Studentská vědecká konference

Termodynamické vlastnosti misfitového kobaltitu [Bi_2-xCa₂O₄][CoO₂]_1.7     Byl připraven misfitový kobaltit s termoelektrickými vlastnostmi o struktuře [Bi_2-xCa₂O₄][CoO₂]_1.7. Jeho termické vlastnosti byly studovány pomocí simultánní termické analýzy (STA). Morfologie vzorku byla studována pomocí rastrovací elektronové mikroskopie (SEM) a chemické složení bylo ověřeno energiově-disperzní spektrometrií (EDS). Měření tepelné kapacity za nízké teploty bylo provedeno pomocí PPMS a diferenční skenovací kalorimetrií (DSC) kolem pokojové teploty. Relativní entalpie byly měřeny pomocí vhazovací kalorimetire (DROP). Na připravenou fázi bylo pohlíženo jako na částečně otevřený systém vyměňující kyslík s okolní atmosférou. Kyslíková nestechiometrie byla určená termogravimetrií a měřením hmotnostního úbytku vzorku po redukci ve vodíkové atmosféře. Teplotní závislost tepelné kapacity byla určena metodou nejmenších čtverců simultánním fitováním experimentálních dat získaných z DSC, PPMS a DROP. Byl navržen model zahrnující kyslíkovou nestechiometri. Nízkoteplotní tepelná kapacita byla analyzována kombinovaným Debye-Einsteinovým modelem. Detailní pochopení termodynamických vlastností umožní konstrukci vysoce-efektivních termoelektrických baterií.

Cílem mé práce bylo připravit bioaktivní sklo dopované samariem s vysokou intenzitou emise vhodné pro fotodynamickou terapii. Fotodynamická terapie je nová neinvazivní metoda sloužící k diagnostice a léčbě tumorů. Mezi hlavní výhody patří nulová toxicita, selektivita a možnost opětovné aplikace. Vhodnost použití byla stanovena pomocí naměřených spekter, absorpčního, transmitančního a excitačního. Prvním krokem před utavením skla bylo navážit příslušné suroviny. Následně byla směs homogenizována po dobu 10 minut v třecí misce. Homogenní kmen byl nakládán do PtRh kelímku a taven v elektrické peci se superkanthalovými topnými tělesy. Tavící teplota byla 1400 °C. Po 1 h tavení bylo směsí mícháno, čímž se urychlil proces čeření a homogenizace skloviny. Celkem třikrát byla směs promíchána. Po posledním zamíchání následovalo tavení po dobu 30 minut. Potom byla tavenina odlita do nerezové formy. Ještě horký trámeček byl přemístěn do chladící pece, kde se 1 h temperoval na 500 °C. Nakonec se odlité bioaktivní sklo ponechalo chladnout do druhého dne na laboratorní teplotu.

V současné době je azbest, jehož vlákna při vdechnutí způsobovala těžké plicní edémy, nahrazen novými typy skleněných vláken. Výrobci těchto vláken by měly zajistit jejich rozpustnost při případném vdechnutí do plic. Práce se zabývá testováním biorozpustnosti vláken pomocí dlouhodobých dynamických průtokových testů v simulované plicní tekutině (SLF) a navazuje tak na bakalářskou práci, kde bylo sledováno rozpouštění 4 typů komerčně vyráběných vláken pomocí statických testů. Dynamické průtokové testy probíhaly za podmínek simulujících plicní prostředí člověka: loužení do SLF o pH 7,4, teplota 37 ± 0,5 °C, průtok plicní tekutiny 120 ml/den. Testy probíhaly po dobu 1 – 60 dní na vybraném typu vláken (E-vlákna). Ve výluzích bylo měřeno pH a stanovena koncentrace Si, Ca, Mg pomocí metody AAS. Dále byly sledovány hmotnostní úbytky vláken a vzhled a složení vláken před a v průběhu loužení pomocí SEM‑EDS. Z výsledků je patrné, že při průtokových testech dochází k degradaci a k výraznému rozpouštění E-vláken. Po 60 dnech loužení dosahují úbytky těchto vláken přes 90 hm.%. Koncentrace jednotlivých složek s dobou loužení postupně klesá, což je v souladu se snižováním velikosti louženého povrchu vláken.  Ze získaných výsledků je možné usoudit, že E-vlákna lze považovat za zdravotně bezpečná.

Titan a jeho slitiny patří mezi kovové biomateriály a mají široké využití v implantologii. Po implantaci materiálu může dojít k nežádoucímu zánětlivému onemocnění nebo dokonce k úplnému vyloučení z organismu. Vlastnosti materiálu lze měnit nejen složením, ale i vhodnou povrchovou úpravou. Pro tento experiment byla vytvořena nízko a vysokoporézní slitina TiSi5  s 5 hm.% Si. Vyšší porozity bylo dosaženo přídavkem 20 hm.% NH₄HCl₃. Dále byly připraveny tři typy solů. Základní titaničitý a dva o koncentraci stříbra 0,06 mol/l s rozdílnými formami nosičů - AgNO₃ a Ag₃PO₄. Pro tvorbu povlaků byla použita technika dip-coating, poté byly substráty vysušeny a vypáleny. Povlaky okopírovaly povrch pórů a částice Ag a Ag₃PO₄ byly distribuovány v celém objemu povlaků. Antibakteriální účinky povlaků byly testovány vůči bakteriím Escherichia coli a Staphylococcus epidermidis po dobu 4 a 24 hod. Oba testy potvrdily antibakteriální účinky povlaků. Na závěr byly provedeny testy cytotoxicity vůči myším fibroblastům L929. Povlaky s obsahem Ag se projevily jako toxické. Povlak bez obsahu Ag a substrát bez povlaku byly netoxické.

Práce se zabývá přípravou keramiky v soustavě MgO-Al₂O₃-SiO₂, konkrétně keramiky s obsahem safirínu, a jejím úkolem bylo zjistit vliv přítomnosti této fáze na elastické vlastnosti. Jako výchozí suroviny jsou použity kaolin Sedlec Ia, australský mastek a oxid hlinitý ve fomě α-Al₂O₃ (korundu) a g-Al₂O₃. Z fázového diagramu byly určeny hmotnostní poměry vstupních surovin, homogenizace surovin probíhala mokrým mletím. Po odvodnění na sádrové podložce a vysušení byla nalisována řada vzorků, které byly vypáleny na teploty v rozmezí 1280 až 1440 °C (2 °C/min, výdrž 2 hod). Na těchto discích bylo stanoveno fázové složení pomocí rentgenové difrakce. Nejvyšší obsah safirínu byl získán při složení výchozí směsi s kaolinem, mastkem a γ-Al₂O₃ v poměru 40:30:30 a výpalem při teplotě 1430 °C. Pro snadnější lisování byla tato směs dovlhčena na 5 hm.% vlhkosti a po odležení byly nalisovány vzorky tvaru trámečků, vypáleny na teploty 1420, 1430 a 1440 °C. V první fázi byly určeny elastické konstanty při pokojové teplotě (smykový modul, Youngův modul a Poissonovo číslo). V závěru práce bylo provedeno měření teplotní závislosti Youngových modulů do teploty 1000 °C. Tyto závislosti byly porovnány s keramikami soustavy MgO-Al₂O₃-SiO₂, které minerál safirín neobsahují.

Automobilové čelné a zadné sklá v súčasnosti musia spĺňať vysoké nároky na optickú či mechanickú pevnosť, dôvodom je zvýšená bezpečnosť vodiča a spolujazdcov. Koncern VW rozdeľuje čelné sklá najčastejšie do zón A,B,C a D, kde zóna A podlieha najprísnejším hodnotiacim kritériam. Automobilové sklá boli podrobené mechanickej záťaži za bežných podmienok, ale aj pri teplote - 18°C, následne došlo k analýze defektov. Meranie akosti skiel a zároveň sledovanie optických vád prebiehalo na zariadení ISRA VISIONS. Toto zariadenie poukazuje priamo na optické defekty, konkrétne na horizontálnu a vertikálnu distorziu obrazu. Pre detailnejšiu analýzu štruktúry lomových porúch bol použitý optický mikroskop. V práci uvádzam a zameriavam sa aj na defekty vzniknuté vďaka vmestkom z NiS, ktorých typickým lomovým prejavom je motýlikovitý tvar, avšak táto vada je v súčasnosti skôr výnimočná. Diskusia zahrňuje aj príčinu delaminácie viacvrstvového automobilového skla s PVB fóliou. Zo získaných výsledkov by sme mohli byť schopní taktiež predikovať, či znehodnotenie skla bolo zapríčinené užívateľom a teda či je predmetom reklamačného konania.

Práce byla zaměřena na identifikaci příčin poškození raně středověkých dlaždic. Průzkum byl proveden na dlaždicích tří tvarových typů (šestiúhelník, čtverec, trojúhelník), které pocházely z jednoho datového celku. U sledovaného souboru dlaždic byla nejprve provedena charakterizace střepových hmot, glazur a korozních vrstev, z hlediska chemického a mineralogického složení pomocí rentgenové fluorescenční analýzy a rentgenové difrakční analýzy. Následně byl studován systém glazura-střepová hmota z hlediska souladu koeficientů délkových teplotních roztažností a hodnocena nevratná vlhkostní roztažnost pomocí dilatačních měření. Z provedených výzkumů vyplývá, že glazury jednotlivých typů jsou v mírném tlakovém pnutí a jejich rozpraskání bylo způsobeno především růstem korozních produktů a mechanickým poškozením.