Studentská vědecká konference

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.

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.

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.  

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.

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.  

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?

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.  

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.