Studentská vědecká konference

Historie chemie ukazuje, že možnost provedení chemických transformací pokaždé dostane výkonný podnět po zavedení dalšího způsobu přivést vnější energii do systému (např. vývoj foto-, mikrovlnově- nebo ultrazvukem řízených reakcí). Během posledních 3 let se vyskytla další možnost iniciace chemické transformaci, a to pomoci plazmoniky. Plazmon je kvazičástice, která umožnuje koncentrovat velké množství energie v prostorových a časových souřadnicích. Bylo dokázáno, že plazmon je schopen „zvládnout nezvládnutelné“, tzn. iniciovat chemické transformace, které jsou nedosažitelné za jiných podmínek. Další výhodou plazmonem řízených chemických reakcí je možnost s nanopřesností určit „místo excitace” plazmonu, tzn. precizního (až na nanoúroveň) řízení chemické reakci.  V teto práci bylo navrženo plazmonem řízené štěpení C-I vazby ve struktuře jodoniové soli (JS), následované vytvořením organických radikálů a jejich roubováním na povrch Au. Plazmon byl excitován spojením optického vlákna s vrstvou Au se zdrojem laserového světla, a ponořením vlákna do roztoku JS. Navržený přístup poprvé využívá plazmonicky jev jako účinný nástroj pro zahájení modifikaci povrchu Au. Metoda může byt považována za velice účinnou při povrchové modifikaci a má řadu výhod z hlediska zachování materiálu a energie.  

Vzrůstající rezistence bakteriálních kmenů vůči používaným antibiotikům se stává v současné době jednou z největších hrozeb a zároveň výzev dnešní medicíny. Tato práce si klade za cíl vývoj unikátního materiálu, který dokáže s bakteriální kolonizací úspěšně bojovat. Snahou je vyvinout materiál s dostatečnou mechanickou odolností pro širokou škálu aplikací, který bude mít schopnost zamezit bakteriální kolonizaci na svém povrchu. V případě, že na povrchu tohoto materiálu začnou bakterie proliferovat, dokážeme využít změny povrchových vlastností, touto kolonizací vyvolaných, k vratnému sepnutí uvolňování antimikrobiální složky. Materiál je optimalizován takovým způsobem, aby bylo možné vnějším elektrickým polem řídit uvolňování po dobu nezbytně nutnou k zahubení bakterií na povrchu. Po tomto procesu je možné materiál jednoduchým procesem vybavit novou dávkou antimikrobiální složky a připravit k opětovnému použití.    

Titan je pro svou bioinertnost a vysokou korozní odolnost často využíván v lékařství na výrobu implantátů, oxid titaničitý pak vykazuje antimikrobiální vlastnosti. Předmětem práce bylo studium tenkých titanových kompozitních vrstev s ušlechtilými kovy deponovanými na skleněném substrátu. Depozice kovů byla provedena metodou katodového naprašování. V práci byly studovány vlastnosti Ti-Au, Au-Ti, resp. Ti-Ag, Ag-Ti nanovrstev v různém poměru tlouštěk. Vrstvy byly studovány na vzduchu při pokojové teplotě a po žíhání při teplotě 300°C po dobu jedné hodiny. Byly stanoveny parametry pro depozici různých tlouštěk kovových vrstev a určeny elektrické, chemické a morfologické vlastnosti. Měřením plošné resistance byla změřena vodivost vrstev a jejich spojitost, UV-VIS spektrometrií byly stanoveny optické vlastnosti, pomocí konfokálního mikroskopu a mikroskopu atomárních sil byla stanovena drsnost a morfologie povrchu. Byl sledován vliv pořadí vrstev na stabilizaci svrchní vrstvy kovu Au resp. Ag, pokud je podkladovou vrstvou Ti v porovnání s obráceným pořadím. Rovněž byl sledován vliv žíhání na povrchovou morfologii a spojitost povrchu. Plány do budoucna jsou určit chemické složení povrchu metodou XPS a provést biologické testy.  

PVA je ve vodě rozpustný, biodegradabilní polymer, který nachází uplatnění především v potravinářském průmyslu. Fyzikální vlastnosti a specifické funkční použití však závisí na mnoha faktorech. Cílem práce bylo optimalizovat přípravu PVA filmů. V rámci experimentální práce byly vytvořeny polymerní fólie o různých tloušťkách a vlastnostech. Mimo jiné byla studována možnost úpravy vlastnosti folií přidáním dalších látek jako např. kovových nanočástic. K tvorbě fólií byl použit PVA o různých molekulových hmotnostech. Změna morfologie a drsnosti povrchu byla zkoumána mikroskopií atomárních sil, chemické složení bylo stanoveno metodou XPS.   

Cílem práce je nalezení nejstabilnější koncentrace roztoku trisodium citrátu (TCD) pro uchovávání koloidního zlata (Au) deponovaného do polyethylenglykolu (PEG) při pokojové teplotě. V laboratoři jsem deponovala Au nanočástice (Au NP) metodou naprašování po dobu 100s, 200s, 300s, 400s a 500s do 2ml PEG. Vzniklé koloidní zlato bylo následně zkombinováno s 18ml vodného nízkoprocentního roztoku TCD (0,5g TCD ve 100ml H₂O; 1,0g TCD ve 100ml H₂O; 1,5g TCD ve 100ml H₂O; 2,0g TCD ve 100ml H₂O). Touto cestou jsem vytvořila čtyři sady vzorků s hodnotami uvedenými výše, které byly následně analyzovány metodami AAS, TEM a UV-VIS. Byly sledovány tyto vlastnosti Au NP – tvar, velikost a koncentrace, měřené bezprostředně po přípravě roztoků. Optické vlastnosti Au NP (UV-VIS) byly hodnoceny nultý (0.), sedmý (7.), čtrnáctý (14.) a dvacátý osmý (28.) den po přípravě. Výsledky popsaných testů jsou prezentovány.

Práce je zaměřena na kvalitu připraveného grafenu metodou CVD na elektrochemicky leštěných měděných substrátech. Cílem práce bylo co nejvíce snížit drsnost povrchu měděné fólie elektrochemickým postupem a na takto elektrochemicky čištěné substráty připravit grafen. Dalším krokem je porovnat grafen narostlý na elektrochemicky leštěných měděných fóliích, s grafenem narostlým na referenční neleštěné fólii a diskutovat výsledky.  

Vývoj, příprava a charakterizace inovativních povrchů materiálů je obor, který je dlouhá léta na vzestupu a stále ukazuje nové možnosti materiálového inženýrství. S moderními technologiemi přišly i nové příležitosti a nový svět- nanosvět, který skýtá vlastnosti, kterých není možné v našem makrosvětě dosáhnout. Obsahem této práce je modifikace polymerního povrchu laserem v kapalném prostředí a jeho následná analýza. Ponořený polymer byl vystaven laserovému záření o různém napětí a laserovém toku. Takto připravené vzorky byly následně charakterizovány pomocí mikroskopu atomárních sil (AFM) a rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS). AFM poskytla informaci o reliéfu a drsnosti povrchu. Díky XPS byly pozorovány změny atomárního složení vzorků. Výsledkem této práce je výběr optimálních hodnot napětí a laserového toku pro následnou přípravu vzorků, tentokrát v kapalném prostředí obsahujícím stříbrné nanočástice. Polymery s imobilizovanými stříbrnými nanočásticemi na svém povrchu jsou slibnou skupinou materiálů, které vykazují antibakteriální účinky, což je v dnešní době s rostoucí rezistencí bakterií na antibiotika stále vyhledávanější vlastností pro bioaplikace.