Studentská vědecká konference

Tématem této práce je příprava a charakterizace supravodivého keramického kompozitu na bázi směsného oxidu mědi YBCO obsahující fázi Y-2411-W, tvořící pinningová centra. Fáze Y-2411-W byla připravena reakcí v pevné fázi z oxidů a uhličitanů příslušných prvků a poté byla její příprava optimalizována pro potenciální použití ve větším měřítku. Po úpravě velikosti částic mletím byla fáze Y-2411-W přidána do prekurzoru obsahujícího Y₂BaCuO_5-δ, YBa₂Cu₃O_7-δ, CeO₂ a Sm₂O₃. Výsledný prekurzor obsahoval 0, 1 a 5 hm. % Y-2411-W. Z této směsi byly připraveny metodou TSMG supravodivé tablety o průměrech 1,35 cm a 2,70 cm. Prekurzory i výsledné tablety byly důkladně analyzovány širokým spektrem analytických metod. Pro analýzu tvaru a velkosti částic byla použita skenovací elektronová mikroskopie (SEM) a laserová difrakce (LD). Chemické složení bylo studováno pomocí rentgenové fluorescence (XRF), energiově disperzní spektroskopie (EDS), zatímco fázové složení bylo analyzováno pomocí rentgenové difrakce (XRD). Mřížové parametry byly upřesněny Rietveldovou analýzou. Fyzikální vlastnosti byly analyzovány pomocí simultánní termické analýzy (STA) a PPMS.

Oxidy grafitu a grafenu jsou jedním z nejvíce studovaných nanomateriálů současnosti.  Cílem této práce je určit vliv množství manganistanu draselného na úroveň oxidace a na strukturu výsledného oxidu grafitu. Grafit byl oxidován modifikovanou Tourovou metodou. Ke třem gramům grafitu bylo přidáno různé množství manganistanu draselného v rozmezí od 0,2g do 18g. Připravené materiály byly charakterizovány pomocí FT-IR, Ramanovy spektroskopie a rentgenové difrakční analýzy. Chemické složení bylo analyzováno pomocí elementární analýzy, EDS a XPS. Morfologie byla studována elektronovým mikroskopem. Získané výsledky jsou užitečné mimo jiné pro optimalizaci přípravy oxidů grafitu o požadovaném chemické složení.

Železo je jedním z nejběžnějších kovů na Zemi, vyskytuje se i v lidském těle ve formě různých biologicky aktivních sloučenin v oxidačních stavech Fe²⁺ a Fe³⁺. Zaměřili jsme se na železitý kation a jeho interakci s ligandy odvozenými od vitaminu B6 – pyridoxalu (PL) a pyridoxal-5-fosfátu (PLP). Ty v interakci s primárními aminy tvoří iminy – Schiffovy báze. V této práci jsme zaměřili na ligandy odvozené od aminokyseliny serinu, zkráceně PL-Ser nebo PLP-Ser. Metodou kontinuálních variací (neboli Jobovu metodu) jsme určili stechiometrický poměr ligandu a kovu pro následnou syntézu komplexů. Měření probíhala z neizolovaných ligandů a zdrojem železa byl FeCl₃.6H₂O nebo [Fe(acac)₃]; jako rozpouštědlo byl použit methanol. Z výsledků měření byl vyhodnocen vliv přítomnosti vody na vznik železitých komplexů. Následně jsme izolovali komplexy pro oba železité prekurzory s oběma ligandy.

Oxid grafenu je již několik let studovaným materiálem díky svým unikátním vlastnostem. V současné době trvá příprava oxidu grafenu minimálně 12 hodin, v práci bylo prokázáno, že celkovou dobu přípravy lze zkrátit na 2 hodiny, přičemž stupeň naoxidování zůstane zachován. Bylo připraveno několik vzorků optimalizovanou Tourovou metodou, jejichž složení i vlastnosti byly porovnány se vzorkem připraveným konvenční Tourovou metodou.  Bylo také prokázáno, že oxid grafenu připravený touto metodou lze využít pro přípravu membrán. Všechny vzorky byly charakterizovány pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie, Ramanovy spektroskopie, infračervené spektroskopie metodou zeslabené úplné reflektance, elementární spalovací analýzy, simultánní termické analýzy, rentgenové difrakce, skenovací elektronové mikroskopie s elektronovým disperzním analyzátorem a skenovací transmisní elektronové mikroskopie. Výsledky najdou uplatnění v průmyslové výrobě oxidu grafenu, neboť zkrácení doby přípravy povede k významným ekonomickým úsporám.

Oxid ceričitý lze použít jako katalyzátor pro oxidační reakce. V této práci byly připraveny ultrajemné nanočástice oxidu ceričitého precipitační metodou. Srážecí reakce byly prováděny v různých rozpouštědlech pomocí různých srážedel. Produkty byly charakterizovány pomocí rentgenové práškové difrakce a vybrané vzorky pomocí transmisní elektronové mikroskopie s vysokým rozlišením, skenovací elektronové mikroskopie a UV-VIS spektroskopie. Katalytické vlastnosti vzorků byly testovány na chlorovaných fenolech.

Vitamin B3 hraje důležitou roli v metabolismu buňky a vyskytuje s ve dvou formách – jako 3-pyridinkarboxylová kyselina a jako amid této kyseliny. V této práci jsme se zaměřili na aldehydový derivát vitaminu B3 a jeho polohový izomer, tedy 3-pyridinkarbaldehyd a 2-pyridinkarbaldehyd. Ke komplexaci Co³⁺ a Mn²⁺ jsme použili Schiffovy báze, které vznikají reakcí výše zmíněného aldehydu s aminokyselinou fenylalaninem a metabolitem cysteinu taurinem. Cílem práce bylo studium vlivu polohy iminové vazby na pyridinovém kruhu na komplexaci kovu z první přechodové řady při přípravě modelových komplexů. Nejprve jsme izolovali ligandy a sledovali jsme jejich interakci s ionty kovů pomocí metody kontinuálních variací. Z výsledku jsme určili předpokládaný poměr kov : ligand ve vznikajícím komplexu v roztoku. Komplexy jsme připravovali templátovou metodou, přímou reakcí aldehydu a aminu a následnou reakcí s iontem kovu.

Fluorovaný grafen je jedním z mála derivátů, který je možné syntetizovat až do stechiometrického poměru C₁X₁ , v tomto případě C₁F₁ . S množstvím navázaného fluoru lze měnit celou řadu vlastností grafenu, jako je šířka zakázaného pásu, smáčivost a elektrochemické vlastnosti. Fluorovaný grafen lze připravit několika způsoby, ty nejúčinnější zahrnují reakci grafenu s fluoračním činidlem jako je fluor a některé jeho sloučeniny (XeF₂, SF₄ apod.). Fluorovaný grafen jsme připravili reakcí termicky redukovaného grafenu s elementárním fluorem. Použitím různých reakčních časů jsme získali řadu vzorků o složení C₁F_{0,06 – 0,49} . Vzorky jsem charakterizovala z hlediska složení a morfologie, dále testovala jejích detekční vlastnosti vůči biologicky aktivním látkám např. dopaminu a nukleových bází. Tyto látky obsahují různé funkční skupiny (hydroxylové nebo aminy), které mohou zvyšovat jejich adsorpci na elektrodový povrch pomocí vodíkových můstků s fluorem. Elektrody z fluorovaného grafenu tudíž mohou dosáhnout nižších detekčních limitů pro tyto látky.

Yttrium-hlinitý granát dopovaný ceritými katiónmi (Ce:YAG) nachádza široké uplatnenie napríklad ako luminofor alebo ako scintilátor. V súčasnej dobe sa tento materiál vyrába Czochralského metódou vo forme monokryštálu. Mojim cieľom bolo pripraviť nehydrolytickou metódou sol-gel za použitia polyméru polyvinylpyrrolidonu (PVP) roztok o stechiometrii Y_2,915Ce_0,085Al₅O₁₂ a následne ho zahustiť na požadovanú koncentráciu pri rôznych podmienkach. V týchto roztokoch potom boli analyzované rozdiely fyzikálnych vlastností. Tieto roztoky potom boli pomocou spin-coatingu nanesené na kremíkový substrát, vykryštalizované a porovnávané predovšetkým röntgenovou difrakciou (XRD) a optickou mikroskopiou. Posledným predmetom štúdia bolo porovnanie fyzikálnych vlastností nových a starých roztokov a vplyv na kvalitu tenkých vrstiev.