|
9:00
|
Bc.
Josef
Filgas
|
M2
|
prof. RNDr. Petr Slavíček, Ph.D.
|
Taje strukturní závislosti spinově-orbitální vazby u derivátů BODIPY
|
detail
Taje strukturní závislosti spinově-orbitální vazby u derivátů BODIPY
Deriváty BODIPY jsou usilovně studovanými kandidáty pro použití jako fotosenzitivní látky ve fotodynamické terapii – metodě velmi slibné v léčbě tumorových onemocnění. Klíčovým procesem této techniky je mezisystémové křížení u použité látky. V této práci studuji (v součinnosti s experimenty dr. Slaniny) 9 strukturně podobných derivátů BODIPY, z nichž 7 je různým způsobem jodovaných. Mým cílem je vysvětlit, proč jodace na centrální části struktury těchto derivátů vede ke zvýšení intenzity mezisystémového křížení, přičemž jodace periferních částí nikoli. Potvrdil jsem, že pro popis excitovaných stavů studovaných molekul je potřeba použít multireferenční metody s dynamickou korelací. Excitace při studovaném procesu probíhá do S1 stavu, přičemž následné mezisystémové křížení nastává jako přechod do T2 stavu. Důležitou roli zde hraje strukturní závislost velikosti spinově-orbitální vazby, jelikož potřebný efekt nastává až v místě mezisystémového křížení. Důvodem pro pozorovanou závislost na pozici jodace v molekule je, že buďto periferní atomy jodu nepřispívají k zúčastněným molekulovým orbitalům vůbec, či přispívají způsobem, který zanechá maticové elementy operátoru spinově-orbitální vazby nulové, v důsledku čehož periferní atomy jodu neovlivní intenzitu mezisystémového křížení.
|
|
9:20
|
Bc.
Jiří
Janoš
|
M2
|
prof. RNDr. Petr Slavíček, Ph.D.
|
Disentangling photodynamics with statistical analysis: The case of cyclopropanone
|
detail
Disentangling photodynamics with statistical analysis: The case of cyclopropanone
Photodynamics play a crucial role in many natural processes. In last decade, direct non-adiabatic simulations became an indispensable tool of photodynamics. One of the continuous challenges in the field is a proper description of the underlying potential energy surfaces that govern the evolution of the molecule. Another challenge is an effective and trustworthy analysis of simulations that can describe even rare events in a large statistical sample. To address these challenges, I have chosen a molecule of cyclopropanone as a test case. In my work, I explore multiple electronic structure theories and show that although the community is still seeking better algorithms for non-adiabatic transitions, the electronic structure is what really governs the quality of our results. To improve and simplify the analysis of simulations, I developed and applied a code using multidimensional scaling (MDS) which projects high-dimensional molecules to a low-dimensional space that is more suitable for analysis. The use of MDS has proved its value in comparing results of different simulations and also in discovering rare events. As a practical outcome of this study, a rarely formed biradical product, which was omitted in previous studies, was discovered.
|
|
9:40
|
Bc.
Lukáš
Jiřiště
|
M1
|
Ing. Martin Klajmon, Ph.D.
|
Aplikace stavových rovnic typu PC‑SAFT na termodynamické vlastnosti iontových kapalin
|
detail
Aplikace stavových rovnic typu PC‑SAFT na termodynamické vlastnosti iontových kapalin
Iontové kapaliny jsou velice specifické látky. Existuje jich nepřeberné množství, z čehož plyne, že je vysoká šance existence takové látky, která má vhodné vlastnosti pro konkrétní využití. Dalším důsledkem je, že hledat tyto výjimečné látky je náročné. Řešení pravděpodobně spočívá v nasazení výpočetních technologií prostřednictvím např. stavový rovnic, které umožňují odhad široké škály vlastností z menšího počtu vstupních dat. V této práci srovnávám několik přístupů k výpočtu termodynamických veličin iontových kapalin v rámci rodiny stavových rovnic PC‑SAFT. Ta byla úspěšně aplikovaná na vlastnosti široké řady látek, a jejíž aplikace na tuto oblast se tedy zdá být nadějná. Veličinami zájmu jsou hustoty, tlaky sytých par, výparné entalpie, tepelné kapacity čistých iontových kapalin a rozpustnosti CO2 v těchto látkách. Parametry modelu jsou získány fitem na hustoty a případně jiné vlastnosti. Z výsledků plyne, že stavové rovnice tohoto typu zatím nejsou dostatečně sofistikované, aby dokázaly spolehlivě predikovat chování takto nevšedních kapalin.
|
|
10:00
|
Bc.
Tomáš
Ovad
|
M1
|
prof. RNDr. Petr Slavíček, Ph.D.
|
Electronic excited states and fragmentation channels of C4F7N
|
detail
Electronic excited states and fragmentation channels of C4F7N
SF6 has been extensively employed as an insulation medium in high-voltage circuit breakers, thanks to its high dielectric strength and low boiling point, as well as low reactivity and toxicity. However, it has been listed as the most potent greenhouse gas, with 22,500 times higher global warming potential than CO2. As the power industry accounts for 80% of SF6 consumption, there is a continuing effort to seek alternative dielectric media. Perfluoroisobutyronitrile (C4F7N) is one of the most promising candidates for this purpose, as its dielectric strength is even twice higher than that of SF6, while its GWP is nearly eleven times lower. Although ionic electron-induced fragmentation channels of C4F7N have already been reported in literature, little knowledge of the neutral channels is available.
In this study, ab initio approaches are applied to study the neutral products of electron-impact decomposition of C4F7N leading to neutral products. First, position of both singlet and triplet electronic excited states below the ionization threshold was established. Transitions to these states were then identified in electron energy-loss spectra, measured by a collaborating laboratory. Finally, the time evolution of the excited states was studied using the nonadiabatic molecular dynamics.
|
|
10:20
|
Bc.
Jan
Polena
|
M2
|
prof. RNDr. Petr Slavíček, Ph.D.
|
Deriváty azobenzenu jako molekuly vhodné pro studium reaktivity elektronů
|
detail
Deriváty azobenzenu jako molekuly vhodné pro studium reaktivity elektronů
Azobenzen a jeho deriváty jsou známé fotosensitivní molekuly, které při interakci se zářením podléhají izomerizační reakci. Konečným cílem této práce je studium izomerace substituovaných azobenzenů po excitaci elektronovým paprskem. Na rozdíl od fotochemické aktivace takto můžeme přímo excitovat molekulu do opticky zakázaného tripletního stavu. Předmětem práce je teoretická studie vybraných derivátů azobenzenu a jejich transformací v základním i v excitovaných stavech. Důraz je kladen zejména na azobenzeny substituované ethylesterovou skupinou, hydroxy skupinami a chlorem, které byly připraveny v naší laboratoři. Klíčovou roli pro experimentální studium reaktivity elektronů hraje stabilita molekul. Deriváty by neměly izomerovat příliš rychle, a ukázalo se, že nejmenší rychlostní konstanty z vybraných molekul má azobenzen substituovaný chlorem a methyletherem, který by byl dále využit k experimentálnímu testování elektronem vybuzené reaktivity. Modelování izomeračních reakcí, výpočet rychlostních konstant a popis excitovaných stavů se opírá o teorii funkcionálu hustoty s funkcionálem B3LYP a bázovými funkcemi 6-31G*. Pro studium průběhu relaxace molekul po excitaci a výpočet kvantových výtěžků bylo dále využito neadiabatických simulací s technikou Landau-Zener surface hopping.
|
|
10:40
|
Bc.
Lucie
Tučková
|
M1
|
prof. RNDr. Petr Slavíček, Ph.D.
|
Endohedrální fullereny jako molekulární součástky
|
detail
Endohedrální fullereny jako molekulární součástky
We present new molecular components based on endohedral fullerene systems (MX@C70). Encapsulated molecules with general formula MX (M = metal, hydrogen; X = halogen, chalcogen) were studied. We show that relative orientation of molecules enclosed in C70 cage can be controlled by oriented external electric field(s). We suggest a four-terminal system of electrodes, in which two source-drain electrodes are used to help the current to pass through the system while the gate electrodes lower the barrier for rotation of MX in the cage by stabilizing the transition state of the rotation. Non-equilibrium Green's function technique is used at the density functional theory level to study the dependence of conductivity on the orientation of the enclosed molecule. Based on our results, the orientation of MX can be both enforced ("written") by the voltage applied and retrieved ("read") by measuring the conductivity of the studied system. The studied systems thus behave like molecular memristors. These may find application in random access memories for short- or long-term data storage, or in memristor-based logic circuits. The utilization of the MX@C70 systems depends on the lifetime of the states, i.e., on the energy barrier of the MX switching in the absence of the external electric field.
![]()
|
