uvolnění enkapsulované látky. Dalším z cílů je také připravit kompozitní částice či agregáty exosomů s laboratorně připravenými liposomy.  
36 Jakub Nademlejnský B3 RNDr. Ivan Řehoř, Ph.D. Blood cell-like microparticles produced with continous lithography detail

Blood cell-like microparticles produced with continous lithography

 In this work, we try to synthesize hydrogel particles that can mimic the red blood cells and flow through the bloodstream and not being excreted by kidney or liver. To achieve that, we must mimic  the shape, surface and  mechanical properties of the blood cells. We have synthesized the blood-cell shaped particles from polymer PEGDA using stop flow lithography, demonstrating we are able to do such small and diversified particles. We plan to use the particles as in-vivo microsensors of blood composition by loading them with fluorescent sensors of biologically relevant parameters (pH, glucose, lactate...)  



37 Bc. Ondřej Navrátil M1 Ing. Aleš Zadražil, Ph.D. Využití hydrogelových mikrokapslí jako variabilního nosiče léčiva detail

Využití hydrogelových mikrokapslí jako variabilního nosiče léčiva

Lékové formy s prodlouženou dobou uvolňování účinné látky jsou jednou z lékových forem s cíleně modifikovanou disoluční kinetikou. Jejich snahou je co nejefektivnější využití léčiva, doprovázeno nižší zátěží pro uživatele. Tato práce se zabývá přípravou hydrogelových mikročástic jako možnou alternativou ke klasickým lékovým formám s prodlouženou dobou uvolňování. Mezi částice se strukturou jádro-slupka lze zařadit alginátové kapsle, jež jsou schopny nést v jádře jak hydrofilní nebo lipofilní účinnou látku tak i jejich suspenze. Vlastnosti připravovaných kapslí závisí na volbě systému roztoků. Alginát sodný vždy figuruje jako gelující polymer (gelující v roztoku CaCl2 procesem externí cross-polymerace) tvořící hlavní strukturu kapsle, kdy roztok v jádře je pak olejového, nebo vodného charakteru. Kapsle byly připravovány enkapsulátorem BÜCHI B-395 PRO, kdy vznikaly frekvenčním rozrušováním laminárního toku tekutiny ze soustředné soustavy trysek. U připravených kapslí byla provedena rozměrová analýza. Vybrané typy byly vybaveny modelovou účinnou látkou a byla testována funkčnost tohoto navrhovaného systému. Rovněž byla prozkoumána povrchová modifikace kapslí chitosanem.
38 Bc. et Bc. Jan Němec M2 doc. Ing. Petr Kočí, Ph.D. Analýza tlakových ztrát v automobilových filtrech pevných částic detail

Analýza tlakových ztrát v automobilových filtrech pevných částic

Výfukové plyny obsahují mikroskopické částice sazí, na jejichž povrchu mohou být adsorbovány další škodlivé látky. Množství pevných částic ve výfukových plynech je proto regulováno emisními normami. Filtry pevných částic jsou dnes nepostradatelnou součástí všech automobilů s dieselovými motory a nově jsou řazeny také za benzinové motory. Toto zařízení však představuje překážku ve výfukovém potrubí, která způsobuje tlakovou ztrátu a snižuje účinnost motoru. V případě moderních katalytických filtrů pevných částic, které mají uvnitř porézní struktury nanesen katalyzátor, je nutné nalézt kompromis mezi nízkou tlakovou ztrátou, vysokou filtrační účinností a katalytickou aktivitou.  Celková tlaková ztráta se skládá z několika příspěvků: Jedná se především o kontrakci/expanzi plynu na začátku/konci filtru, jeho proudění kanálkem a průchod skrz porézní stěnu. V této práci je diskutován vliv umístění katalzyátorů na stěnu filtru. V nově vyvinutém reaktoru byla naměřena tlaková ztráta pro několik filtrů s různě nanesenou katalytickou vrstvou. Velikost tlakové ztráty byla také určena pomocí matematického modelu, jehož výsledky byly porovnány s naměřenými hodnotami.
39 Bc. Vladimír Němec M1 prof. Ing. František Štěpánek, Ph.D. Vliv procesních a formulačních parametrů na mechanické vlastnosti granulí připravených vysokosmykou granulací detail

Vliv procesních a formulačních parametrů na mechanické vlastnosti granulí připravených vysokosmykou granulací

Vysoko-smyká granulace představuje významnou jednotkovou operaci ve farmaceutickém průmyslu. Účinné látky (API) jsou velmi často hydrofobního charakteru, zatímco ostatní excipienty jsou spíše hydrofilní, navržení optimálního granulačního procesu spolu s vytvořením ideální formulace je kritickým faktorem pro úspěšnou vysoko smykou granulaci. Tato práce se zabývá optimalizací granulačního procesu pro ternární směs ibuprofen (aktivní látka) - laktóza (plnivo) - předželovaný škrob (pojivo) byla použita jako modelová formulace. Byly sledovány základní vlastnosti granulí jako sypná hustota a distribuci velikosti granulí s fokusem na množství přegranulovaného produktu v závislosti na množství pojiva ve vsádce (vyjádřeno pomocí poměru přidané vody k pevné látce L/S). Vliv granulačních parametrů (L/S; množství pojiva) byl dále vyhodnocován pomocí měření mechanických vlastností a disolučního chování, tedy vlastností, které hrají významnou roli pro další zpracování a uvolňování účinné látky z konečného produktu – tablet.  
40 Bc. Tomáš Pachl M1 doc. Ing. Petr Kočí, Ph.D. Porovnání kinetiky dvojitého zapálení CO v přítomnosti C3H6 na katalyzátorech Pd/γ-Al2O3 a Pt/γ-Al2O3 detail

Porovnání kinetiky dvojitého zapálení CO v přítomnosti C3H6 na katalyzátorech Pd/γ-Al2O3 a Pt/γ-Al2O3

New strict emission standards for internal combustion engine vehicles require deeper understanding of catalytic converters. This study focuses on co-oxidation of propene and carbon monoxide over Pd/γ-Al2O3 and Pt/γ-Al2O3 monolith-supported catalysts. Partial oxidation of light hydrocarbons to intermediates and their accumulation on active sites reduce efficiency of the catalyst. This can lead to temporary decreasing conversion of CO with increasing temperature, which is known as dual light-off. This effect was studied under lean and stoichiometric conditions typical of diesel oxidation and three-way catalysts. The biggest impact was observed on Pt based catalyst with presence of NO under stoichiometric conditions. On the other hand, under lean conditions oxidation of intermediates is sufficient and their effect is negligible. A global mathematical model was modified to take into account these findings. Additional reactions describe: a) partial oxidation of propene to intermediates that block active sites and slow down other reactions, b) oxidation of the intermediates and c) partial oxidation of propene to CO. The newly created CO plays only a minor role in dual light-off behaviour. The results from the modified model are consistent with the experimental data.  
41 Jakub Regner B3 Ing. Petr Mazúr, Ph.D. Effect of chemical structure of selected organic redox compounds on their electrochemical properties using rotation disk electrode detail

Effect of chemical structure of selected organic redox compounds on their electrochemical properties using rotation disk electrode

The intermittency of photovoltaics and wind electricity source is the main technical obstacle for the distribution grid. Redox flow battery (RFB) is a technology for the compensation of fluctuations between the generation and consumption of the electricity. In this system the energy is stored in liquid electrolytes which are circulated through the battery stack. Vanadium RFB is currently the most technologically mature system, but high cost and low abundance of vanadium motivate for research of alternative redox compounds. Organic redox compounds can provide more-electron redox reaction and appropriate properties as an active material. In this work we study the electrochemical reversibility and transport properties of selected quinone derivatives on glassy carbon rotating disk electrode. The diffusion coefficient and reaction rate constant was evaluated from polarization curves under different electrode rotation rates using Koutecky-Levich equation. The effect of number of substituents and its position on quinone molecule in acidic electrolyte is systematically investigated.
42 Bc. Přemysl Richtr M1 Ing. Jaromír Pocedič, Ph.D. Vliv konstrukce zinko-vzduchové průtočné baterie na její účinnost a životnost detail

Vliv konstrukce zinko-vzduchové průtočné baterie na její účinnost a životnost

S ohledem na omezené množství fosilních paliv je stále více elektrické energie produkováno z obnovitelných zdrojů, které mají ovšem kolísavou produkci energie, a tudíž je nutné stabilizovat jejich výkon. V dnešní době jsou k tomuto účelu nejvíce v používány Li-iontové baterie, vanadové redoxní průtočné baterie či vodíková energetika, nicméně tyto technologie limituje cena a zásoba nerostných zdrojů či nízká energetická účinnost. Proto se hledají cenově efektivní systémy pro akumulaci a jako slibné řešení se ukazují zinko-vzduchové průtočné baterie, které mají vysokou hustotu energie, jsou ekologické a na zemi jsou velké zásoby zinku. Přes perspektivnost systému je však tato technologie velmi málo prozkoumaná a existuje velmi omezené množství představených technických řešení. Cílem této práce bylo zjistit vliv designu baterie na její fungovaní a účinnost. V rámci studie byla připravena série konstrukčních řešení, které byly charakterizovány galvanostatickým nabíjením a vybíjením. Na základě výsledků byly navrženy změny, které přispěly k lepšímu fungovaní zinko-vzduchové průtočné baterie. Zásadní vliv na funkčnost baterie mělo uspořádání vzduchové elektrody sloužící k redukci a zpětné regeneraci vzdušného kyslíku.  
43 Bc. Jana Sklenářová M2 prof. Dr. Ing. Juraj Kosek Nanášení antistatických nanovrstev metodou elektrosprejování  detail

Nanášení antistatických nanovrstev metodou elektrosprejování 

As demands on energy increase, it is necessary to improve renewable technologies to obtain higher amount of safe and clean energy. One of the resources, solar energy, can potentially satisfy such demands. According to available data, if we covered only 4 % of deserts with solar panels, they could provide enough electricity for the entire mankind. However, the accumulation of sand particles hinders the efficiency of the solar panels by around 40 %. The panels cannot be efficiently cleaned by water, because water is more precious than electricity in desert areas and mechanical cleaning scratches the panels, which leads to permanent efficiency losses. We aim to find a solution to remove the dust from solar panels utilizing the combination of antistatic coating and electric field. Therefore, we examined the electrostatic charging of sand – glass systems to find the polarity of charge generated on sand particles due to the friction between the particles and solar panel surface made of glass.  Afterwards, we applied the method of electrospraying in order to form antistatic nanolayers on glass surface that would be of the same polarity as the sand particles. This layer combined with voltage pulses may ensure repulsion of accumulated dust particles from the panel’s surfaces.  
44 Bc. Kateřina Sladká M2 Dr. Ing. Pavlína Basařová Experimental study of bubble adhesion on solid surface in aqueous solutions of simple alcohols detail

Experimental study of bubble adhesion on solid surface in aqueous solutions of simple alcohols

This work deals with the study of bubble adhesion on a solid surface in the differently concentrated aqueous solutions of n-propanol. Alcohols influence adhesion and decrease the surface tension of liquid. Bubble adhesion can be used to determine the type of solids which are divided into two groups according to their character – hydrophobic and hydrophilic. Adhesion can work only on a hydrophobic surface and it determines the efficiency of a separation and flotation process. The image sequences are captured by a high-speed camera. A process and used substances are characterized by the velocity of a rising bubble, the angle of wetting and the size of a three-phase contact line. All the parameters describing this process are evaluated in NIS-Elements program. The three measured solutions contained 30, 10 and 0,5 molar percent of n-propanol. It was found that bubble adhesion had a strong dependency on the alcohol concentration of a solution. The size of a three-phase contact line decreased with the increasing contain of an alcohol in solution in proportion to a bubble size.
45 Bc. Bager Baris Solgun M2 Ing. František Muzika, Ph.D. Influence of temperature and initial concentration of NaOH on pH dynamic behaviour of GOx-Ferricyanide-Glucose system in CSTR detail

Influence of temperature and initial concentration of NaOH on pH dynamic behaviour of GOx-Ferricyanide-Glucose system in CSTR

              Glucose oxidase (EC 1.1.3.4, from Aspergillus Niger) catalyzes the oxidation of β-D-glucose  δ-lactone in the presence of a variety of oxidizing  substrates, including molecular oxygen (O2) and many one and two electron acceptors [1]. K3 [Fe(CN)6] is used as electron acceptor in this work. Glucose oxidase (GOx) is widely used for the determination of dissolved glucose in body fluids (diagnostics) or in nanotube biofuel cells [2].             In the experiment there were 4 stock solutions, namely NaOH, K3[Fe(CN)6] (936mM), GOx (58.972U/ml) and glucose (48mM). The initial concentration of NaOH is adjusted in each experiment to see the effect on the reaction. The pH is measured using pH meter HI 5222-2. The temperature of stock solutions is maintained using dry thermostat WiseTherm HB-R and to the heater/strirer Wisd MSH-20D beneath the CSTR. The experiments with pH oscillatory behaviour is shown in the graph. The largest pH oscillation measured in my experiment with more than 2 pH units is show as blue curve. [1] Vladimir K. Vanag, David G. Míguez, and Irving R. Epstein, The Journal of Chemical Physics 125, 194515 (2006) [2] Ágnes Ch., Reuillard B., Le Goff A., Holzinger M. and Cosnier S., Electrochemistry Communications 34, 105-108, (2013).



46 Bc. Erik Sonntag M1 prof. Ing. František Štěpánek, Ph.D. Design of Dissolution Method for Poorly Soluble Drug Formulation detail

Design of Dissolution Method for Poorly Soluble Drug Formulation

One of the ways how to administer a poorly water soluble drug into human body is a long-acting intramuscular suspension. Such formulation offers many advantages when compared with conventional formulations of the same compounds. These advantages include: predictable drug-release profile over a defined time period, decreased side effects, improved systemic availability by avoidance of first-pass effect, etc. The goal of this work is to design an in vitro dissolution method for a particular depot suspension of an inactive medication. After the administration the suspension remains inside the muscle in a form of depot. Solid particles slowly dissolve into tissue fluid and the prodrug is enzymatically metabolized to the active drug. Particle size and surface area are limiting step for dissolution kinetic of this formulation. By mimicking of in vivo conditions in in vitro environment we are enabled to investigate dissolution profile of a depot formulation before in vivo studies. This method would be beneficial in a generic drug development or the enhancement of the formulation in a personalized medicine. For this purpose the development of HPLC method, parametric study of the suspension nano-milling and the sample preparation methodology were carried out.  
47 Bc. Jakub Strnad M1 doc. Ing. Zdeněk Slouka, Ph.D. Chování homogenních iontově-výměnných membrán v elektrickém poli detail

Chování homogenních iontově-výměnných membrán v elektrickém poli

Homogenní iontově-výměnné membrány se používají v elektrodialyzérech jako permselektivní médium zajišťující požadovanou separaci iontů v elektrickém poli. Při porovnání s heterogenními membránami, které obsahují značné množství iontově nevodivého materiálu, jsou homogenní membrány tvořeny pouze iontově selektivním materiálem a tedy obecně vykazují lepší separační vlastnosti ovšem často na úkor mechanické a chemické stability. Jedním z cílů našeho projektu je pochopit rozdíl v chování homogenní a heterogenní iontově-výměnné membrány v elektrickém poli. Tato práce se zaměřuje na pozorování dějů, které nastávají na diluátové straně membrány při měření voltampérové charakteristiky. Hlavní pozornost je věnována tzv. nadlimitní oblasti v níž dochází k tvorbě elektrokineticky řízených vírů popřípadě ke vzniku jiných jevů, např. štěpení vody. Provádění odsolování v elektrodialyzérech v nadlimitní oblasti je jednou z možností, jak intensifikovat daný proces. K vlastním experimentům byly využity homogenní aniontově i kationtově-výměnné membrány, jež byly integrovány do speciálně vyvinutého čipu umožňující elektrochemickou charakterizaci i pozorování procesů na membráně. Získané výsledky budou detailně popsány a diskutovány s ohledem na provozování elektrodialyzérů v nadlimitním režimu.  
48 Bc. Jakub Svoboda M2 Ing. Ondřej Kašpar, Ph.D. Příprava hierarchických mikro-strukturovaných povrchů s využitím polystyrenových částic    detail

Příprava hierarchických mikro-strukturovaných povrchů s využitím polystyrenových částic   

This work deals with the preparation of artificial surfaces with hierarchical topologyinspired by the natural templates. Many natural materialswith two-scale roughness showunique properties such as superhydrophobicity (rose petals), self-cleaning effect (lotus leaf), antibacterial properties (cicada wing) or cytocompatibility (moth eye). The aim of this work is to use various methods of soft-lithography to produce hierarchical structures with the possibility to control both levels of surface roughness and thus the final surface properties. First, the microscale roughness can be altered by the size of primary polystyrene (PS) beads (Fig. 1a) and secondary, the nano-roughness can becontrolled via process parameters of oxygen plasma etching (Fig1b) or alternatively, by deposition of the additional layer composed from nanoparticles on top of microspheres.A close-packed layer of PSwith various diameterwas prepared by spin coatingof glass/PDMSsurfacepre-activated by oxygen plasma. Influence of inlet parameters (presence of solvent, acceleration or speed of drying)on quality of surface coverage by PS beads will be presented. Additionally, wetting parameters of structured surfaces and resistance to bacterial colonization compared to a flat surface will be investigated.  



49 Barbora Tučková B3 prof. Dr. Ing. Juraj Kosek Co-swelling of PE in gas and liquid and its impact on morphology detail

Co-swelling of PE in gas and liquid and its impact on morphology

Polyolefins, namely polyethylene (PE) and polypropylene (PP), are the largest class of commodity thermoplastics. Their easy processability and low price make them the most widely produced and used synthetic polymers. Polyolefins are semi-crystalline materials, i.e., they consist of amorphous and crystalline phase. Only amorphous phase changes its volume during the swelling, whereas the crystalline part remains the same. In this work, we investigate the swelling of PE in a mixture of liquid and gaseous hydrocarbons (e.g., liquid n-hexane and gaseous ethylene), particularly we measure the effect of gas (ethylene) pressure on the swelling. These thermodynamic data are not only scientifically interesting, but are applicable as input data for the process optimization. The second part of this work focuses on morphology changes of PE before and after swelling by liquid penetrant. For this purpose, we use Atomic force microscope (AFM) of samples prepared for scanning by cryo-ultramicrotomy. Extensive swelling causes irreversible changes in semi-crystalline morphology due to deformations of both crystalline and amorphous domains. Our swelling and morphology measurements are compared to available theories.  
50 Adam Tylich B3 doc. Dr. Ing. Tomáš Moucha Experimentální vývoj vodíkové sondy  detail

Experimentální vývoj vodíkové sondy 

V primárním okruhu jaderných elektráren se využívá demineralizovaná voda díky svým vhodným fyzikálně-chemickým vlastnostem, snadné dostupnosti a nízké ceně. Nevýhodou je její radiolytický rozklad a následná koroze zařízení. Kvůli zlepšení vlastností se do vody přidávají aditiva. Jedním z nejvýznamnějších je amoniak, jehož radiolytickým rozpadem přímo v primárním okruhu vzniká vodík. Ten zajišťuje v chladivu redukční podmínky a snižuje obsah kyslíku. Z bezpečnostních a ekonomických důvodů je vhodné sledovat koncentraci vodíku, která se pohybuje v jednotkách ppb. Použití většiny na trhu dostupných snímačů není vhodné vzhledem k jejich neselektivitě.  Nabízí se myšlenka využívat k měření koncentrací vodíku polarografické sondy, které jsou často využívány k měření koncentrací kyslíku. Výsledkem vývoje H-metru na bázi polarografických sond by v budoucnu mohl být nový žádaný produkt, protože dnes existuje pouze jediná firma nabízející obdobný přístroj.  Byl sestrojen první prototyp H-metru, který je nyní ve fázi testování funkčnosti a přesnost. Na laboratorní aparatuře byly testovány nově vyvinuté vodíkové sondy. Do budoucna je plánováno zlepšení celkové mechanické odolnosti H-metru a vývoj modernější elektroniky, která by splňovala požadavky na přesnost měření, stabilitu a funkčnost.  
51 Adam Vondra B3 doc. Ing. Petr Kočí, Ph.D. Vliv tlaku na konverzi škodlivin v automobilovém katalyzátoru detail

Vliv tlaku na konverzi škodlivin v automobilovém katalyzátoru

V dnešní době je kladen stále větší důraz na ochranu životního prostředí. Neustále se zpřísňující limity na snížení emisí automobilových výfukových plynů, společně s novými testovacími postupy pro zjišťování emisí a spotřeby paliva WLTP (Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedures) a RDE (Real Driving Emissions), nutí výrobce používat neustále sofistikovanější katalytické konvertory, které přeměňují stopy zdraví škodlivých látek, jako je oxid uhelnatý (CO), zbytky nespálených uhlovodíků (HC) a oxidy dusíku (NOx) na zdraví nezávadné plyny (vodu, oxid uhličitý a dusík).  Jednou z uvažovaných možností, jak dosáhnout co nejvyšší konverze škodlivin, je umístění katalyzátoru do místa s vyšším tlakem výfukového plynu (před turbo). Tato práce se zabývá matematickým modelováním vlivu tlaku na konverzi škodlivin v automobilovém katalyzátoru a porovnáním výsledků simulací s experimentálními daty naměřenými v laboratoři. Při zvýšeném tlaku došlo v případě oxidace CO a uhlovodíků k drobnému snížení teploty zapálení, u adsorpce NOx pak k mírnému nárůstu adsorpční kapacity, což je v obou případech žádoucí.  
52 Bc. Adam Waněk M1 Ing. Aleš Zadražil, Ph.D. Development and characterisation of tablets with controlled dissolution kinetics by FDM 3D printing detail

Development and characterisation of tablets with controlled dissolution kinetics by FDM 3D printing

FDM (fused deposition modeling) 3D printing is an innovative, fast-growing method of rapid prototyping where a solid object is formed by the printer according to a supplied 3D drawing. Its application can be found throughout many areas of industry, science or even medicine and pharmacy. Since recently, it is considered to be a possible alternative method for drug dosage form manufacturing. Current manufacturing methods operate with very large batches and usually the API (active pharmaceutical ingredient) dosage and shape of the tablets are set for the whole process. A popular new approach to medication and care (personalized medicine), where the whole treatment is tailored to a specific patient needs, requires new methods of drug dosage form manufacturing where only small batches will be produced, dosage of the API can easily be adjusted and dissolution kinetics of the API can be controlled. Goal of this work is to produce two types of biodegradable filaments (feed for 3D printer) with each of them containing one model API. Models of tablets will be designed to yield various dissolution profiles of each API. This will be achieved by changing inner porosity and outer surface area of tablets. Dissolution kinetics will be then measured by dissolution tests.
53 Pavel Zelenka B3 prof. Ing. František Štěpánek, Ph.D. Construction and optimization of flow cell for particle separation and analysis detail

Construction and optimization of flow cell for particle separation and analysis

The behaviour of pharmaceutical tablets in aqueous media is an important part of the drug design. The dissolution of an active ingredient is greatly influenced by the process of tablet disintegration and can affect crucial parameters of the treatment. Therefore, it is necessary to understand the dynamics of both processes. In previous work, many widely used methods were examined to characterize these processes but none of them could provide results comprehensive enough. The presented work deals with the design of the new method for disintegration residua size distribution measurement and separation based on the combination of hydrodynamic fractionation and image processing in public domain program ImageJ. The method utilizes differences of the sedimentation rates between particles of different sizes. A flow cell was designed, in which the flow rate of a fluid medium is linearly dependant on the z-axis coordinate. In this environment, the point of equilibrium exists for each particle between the flow rate of the medium and the sedimentation rate of said particle. This work focuses on proving the concept viable using model spherical glass particles and comparing the particle size distribution measured by this method with particle characteristics from other conventional methods.
54 Bc. David Zůza M1 Ing. Ondřej Kašpar, Ph.D. Design of Taylor reactor for continuos preparation of silica microparticles detail

Design of Taylor reactor for continuos preparation of silica microparticles

Taylor reactor (TR) is a batch reactor made from two concentric rotating cylinders separated by fluid (Fig. 1a). In real applications modification with steady external cylinder called Taylor-Couette reactor (TCR) is used.  TCRs are in general employed for homogenous mixing of highly viscous mixtures such as substrates for enzymatic catalyzes, also for preparation of submicron particles (lower viscosity) or reactions, but their feasibility for microparticle synthesis still needs to be investigated. This work is based on findings previously reported in my bachelor thesis, where TCR for the preparation of silica particles was used (Fig. 1b). The goal of this work is an improvement of batch preparation of microparticles by means of continuous TCR and use of narrower shear rate distribution provided by TCR to decrease a polydispersity of produced particles. In pursuit of achieving this goal TCR was redesigned with the lower ratio between the height of reactor and gap between cylinders. Results of this work may contribute to continuous production particles with lower polydispersity compared to common batch-wise synthesis. Additionally, the mathematic model will be prepared to bring insight into nontrivial flow regimes typical for TCR and particle synthesis.  



55 Bc. Dominik Čapkovič M2 doc. Ing. Petr Kočí, Ph.D. Vliv velikosti částic γ-Al2O3 na vlastnosti katalytické vrstvy v automobilovém filtru detail

Vliv velikosti částic γ-Al2O3 na vlastnosti katalytické vrstvy v automobilovém filtru

Spalovací motory produkují velké množství škodlivých plynů a pevných částic. K největšímu nárůstu automobilů došlo v sedmdesátých letech, což vedlo ke zhoršení ovzduší – začaly se vytvářet emisní normy a automobily musely být vybaveny katalytickými konvertory výfukových plynů. Řešením pro snížení množství pevných částic je použití filtrů pevných částic, jež se nově používají u benzínových motorů. Filtry pevných částic se skládají z velkého množství souběžných kanálků, které jsou vždy na jedné straně zaslepeny tak, aby plyn musel prostoupit přes porézní stěnu do sousedních kanálků. Stejně jako monolity tak i na filtry je nanesená katalytická vrstva suspenze obsahují γ-Al2Ojako nosič. Tloušťka a umístění vrstvy má zásadní vliv na tlakovou ztrátu filtru. V této práci je použita metoda „dip-coating“ – nanášení namáčením. V suspenzi lze upravovat různé parametry (pH, velikost částic, viskozita), tak aby bylo dosaženo tenké a rovnoměrné vrstvy γ-Al2Ona povrchu kanálků, případně uvnitř porézní stěny. Velikost částic γ-Al2Oje jednou z klíčových vlastností suspenze – v této práci byly použity dvě suspenze s velikostí d90 = 8,7 a 20,5 µm, které vykazovaly různé fyzikální vlastnosti. Vzorky byly profukovány různými tlaky a některé z nich byly před samotným nanášením ponořeny do vody.
56 Bc. Matěj Černý M2 Ing. Viola Tokárová, Ph.D. Replikace nanostruktury povrchu křídla vážky do polymerní matrice  detail

Replikace nanostruktury povrchu křídla vážky do polymerní matrice 

Dragonfly wings show spectacular antibacterial property thanks to a hierarchical topography. The surface of the wings consists of the high aspect ratio nanopillars as tall as 200 nanometers. When a bacterial cell comes into contact with the wing structure the mechanical stress between pillars and the cell wall causes its rupture and cell lysis. This theory implies the antibacterial effect is solely a result of the topography with no or negligible effect of the chemical nature of the structure. This work is focused on creating an artificial surface with the same topography as it is found in domestic dragonflies and damselflies (Fig. 1). In the first step, the topography of various wings was observed and analysed using a scanning electron microscope (SEM) and compared with the antibacterial structures described in the literature. Next, a negative stamp from the biological templates was made by a soft lithography method using polydimethylsiloxane (PDMS).  The surface of the PDMS with replicated structures was again analysed using SEM microscope and will be used in further experiments for the preparation of positive replica. Finally, surface properties as wettability, contact angle and antibacterial effect along with resistance to bio-fouling will be examined.  



57 Bc. Jan Šikola M2 Ing. Jan Haidl, Ph.D. Termografická studie fázového rozhraní v systému kapalyna-plyn detail

Termografická studie fázového rozhraní v systému kapalyna-plyn

Procesy odehrávající se na fázovém rozhraní kapalina-pára, kapalin-plyn jsou zásadní pro popis celé řady operací, jež se uplatňují v mnoha oblastech chemického průmyslu. Tyto děje tvoří podstatnou část separačních procesů, z nichž se zejména destilace, sušení a odpařování podílí až deseti procenty na celosvětové energetické spotřebě. Při návrhu aparátů se vychází z empirických integrálních dat, která však svým charakterem neumožňují optimalizaci jednotlivých součástí daného procesu. Z tohoto důvodu je klíčové bližší studium dějů odehrávajících se lokálně na fázovém rozhraní a jejich správné popsání. Pro tuto studii byla jako vhodná neinvazivní metoda navržena termografie, jež by mohla poskytovat informace o teplotě fázového rozhraní kapalina-plyn (či kapalina-pára) v reálném čase. To by umožnilo další studie aktivity rozhraní z hlediska sdílení tepla a hmoty, důležitých dějů probíhajících ve zmiňovaných separačních procesech. Tato práce se zabývá návrhem a konstrukcí experimentální aparatury pro termografické měření klidné hladiny v situacích s probíhajícím mezifázovým sdílením tepla a hmoty, kde se očekává rozdílná teplota rozhraní od jádra obou fází. Aparatura je navržena k zodpovězení klíčové otázky projektu: Je možné termograficky spolehlivě určovat teplotu fázového rozhraní?



58 Václav Šmíd B3 Ing. Jan Haidl, Ph.D. Možnosti zvýšení energetické účinnosti ejektorového čerpadla kapalina-plyn detail

Možnosti zvýšení energetické účinnosti ejektorového čerpadla kapalina-plyn

Ejektor je jednoduché a poměrně bezporuchové zařízení, které je díky absenci jakýchkoliv pohyblivých částí vhodné pro čerpání znečištěných kapalin a plynů, např. suspenzí, kalů, prachů či dýmů, které by v konvenčních zařízení mohly způsobovat zanášení. Principem jeho činnosti je tvorba jemné, velmi dobře míchané, disperze plynu v hnací kapalině, což podporuje intenzivní přestup hmoty mezi plynem a kapalinou. Velmi vysoká hustota mezifázové plochy ve vznikající plynokapalinové směsi umožňuje použití ejektoru jako zařízení pro mechanické nebo chemické čistění plynů a par z průmyslových procesů. Alternativně lze ejektor použít jako velmi účinný chemický reaktor, který si sám přisává reagující plyn. Mimořádné vlastnosti ejektoru jako výměníku hmoty jsou však kompenzovány vysokými energetickými nároky a omezenou databází návrhových dat. Tato práce se zaměřuje na možnosti zvýšení energetické účinnosti ejektoru pro zpracování velkých objemů plynu prostřednictvím mechanického rozrušení paprsku hnací kapaliny. V práci jsou popsány a studovány dvě možnosti rozrušení paprsku: (i) prostřednictvím rotace části kapaliny v paprsku způsobené rotačním tělískem – swirlem; (ii) rozpad paprsku vlivem expanze bublin komprimovaného plynu v trysce.  



59 Bc. Martin Šourek M1 doc. Ing. Petr Kočí, Ph.D. Linking micro-scale and meso-scale models for catalytic filter detail

Linking micro-scale and meso-scale models for catalytic filter

The increasingly stringent automotive emission regulations enforce the use of particulate filters to effectively control the particulate emissions from both diesel and gasoline engines. Due to the cost and size limitations of the exhaust gas after-treatment system, it is favorable to combine the particulate filter with a catalytic reactor for conversion of gaseous pollutants. The properties of the resulting catalytic filter are highly dependent on the quality of the catalytic coating. In order to accelerate the design process of catalytic filters, it is necessary to understand the relation between the device microstructure, e.g. the pore structure and coating distribution, and the full device performance (pressure drop, conversion and filtration efficiency). This study represents one part of a reliable multi-scale CFD model development for catalytic filters. A new boundary condition mapping was developed to transfer the flow data from a macro-scale model of the entire filter channel to a micro-scale simulation of the porous wall. In this way, a more realistic prediction of flow field in the wall microstructure was achieved, which provided improved estimates of the device filtration efficiency depending on the substrate and catalytic coating properties.
60 Bc. Ondřej Šrom M2 doc. Ing. Miroslav Šoóš, Ph.D. Deeper insight into the dynamic light scattering technique for particle size characterization detail

Deeper insight into the dynamic light scattering technique for particle size characterization

The size of nanoparticles (NPs) is an essential attribute which determines their physical and chemical properties, such as solubility, melting point, surface area, surface plasmon resonance, catalyst efficiency, etc.It is therefore crucial to have knowledge about the dimensions of NPs in order to comprehend their behavior. Thanks to its convenience, rapidness and statistical sufficiency, a very useful and commonly used technique for NP characterization is carried out through dynamic light scattering (DLS), tracing the substantial Brownian motion of such particles dispersed in a liquid medium. Due to the scattering intensity fluctuations, speckles of light carry precious information about NPs' size. Furthermore, the technique is non-invasive to the sample and therefore one obtains (indirect) information directly about a sample with no previous modification. However, the indirect nature of DLS creates a greater scope for data misinterpretation, which occurs very often among its users. Since the results obtained from DLS measurements are frequently mistreated, the goal of this work is to provide deeper understading and improvement of the data treatment. Besides that, other measuring modes of the DLS and their usage are presented.  
61 Milan Žalud B3 doc. Ing. Petr Kočí, Ph.D. Nanášení katalytické vrstvy do automobilového filtru - vliv reologie suspenze γ-Al2 O3 detail

Nanášení katalytické vrstvy do automobilového filtru - vliv reologie suspenze γ-Al2 O3

Spalovací motory jsou v současné době jednoznačně nejpoužívanějším pohonem pro automobily. Jejich největším problémem jsou emise škodlivých plynných látek a pevných částic do ovzduší. Jednou ze součástí systému pro čištění výfukových plynů jsou filtry pevných částic, které jsou již běžnou součástí dieselových motorů (DPF) a nově i některých benzínových (GPF).  U katalytického filtru pevných částic je na povrch a do pórů stěn jeho vnitřních kanálků nanášena katalytická vrstva. V mé práci je tato vrstva nanášena v podobě suspenze obsahující γ-Al2O3 metodou washcoatingu. Při přípravě suspenze je třeba sledovat několik parametrů, jako je velikost částic Al2O3, pH či reologii. Připravená suspenze je nenewtonská tekutina, konkrétně ji lze charakterizovat modelem pseudoplastické kapaliny. Pro tyto systémy je zaveden pojem zdánlivá dynamická viskozita, která není konstantou, nýbrž je závislá na smykové rychlosti. Pomocí reologického měření jsou získány reogramy, které zobrazují závislost smykového napětí na smykové rychlosti. Při analýze výsledků nanášení suspenze na vzorky pak znalost reologie umožňuje definovat optimální vlastnosti suspenze γ-Al2O3 a následně dosáhnout požadovaného umístění a rovnoměrnosti nanesené vrstvy.  
62 Bc. Adrián Žák M1 doc. Ing. Petr Kočí, Ph.D. Porovnanie kinetiky oxidácie CO a C3H6 na automobilových katalyzátoroch Pt/γ-Al2O3 a Pt/CeO2/γ-Al2O3 detail

Porovnanie kinetiky oxidácie CO a C3H6 na automobilových katalyzátoroch Pt/γ-Al2O3 a Pt/CeO2/γ-Al2O3

Táto práca študuje kinetiku nežiadúceho javu, ktorý je v praxi označovaný názvom dvojité zapálenie katalytickej oxidácie CO. Počas bežnej automobilovej prevádzky je tento jav pozorovaný pri nepravidelnom jazdnom cyklu napríklad v hustej premávke, ale hlavne počas studeného štartu z dôvodu, že teplota katalyzátoru je nižšia, než jeho optimálna prevádzková teplota. V tomto deji môže byť pozorované, že s rastúcou teplotou dochádza k dočasnému poklesu konverzie CO. Nárast koncentrácie CO je z časti spôsobený jeho tvorbou, ako vedľajšieho produktu nedokonalej oxidácie propénu a z časti tvorbou organických medziproduktov katalytickej oxidácie propénu, ako etylén, octany a mravčany, ktoré blokujú katalyticky aktívne centrá a prispievajú k inhibícii reakcie. Boli testované dve vzorky automobilových katalyzátorov Pt/γ-Al2O3 a Pt/CeO2/γ-Al2O3. Na vzorke s obsahom CeO2 je pozorovaný nižší pokles konverzie CO.  

444 - Ústav fyziky a měřicí techniky

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Silvie Hejzlarová M1 doc. Ing. Vladimír Scholtz, Ph.D. Životní cykly trematoid a jejich ovlivnění nízkoteplotním plazmatem detail

Životní cykly trematoid a jejich ovlivnění nízkoteplotním plazmatem

Trematody (motolice) jsou paraziti s jedinečnými životními cykly, které zahrnují sexuální reprodukci u finálních hostitelů a asexuální reprodukci u intermediálních hostitelů. Mezi typické zástupce třídy Trematoda patří rod Schistosoma. V této práci jsou zkoumány inaktivační účinky nízkoteplotního plazmatu na cerkáriích rodu Schistosoma. Inaktivace vzorků cerkárií ve vodném prostředí je prováděna kladným a záporným korónovým výbojem a kometárním výbojem pro různou dobu expozice. Hodnocení účinnosti inaktivace je založeno na pozorování cerkárií pod lupou a hodnocením především jejich pohybu. Při experimentech byly měřeny také koncentrace látek, které vznikají během expozice (H2O2, NO3-, NO2-), pH jakož i teplota vodného prostředí.  
2 Bc. Martin Hruška M2 Ing. Přemysl Fitl, Ph.D. Senzor plynů na bázi křemenné krystalové mikrováhy detail

Senzor plynů na bázi křemenné krystalové mikrováhy

Studium foto-indukovaných dějů na tenkých vrstvách polovodičových chemických senzorů poukazuje na možnost existence různých desorpčních mechanismů. Pro lepší pochopení této problematiky byl navrhnut experiment využívající odlišný přístup detekce a sice senzor na bázi křemenné krystalové mikrováhy – QCM. QCM senzory oproti vodivostním senzorům pracují na odlišném principu a poskytují odezvu ve formě změny rezonanční frekvence křemenného výbrusu, jež je přímo úměrná hmotnosti adsorbovaných molekul. Předložená práce se zabývá zlepšením detekčních vlastností QCM senzorů, užitím křemenných výbrusů kmitajících na frekvenci 10,8 MHz a zvětšením aktivního povrchu senzoru (zvýšení počtu sorpčních míst), aplikací nanostrukturovaných porézních materiálu na bázi černých kovů. V rámci práce byla vytvořena aparatura pro měření QCM senzorů s možností referenční kompenzace (teplotního driftu), četně obslužného programu sepsaného ve vývojovém prostředí NI LabVIEW. Na vyvinutém systému byly následně proměřeny a porovnány odezvy připravených senzorů s nanostrukturovanou vrstvou černého kovu. Pomocí analyzátoru Agilent 4294A byla naměřena a porovnána impedanční spektra QCM před a po depozici aktivní vrstvy a po expozici analytem.  



3 Lýdie Jakubová B3 Dr. Mgr. Jana Jirešová Studium trichologických stop pomocí elektronové mikroskopie detail

Studium trichologických stop pomocí elektronové mikroskopie

Hlavním cílem této práce je prozkoumat potenciál elektronové mikroskopie jako metody pro určování původu trichologického materiálu při forenzním vyšetřování. Jelikož z této metody získáváme primárně informaci o povrchové struktuře, je počet znaků důležitých při identifikaci do jisté míry omezen. Přesto se u všech druhů zvířat vyskytují topografické rozdíly, přispívající k taxonomickému zařazení živočicha. Pro tuto práci byl použit skenovací elektronový mikroskop MIRA3 od firmy TESCAN, který byl nastaven na detekci sekundárních elektronů, uvolněných po interakci se vzorkem při urychlovacím napětí 3 kV. Pod mikroskopem byl pozorován trichologický materiál běžných domácích a hospodářských zvířat, jako je kočka, pes, králík, kůň nebo prase. U každého vzorku jsme provedli měření šířky stvolu a porovnali tvar a vzdálenost šupin. Tyto parametry se lišily nejen v rámci druhů, ale i jednotlivých plemen.  
4 Eliška Lokajová B3 Ing. Josef Khun, Ph.D. Dynamika růstu plísní sekvenčně exponovaných nízkoteplotním plazmatem detail

Dynamika růstu plísní sekvenčně exponovaných nízkoteplotním plazmatem

Práce se zabývá testováním mikrobicidního účinku nízkoteplotního plazmatu generovaného střídavým korónovým výbojem z Teslova transformátoru v elektrodovém systému s třinácti hroty. Plazma bylo generováno v uzavřené komoře. Dekontaminační efekt byl testován na sporách plísně Penicillium spp. naočkovaných na povrchu živného média. Testování bylo provedeno na koloniích plísně v různém stádiu růstu a zároveň při různých sekvencích expozice (různá kumulace 10 až 40 min). Bylo zjištěno, že různé sekvence expozice mají vliv na růst kolonií v různých stádiích vývoje. Je možné také inhibovat narostlé kolonie, které se ale po přerušení expozičního cyklu mohou dále rozrůstat v závislosti na délce působení. Předpokládané využití by bylo možné v potravinářství, restaurování nebo lékařství.
5 Klára Lukášová B3 doc. Ing. Vladimír Scholtz, Ph.D. Podklady pro návrh terapeutického programu léčby oychomykóz nízkoteplotním plazmatem detail

Podklady pro návrh terapeutického programu léčby oychomykóz nízkoteplotním plazmatem

Práce pojednává o možném využití mikrobicidních účinků nízkoteplotního  plazmatu na inaktivaci růstu plísní. Plazma je generováno korónovým  výbojem a je aplikováno na kolonie plísně v různém stádiu vývoje na  povrch agaru. Následně jsou plísně kultivovány po stanovenou dobu. Se  vzrůstajícím časem expozice, v řádu několika minut až několika desítek  minut, lze pozorovat výrazný úbytek jejich vitality. Nabyté poznatky  budou použity jako podklady pro optimalizaci stávajícího terapeutického  postupu experimentální léčby onychomykóz u pacientů. Tento typ  onemocnění je velmi běžný a současná léčba bývá neučinná nebo  kontraindikována.
6 Bc. Tereza Měřínská M1 doc. Ing. Vladimír Scholtz, Ph.D. Inaktivace původce akantamébové keratitidy nízkoteplotním plazmatem detail

Inaktivace původce akantamébové keratitidy nízkoteplotním plazmatem

Akantamébové keratitidy představují významného původce očních infekcí. Nedodržováním vhodných hygienických zásad při manipulaci s očními čočkami může dojít k jejich kontaminaci některým parazitem z rodu Acantamoeba sp. Tato práce se zabývá možností inaktivace izolátu akantaméby BM-18AK pomocí nízkoteplotního plazmatu. Z výsledků vyplývá, že expozicí cyst plazmatu dochází k jejich inaktivaci již za dobu 30 min, což by v budoucnu mohlo vést k vývoji zařízení pro dekontaminaci očních čoček in situ.  
7 Gabriela Soukupová B3 doc.Ing. Dušan Kopecký, Ph.D. Pokročilé metody simulace a zpracování spektroskopických dat z energiově disperzní spektroskopie detail

Pokročilé metody simulace a zpracování spektroskopických dat z energiově disperzní spektroskopie

Data získávaná metodou energiově disperzní spektroskopie (EDS), zejména spektra a údaje o prvkovém složení, jsou zpravidla zpracovávána v softwaru dodávaném výrobcem přístroje (OEM software). Cílem tohoto OEM softwaru je dosáhnout maximální uživatelské přívětivosti a plně automatizovaného zpracování dat. Díky tomu může metodu EDS používat širší spektrum uživatelů, bez hlubších znalostí jejích fyzikálních principů. Ve většině případů je tento přístup dostatečný a získané výsledky vyhovující. Cenou za jednoduchost OEM softwaru je však zvýšená chybovost kvalitativního i kvantitativního určení prvkového složení komplexních vzorků, kterou však z důvodu nedostatečného popisu použitých algoritmů nelze snadno eliminovat. Cílem této práce je proto využít specializovaného softwaru NIST DTSA II, vyvinutého pro pokročilé uživatele metody EDS, kteří chtějí mít větší kontrolu nad zpracováním naměřených dat. Pomocí NIST DTSA II jsou simulována a zpracována EDS spektra a je provedena zevrubná kvalitativní i kvantitativní analýza iontově výměnných membrán, vyvíjených pro mikrofluidní systémy.
8 Bc. Stanislav Valtera M2 doc.Ing. Dušan Kopecký, Ph.D. Chemická funkcionalizace polypyrrolu pro biosenzory detail

Chemická funkcionalizace polypyrrolu pro biosenzory

Příspěvek je zaměřen na syntézu a charakterizaci nanotrubek chemicky funkcionalizovaného vodivého polymeru polypyrrolu (PPy). Chemická funkcionalizace probíhá při polymerizaci PPy v přítomnosti kyseliny pyrrol-2-karboxylové a pyrrol-3-karboxylové. V závislosti na podmínkách syntézy a přítomnosti látek schopných tvořit šablony pro růst nanostruktur (např. methyloranž či bipyrrol)  jsou vytvářeny pravidelné struktury polymeru, jejichž vlastnosti, např. elektrická vodivost, relativní specifický povrch či odolnost vůči přirozenému stárnutí materiálu jsou výrazně vylepšené oproti jejich nestrukturovaným protějškům. Tyto nanostruktury jsou navíc vybaveny funkčními skupinami –COOH, které slouží jako kotva schopná tvořit s aminy peptidickou vazbu. Díky tomu je možné připevnit na povrch nanostruktur řadu biologicky aktivních látek, které vynikají specifickou reakcí s kapalnými i plynnými analyty. Takto funkcionalizované, elektricky vodivé nanotrubky jsou zajímavou platformou pro přípravu biosenzorů či mikrofluidních čipů a reaktorů.  
9 Bc. Richard Šípka M1 Ing. Jan Vlček, Ph.D. Chemické senzory využívajúce polyiónové nanokompozity detail

Chemické senzory využívajúce polyiónové nanokompozity

Rastúci záujem o polyiónové kvapaliny, ďalej iba (PIL) k senzorovým aplikáciám, sa odvíja od ich silných interakcií s niektorými analytmi. Značná jednoduchosť v prípade PIL, daná ľahkým výberom polymérnej alebo iónovej časti, vedie k značnej variabilite a z nej plynúcej širokej aplikovateľnosti. Práca sa zaoberá syntézou materiálov na báze tetrabutylfosfónium a tributyloktylfosfónium sulfopropylakrylátu: (i) čistý PIL, (ii) kompozit PIL + C60 a (iii) kompozit PIL + C70. Ako senzorové substráty boli použité sklá B270 o rozmeroch 10 x 10 mm2 s párom naprášených zlatých elektród o hrúbke 200 nm a vzdialenosti 1 mm. Na takto pripravených jednoduchých senzoroch s nanesenou aktívnou vrstvou bola nameraná senzorová odozva plynných analytov. Merania boli uskutočnené pomocou metódy elektrochemickej impedančnej spektroskopie na potenciostate/galvanostate GAMRY Reference 600. Impedančná metóda prebiehala v rozsahu frekvencií 1 Hz až 1 MHz a výsledkom boli dáta vo forme Nyquistových diagramov. Nyquistové diagramy boli fitované pomocou Randlesovho ekvivalentného obvodu, z ktorého sme následne obdržali dáta postačujúce k výpočtu difúzneho koeficientu voľných iónov v prítomnosti rôznych plynných analytov. Difúzne koeficienty sa pohybovali v závislosti na type analytu v rozmedzí 1–3x10-10 m2 s.



445 - Ústav počítačové a řídicí techniky

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Jan Egermaier B3 Ing. Jan Kohout Software pro analýzu CT snímků detail

Software pro analýzu CT snímků

Pro svůj projekt jsem zvolil téma Software pro analýzu CT snímků, protože obrazové zpracování biomedicínských dat je velice důležité pro správné určení diagnózy pacienta a pomáhá lékařům určit další kroky léčby. V první části popisuji princip výpočetní tomografie, vysvětluji tvorbu obrazu pomocí Hounsfieldových jednotek a zabývám se významem datového standardu DICOM. Dále se krátce zmiňuji o virtuální realitě, což je technologie, která umožňuje uživateli interagovat se simulovaným prostředím. Prostřednictvím virtuální reality mají např. lékaři možnost prohlížet a prožívat složité operace, aniž by vstoupily do operačního sálu. V druhé části pak vysvětluji práci se softwarem a popisuji funkce, které jsem při jeho tvorbě použil. Série snímků, které jsem na začátku projektu obdržel, nahrávám do MATLABu a vytvářím z nich 3D model, který je dále možné v uživatelském prostředí modifikovat. Lze upravit objem zobrazeného obrazu, vykreslovat různé tkáně a struktury, které nahrané CT snímky obsahují, a uživatel je také schopen s modelem rotovat tak, aby zobrazil požadovanou část pacientova těla. Zobrazený model může uživatel vyexportovat ve formátu STL a následně vytisknout na 3D tiskárně, anebo ve formátu OBJ, který je určený pro virtuální realitu.
2 Bc. Jan Hajíček M1 Ing. Iva Nachtigalová, Ph.D. Identifikace procesů pomocí doplňku aplikace Excel detail

Identifikace procesů pomocí doplňku aplikace Excel

Program Process Simulation and Control (PSIC) je doplněk aplikace MS Excel vyvinutý na Ústavu počítačové a řídicí techniky. Doplněk slouží jako učební pomůcka při výuce Laboratoří měřicí a řídicí techniky. Jedná se o jednoduchý simulační program, který zvládnou obsluhovat i studenti, kteří neumějí pracovat se složitějšími simulačními programy (Matlab, Maple). V rámci této práce došlo k přidání nové funkce, která umožňuje identifikaci procesů. Doplněk tak nově dovoluje uživateli zadat naměřená data, a pomocí optimalizačních metod nalezne přesnější hodnotu vstupního parametru modelu.



3 Pavel Jíně B3 Ing. Jan Kohout Aplikace Průmysl 4.0 ve vnitřním prostředí budov detail

Aplikace Průmysl 4.0 ve vnitřním prostředí budov

Koncept Průmysl 4.0, taktéž popisovaný jako čtvrtá průmyslová revoluce, byl oficiálně představen v roce 2013. Jedná se o trend digitalizace, automatizace a propojování různých technologií, založený na kyberneticko – fyzikálních systémech, internetu věcí (IoT) a služeb, digitální ekonomice. Tento projekt se konkrétně zabývá internetem věcí, koncepcí propojení, sběru a vyhodnocování dat z vnitřního prostředí budov. Pro zřízení naší sítě jsou využity čidla a gate, který zprostředkovává komunikaci s internetem. Systém je integrován s nástrojem Mervis, sloužící jako databáze k uchování dat a k jejich vizualizaci. Díky platformě Mervis jsou data dostupná z libovolného zařízení s prohlížečem a přístupem k internetu, nezávisle na zeměpisné poloze. Pro další podrobnější vyhodnocování dat byla vytvořena aplikace v programu Matlab.
4 Bc. Tomáš Karlík M1 doc. Ing. Jan Mareš, Ph.D. Obrazová analýza nanostruktur ze snímků SEM detail

Obrazová analýza nanostruktur ze snímků SEM

Obrazová analýza je důležitým doplňkem všech analytických metod, které produkují data ve formě snímků (např. SEM, AFM). Takové snímky je potřeba nejen dobře pořídit (s ohledem na minimalizaci šumu, rovnoměrné osvětlení, atp.), ale následně i zpracovat v digitální formě s využitím výpočetní techniky. Pro tyto účely slouží řada specializovaného software. Zpravidla pak záleží na uživateli, který musí zvolit vhodný postup pro danou analýzu. V rámci této práce byl vyvinut software v jazyce Python, jehož cílem je realizovat některé metody obrazové analýzy. Tento software byl následně demonstrován při analýze snímků nanovláken polypyrrolu ze skenovacího elektronového mikroskopu, jejichž rozměry jsou spojovány s jeho elektrickou vodivostí. Výsledný software byl obohacen o uživatelské rozhraní a lze jej použít pro analýzu dalších, podobných nanostruktur. Metody implementované v průběhu vývoje programu zahrnují např. úpravu histogramu, Gaussovskou filtraci, automatické prahování, morfologické operace aj., s analytickými nástroji pro manuální měření průměru a automatickou detekci objektů v binárních snímcích, jejich obvodu a plochy.
5 Olena Marchenko B3 prof. Ing. Aleš Procházka, CSc. Pattern Recognition in Motion Analysis detail

Pattern Recognition in Motion Analysis

Nowadays mobile phones are becoming more and more sophisticated and integrated into daily life not only due to increasing speed of data processing, but not least because of the wide range of possibilities to gather data. Various sensors  as cameras, GPS sensors, microphones, temperature sensors etc. are able to  provide us necessary and sufficient knowledge of the state of the environment or some system. Moreover, correlations between health state and physical  activity patterns measured by accelerometers are of big interest for medical usage. Aim of this work is to preprocess data obtained from mobile phone  accelerometer by means of signal processing techniques with purpose of future  feature extraction and classification via neural network.
6 Bc. Jaromír Mašek M2 doc. Ing. Jaromír Kukal, Ph.D. Polynomial model of liquid flow detail

Polynomial model of liquid flow

The contribution is focused on dynamical properties of isothermal incompressible liquid flow in horizontal pipeline. Fully developed laminar flow of non-newtonian liquid with difusion absense is supposed. The study brings new results related to concentration changes in time. The method of investigation is demonstrated on Power-law liquids where shear stress is proportional to the power of radial velocity gradient. It is easy to obtain unit step response of pipeline flow in real time but the adequate transfer function cannot be expressed explicitly. But in the case of discrete response with given sampling period the discrete transfer function can be expressed as infinite time series in the Fourier domain. The novelty consist of effective approximation of residual terms. Without this trick the finite approximation of the series mentioned above is very rough and inacceptable for control applications. Thanks to the pseudospectrum we can investigate the properties of S, PS and PSD controllers in feedback control of given pipeline system. The final results are: * impulse response of discrete pipeline system *optimal setting of S and anti-wind up PS controller *stability verification using pseudo Nyquist plot *discrete control response of whole control system  
7 Bc. Jakub Steinbach M1 doc. Ing. Jan Mareš, Ph.D. Matematický model grafenové membrány detail

Matematický model grafenové membrány

Grafen je alotropní modifikace uhlíku tvořící monomolekulární vrstvu atomů orientovaných do šestiúhelníkové mřížky. Jeho derivát, grafenoxid, se využívá pro přípravu tenkých grafenoxidových vloček. Tyto vločky mají pozoruhodné separační vlastnosti, a jelikož lze připravit grafenoxidové vrstvy o tloušťce již v řádech nanometrů, mají velký potenciál pro aplikaci v ochranných filtrech a membránách pro mikrofiltrace či separace. Cílem práce bylo na základě dat z experimentů se separačními membránami vytvořit model procesu membránové separace přes grafenovou membránu. Separace byla popsána parametrizovanou lineární diferenciální rovnicí a pro každý experiment byly parametry optimalizovány v programu MATLAB pomocí funkce fminsearch.  Pro tyto parametry potom byl zpětně sestaven graf znázorňující závislost výstupní veličiny na vstupní, úsek vybraný pro optimalizaci a výstup získaný z optimalizovaného modelu.
8 Jan Vališ B3 doc. Ing. Jan Mareš, Ph.D. Diagnostika karcinomu plic s využitím in vivo Ramanovy sondy detail

Diagnostika karcinomu plic s využitím in vivo Ramanovy sondy

Karcinom plic je závažné onemocnění, jehož včasná diagnóza zvyšuje šanci na pacientovo přežití. S rozvojem vláknové optiky se otevřela možnost využít Ramanovu spektroskopii coby relativně neinvazivní a rychlou diagnostickou metodu. Překážkou pro klinické aplikace je však absence jak automatizovaného preprocesingu spekter, tak klasifikátoru. Vyvinutím algoritmické metodiky preprocessingu založené na Zero-phase FIR filtraci, implementované v programovém prostředí MATLAB, byla časová náročnost redukována o 94 % oproti semimanuální metodice Ústavu analytické chemie probíhající v programu Jasco Spectra Manager. FIR filtrace zároveň obstála ve srovnání s jinými metodikami umožňujícími algoritmické zpracování spekter, zejména Savitzky-Golay filtrací. Algoritmizace preprocessingu umožnila rychle a reprodukovatelně zpracovat větší množství spekter, díky čemuž bylo možné metodami strojového učení vytvořit model sloužící ke klasifikaci in vivoměřených Ramanových spekter plicní tkáně u pacientů s podezřením na karcinom plic.  Celý proces vyhodnocování naměřeného spektra od preprocessingu po volbu modelu pro klasifikaci je možné ovládat v jednoduché aplikaci, která taktéž vznikla v MATLAB, čímž snad přiblíží využití Ramanovy spektroskopie směrem k in vivo diagnostice  v reálném čase.
9 Bc. Martin Vejvar M2 prof. Ing. Jan Náhlík, CSc. Rekurentní neuronové sítě pro zpracování přirozené řeči detail

Rekurentní neuronové sítě pro zpracování přirozené řeči

Náplní práce je návrh systému hlasového řízení robotických i jiných systémů s možností libovolných přirozenou řečí formulovaných příkazů. Přirozená řeč je jedním z nejstarších a lidem nejbližších způsobů komunikace, který umožňuje rychlý přenos velkého objemu dat prostřednictvím strukturovaného sledu zvukových signálů (fonémů). Jelikož se lidé s řečí setkávají již od útlého dětství, jedná se o velice intuitivní proces předávání informací. Je tedy žádoucí využít přirozenou řeč jakožto uživatelské rozhraní mezi člověkem a elektronickým zařízením. Syntaxe a sémantika řeči jsou však velice závislé na mluvčím a kontextu. Rekurentní neuronové sítě jsou specificky navrženy pro rozpoznávání kontextuálních závislostí a proměnné délky vstupních signálů, což je činní předními kandidáty pro umožnění počítačového zpracování přirozené řeči. Práce se zabývá zpracováním audiosignálů z korpusu mluvené češtiny Prague Dependency Treebank of Spoken Czech 1.0 (PDTSC 1.0) na cepstrální koeficienty (MFCC) a jejich využití pro naučení obousměrné rekurentní neuronové sítě (BRNN) převádět tyto signály na textový přepis, který bude dále využit pro vyhledávání klíčových slov k ovládání robotického systému.
10 Bc. Klára Zuntová M2 doc. Ing. Jaromír Kukal, Ph.D. Optimální vyhlazování signálu a obrazu detail

Optimální vyhlazování signálu a obrazu

Práce se zabývá využitím optimalizačních metod k nastavování vyhlazovacích filtrů pro vícerozměrné diskrétní signály. Optimalizovány jsou různé parametrizovatelné filtry s konečnou i nekonečnou impulsní odezvou (Gaussův filtr, konvoluční matice o různých rozměrech, Butterworthův filtr). Navržené algoritmy jsou implementovány v prostředí Matlab a testovány na medicínských signálech jednorozměrných (signály EEG) a dvojrozměrných (výřezy ze SPECT 3D obrazů). Kvalita vyhlazení je měřena účelovou funkcí SNR (Signal To Noise Ratio) a jejími variacemi. Na přiloženém obrázku jsou znázorněny hodnoty účelové funkce pro různé hodnoty dvou parametrů konvoluční matice o rozměrech 3x3 s nalezeným optimem – maximem účelové funkce.



11 Karel Štícha B3 Ing. Jan Kohout Software pro analýzu obličejových dat detail

Software pro analýzu obličejových dat

Obrna lícního nervu postihuje negativním způsobem funkčnost mimických svalů. Dosavadní klinické testy jsou založeny na subjektivním posouzením vyšetřujícího lékaře, pro kterého je obtížné postihnout všechny podstatné aspekty při diagnostice vyšetřovaného. Vyvíjený software má za úkol objektivně analyzovat vyšetřované pacienty, tzn. objektivizovat míru poruchy inervace obličeje, určit přesněji stupeň poruchy a zaznamenávat pokroky v léčbě pacientů. Cílem je individualizace léčby a rehabilitace pacientů pro zvýšení šancí na jejich zdárné uzdravení. K získání dat používáme hloubkovou kameru Microsoft Kinectu v2, který využívá pokročilé algoritmy na získání definovaných bodů obličeje v prostoru v reálném čase.
12 Kristýna Žemlová B3 Ing. Jan Vrba Uživatelské rozhraní pro zpracování krystalografických dat detail

Uživatelské rozhraní pro zpracování krystalografických dat

Při reaktivní sintraci dochází působením tlaku a tepla ke spékání práškových kovů za vzniku jejich sloučenin. Pro zkoumání mechanismu a kinetiky tohoto děje se využívá snímání reakční směsi pomocí rentgenové difrakce in situ. Z takto získaných dat lze zpětně vizuálním posouzením přibližně identifikovat  moment vzniku jednotlivých intermetalických sloučenin. Cílem této práce bylo vytvořit aplikaci, která by umožnila efektivnější analýzu krystalografických dat s důrazem na přesnost identifikace vznikajících fází. Byla tedy vyvinuta aplikace vybavená intuitivním grafickým rozhraním, do něhož lze naměřená data importovat, vizualizovat je a provádět jejich filtraci. Aplikace byla naprogramována v jazyce Python.

837 - Ústav ekonomiky a managementu

Jméno Ročník Školitel Název příspěvku Anotace
1 Bc. Lenka Adamová M2 Mgr. Ing. Marek Botek, Ph.D. Zvýšení výkonu balicí linky pro expedici do zámoří  detail

Zvýšení výkonu balicí linky pro expedici do zámoří 

Ani sebelepší nápad nepřinese chtěný výsledek bez správné realizace. Podnik, který chce být konkurenceschopný a chce generovat požadovaný zisk, musí umět pružně reagovat na poptávku zákazníka. Cílem této práce je detailně popsat situaci v podniku, kdy je potřeba zvýšit výkon balící linky. První část práce je věnována teorii týkající se štíhlé výroby, pro níž je klíčová práce zaměstnanců. V druhé části jsou popsány všechny kroky, které předcházely zvýšení výkonu konkrétní balící linky. Na závěr jsou diskutovány doporučení pro udržení optimálního chodu linky.
2 B.Sc. Anna Beata Fatyga M2 Ing. Jakub Dyntar, Ph.D. Optimalizace svozů detail

Optimalizace svozů

Cílem této práce je optimalizace svozů pro jeden z největších tuzemských e-shopů. Podnik kromě e-shopu provozuje i síť kamenných prodejen, kde má zákazník možnost si vyzvednout zboží objednané přes internet. Zboží je skladováno ve čtyřech distribučních centrech a několikrát denně doručováno na pobočky po celé České republice. Praktická část se zabývá analýzou svozů z jednoho distribučního centra, které zásobuje pražské pobočky. Záměrem je zjistit, zda všechny svozy jsou nutné, respektive najít optimální časy a počty svozů pro danou pobočku. Jako východisko pro optimalizace svozů poslouží analýza chování zákazníků, zejména časy vyzvedávání objednávek na příslušných pobočkách.   
3 Bc. Vladimir Fedotov M2 Ing. Dana Strachotová, Ph.D. Standardizace jako nástroj pro zvyšování produktivity práce detail

Standardizace jako nástroj pro zvyšování produktivity práce

Této práce byla napsána na základě zkušeností získaných v průběhu práce ve společnosti API s.r.o. K analýze pracovníků byli využité znalosti získané v průběhu studie na VŠCHT Praha zejména předmětu Průmyslové Inženýrství a na základě norem provádění podobných činnosti ve společnosti API s.r.o. Cílem práce ve společnosti API s.r.o. byl odhad průměrné přirážky pro jednotlivá pracovníky, čas trvání analýz a případně zjištění nedokonalostí v jejích práce nebo pracovních postupů v Unipetrol a.s. pomocí využití metod časových studie – snímkování pracovního dne. Této údaje se mohl využit management pro stanovení kapacity a kapacitních rezerv pracovní sily pro podnikové záměry. Další teoretický cíl bylo provést rešerši postupů vedoucích ke zvyšování produktivity a odstraňování plýtvání. Výsledkem prováděné práce je důkladný rozbor času několika pracovníků, které vykonávali různé činnosti v průběhu své práce s upozorněním na momenty, na které by bylo nutné zaměřit managementu.  
4 Bc. Vojtěch Hamala M2 Ing. Petra Zemanová, Ph.D. Optimalizace výrobní linky při nízkém stavu zaměstnanců detail

Optimalizace výrobní linky při nízkém stavu zaměstnanců

V současné době dosahuje nezaměstnanost v ČR rekordně nízkých hodnot. Tento stav nahrává zaměstnancům, kteří si mohou vybírat práci z více nabídek, ale přináší problémy podnikům, které s nedostatečným počtem lidí nezvládají plnit všechny své pohledávky.   Přestože práce při nedostatečném počtu zaměstnanců, v tzv. podstavu, může přinášet různé benefity: vyšší produktivitu práce jednotlivých pracovníků či větší pocit zadostiučinění pracovníků po vykonání všech zadaných úkolů. Avšak práce v podstavu je problémem v technologických procesech, ve kterých působí snížený výkon pracoviště nebo jeho úplně zastavení.  V této práci jsem se zaměřil na jeden proces z výroby kondenzátorů v podniku AVX Česká republika s.r.o., kde se dlouhodobě s nedostatkem pracovníků potýkají. Na základě analýzy současné situace jsem identifikoval různé zdroje plýtvání a navrhl způsoby jejich eliminace. Ze získaných dat jsem navrhl restrukturalizovat výrobní linku tak, aby dosahovala stejných výkonů s menšími nároky na pracovní sílu. Za tímto účelem jsem pomocí simulačního programu Witness vytvořil model stávající a nově navrhované výrobní linky a porovnal jejich výkony. Při porovnání variant jsem zjistil, že nová linka je schopna dosáhnout stejného výkonu i s menším počtem pracovníků.
5 Bc. Tereza Hanyková M2 Ing. Olga Kutnohorská, Ph.D. Ověření vlivu promocí na jednotlivé produkty společnosti Henkel s.r.o. detail

Ověření vlivu promocí na jednotlivé produkty společnosti Henkel s.r.o.

Tato semestrální práce je zaměřena na vyhodnocení konkrétního nástroje podpory prodeje označovaný jako promoakce. V teoretické části jsou nejprve stručně popsány různé druhy podpory prodeje, následně proč jsou promoakce tak častým tématem především na českém trhu s rychloobrátkovým zbožím a v neposlední řadě, jak se mnohé firmy dostanou do tzv. promospirály. Nechybí i popis metod, pomocí kterých je zjištěn vliv promoakcí na prodeje výrobků. Následně se práce zabývá vyhodnocením a porovnáním promoakcí z roku 2016, 2017 a 2018, kde pro analýzu bylo zvoleno sedm skupin produktů z divize „Pracích a čistících prostředků“ společnosti Henkel.  
6 Bc. Petr Holánek M2 doc. Ing. Jan Rančák, CSc. Standardizace práce ve výrobním procesu detail

Standardizace práce ve výrobním procesu

Práce se zabývá zlepšením výrobního procesu a vytvoření standardizované práce na pracovišti v Faurecia Bakov. Vytvoření standardu práce je velmi komplikovaný proces s nezbytnou kooperací více oddělení pro zabezpečení technologických, kvalitativních i bezpečnostních kritérii. Cílem práce bylo zvýšení hodinového výstupu na tomto kritickém pracovišti. Vytvořená standardizovaná práce byla zavedena do výrobního procesu a bylo sledováno, jaký vliv na výstup z linky má tato změna při důsledném dodržování standardizované práce.  
7 Bc. Eliška Jandová M2 Ing. Petra Zemanová, Ph.D. Studium a zhodnocení poptávek po distribuci kávy z Ekvádoru  detail

Studium a zhodnocení poptávek po distribuci kávy z Ekvádoru 

Tato práce se zaměřuje na problematiku distribuce kávy z Ekvádoru do sídla české pražírny výběrové kávy Dos Mundos. Transport většího množství takové suroviny vyžaduje důmyslné logistické řešení s ohledem na výběr vhodné dopravní sítě, nákladovost nebo časovou náročnost přepravy. Náplní této práce tedy bylo provést průzkum poptávek vybraných distributorů, porovnat jejich nabídky a pražírně poskytnout informace, které mohou vylepšit její finanční stav, a přitom vyhovět požadavkům zákazníků.     
8 Bc. Michaela Kolářová M2 Ing. Jiří Klečka, Ph.D. Analýza výrobní linky z hlediska principů štíhlé výroby detail

Analýza výrobní linky z hlediska principů štíhlé výroby

Tento semestrální projekt se zabývá popisem některých nástrojů štíhlé výroby a jejich použitím v konkrétním výrobním podniku. Praktická část projektu je rozdělená do tří dílčích částí. V první části projektu je použita Paretova analýza pro vyhodnocení důležitosti a významnosti jednotlivých skupin příčin nedodržení normy a pro zobrazení nejčastějších příčin je dále použit Ishikawův diagram. Další část projektu se zabývá porovnáním výkonu vybrané linky před a po mírné změně layoutu linky. V poslední části je provedeno porovnání vlastního časového snímkování pracovníka s podnikovými podklady a zároveň s teoretickými poznatky o časových studiích.  
9 Bc. Zuzana Kostičová M2 Mgr. Ing. Marek Botek, Ph.D. Implementace Lean při kompletaci zakázky detail

Implementace Lean při kompletaci zakázky

Filosofie „Lean“ je v současnosti velmi populární a stává se součástí většiny průmyslových podniků.  Metodika Lean se zaměřuje na zlepšování procesů a identifikace plýtvání. Prezentovaná práce vzešla  z praxe v dynamické a rychle se rozvíjející společnosti. Zaměřuje se na optimalizaci balícího pracoviště  při kompletaci zakázky dané společnosti. Cílem této práce bylo doporučit vhodnější uspořádání  pracoviště a zefektivnit pracovní postup na něm. Nejprve byla vybrána vhodná metodika pro vykonání analýzy daného pracoviště. Výsledky analýzy dat byly zpracovány a použity k vypracování  modelů pracoviště. Byl vytvořen efektivní pracovní postup a navrženo nové uspořádání pracoviště.  Na závěr práce byla vykonána analýza rizik.
10 Bc. Jakub Mareček M2 prof. Ing. Dušan Baran, Ph.D. Controlling výrobního procesu, výkazů práce a analýza výkonnosti výrobního zařízení   detail

Controlling výrobního procesu, výkazů práce a analýza výkonnosti výrobního zařízení  

Práce popisuje řešení a výsledek samostatného projektu zadané společností TSR autorovi práce. Autor se zabýval výrobním zařízením - střihačem kovů na provozovně TSR Plzeň. Prvním ze zadaných úkolů bylo vylepšení záznamu průvodky agregátu, ve které se pro kontrolní účely zapisují časové a hmotností hodnoty práce stroje. Při řešení prvního úkolu autor zjistil nepřiměřené hodnoty práce a prostojů stroje, proto se projekt posléze rozšířil i o analýzu práce tohoto střihače pozorovací metodou. Podle výsledků analýzy byly vypočítány půlroční ztráty vzniklé z prostojů, na základě čehož autor navrhl řešení pro snížení prostojových hodnot a tudíž i možnost zvýšení celkové efektivnosti a výkonnosti stroje jako úzkého místa této provozovny.  
11 Bc. Dina Sizova M2 Ing. Dana Strachotová, Ph.D. Uplatnění pracovních studií v laboratoři detail

Uplatnění pracovních studií v laboratoři

Produktivita práce je jeden z faktorů, který rozhoduje o úspěšnosti podniku na trhu. Proto všechny úspěšné firmy neustále usilují o zvyšování produktivity práce a toto téma je nikdy nekončícím úkolem mnoha průmyslových inženýrů po celém světě. Tato práce se zabývá především uplatněním pracovních studií v laboratoři. Práce byla vykonávána v rámci letní praxe ve společnosti API s.r.o. V teoretické části práce se popisují způsoby analýzy a měření práce, druhy pracovních studií, provádí se srovnání uplatnění časových a pohybových studií. Cílem praktické části bylo s použitím časových studií, a konkrétně snímkování pracovního dne, analyzovat práci zaměstnanců v chemické laboratoři, zpracovat získané výsledky a odhalit zdroje plýtvání, případně  neefektivního využití pracovní doby.
12 Bc. Zuzana Zemanová M2 Ing. Olga Kutnohorská, Ph.D. Optimalizace věrnostního programu ve vybraném podniku detail

Optimalizace věrnostního programu ve vybraném podniku

Při budování vztahu se zákazníky využívají firmy mimo jiné věrnostní programy, prostřednictvím kterých posilují loajalitu stávajících zákazníků a budují důvěru u zákazníků budoucích. Autorka semestrální práce v teoretické části nejdříve blíže vysvětluje pojmy jako marketingová komunikace, reklama, podpora prodeje a její nástroje, loajalita zákazníků a věrnostní programy jako takové. Cílem semestrální práce je navrhnout opatření vedoucí k optimalizaci věrnostního programu P.S.M. divize Adhesives Technologies firmy Henkel. V praktické části práce je navrženo snížení nákladů na dopravu na základě výsledků komparační analýzy nákladových údajů v programu Microsoft Excel. Při navržení nové skladby dárků je přihlédnuto k preferencím zákazníků ověřených Pearsonovým chí-kvadrát testem.

DSC_0400
DSC_0403
DSC_0443
DSC_0425
DSC_0423
DSC_0460
DSC_0467
DSC_0416
DSC_0452
DSC_0436
DSC_0431
DSC_0474
DSC_0449
DSC_0501
DSC_0507
DSC_0543
DSC_0547
DSC_0522
DSC_0511
DSC_0517
DSC_0533
DSC_0528
DSC_0558
DSC_0481
DSC_0485
DSC_0496
DSC_0488
DSC_0489
DSC_0384
DSC_0396
DSC_0393

Aktualizováno: 23.11.2018 13:53, 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