Studentská vědecká konference

Minerály obsahující fluoridy jsou přirozenou složkou horninového prostředí a vyskytují se ve stopových množstvích v plastických i neplastických surovinách pro výrobu keramiky. V průběhu keramické výroby může docházet k jejich uvolňování při zpracování surovin mletím ve vodní suspenzi, sušením v rozprachových sušárnách a výpalu výrobku. Uvolněné sloučeniny fluoru pak mohou působit problémy ve výrobě, například korozi technologického zařízení. Cílem práce je prokázat zdroj fluoridů v keramických směsích tvořených kombinací šesti jílových surovin, kaolinu, vápence a živce. Dále porovnat obsah fluoridů ve výliscích a ve střepech vypálených výrobků dlažby a obkladu. Bylo provedeno hodnocení chemického složení a mineralogického složení surovin i výrobků a z vyhodnocení výsledků byly určeny zdroje fluoridů ve vstupních surovinách.  

V  biologickom inžinierstve zameranom na podporu funkcií organizmu sú často využívané kovy, predovšetkým ocele a zliatiny. Zvláštny význam má zliatina titanu a kremíku, ktorá vďaka vlastnostiam obsiahnutých prvkov vykazuje tvrdosť a pórovitosť vhodnú na implantáciu do organizmu. Aby sa predišlo nežiaducej imunitnej reakcii a odmietnutiu implantátu môžu byť zliatiny potiahnuté antibakteriálnymi sol-gel povlakmi s obsahom Ag. Táto práca sa zameriava na testovanie vybranej koncentrácie Ag v povlaku na vysoko a nízko poréznych substrátoch zliatiny TiSi.  Povlaky  boli pripravené technikou dip-coating. Zdrojom Ag boli AgNO₃ a Ag₃PO₄. Na potvrdenie alebo vyvrátenie antibakteriálneho účinku boli povlaky testované voči gram-negatívnej baktérii  E. coli a gram-pozitívnej baktérii  S. epidermidis po dobu 4 a 24 hodín.  Ďalej boli vykonané nekontaktné testy cytotoxicity, na bunečnej línii myších fybroblastov L929. Povrchy substrátov bez povlaku, ako aj oba typy povlakov boli charakterizované optickým a elektrónovým mikroskopom.  Povlaky dokonale kopírovali porézny povrch substrátov. V prípade vysoko poréznej zliatiny sa v povlakoch objavili aj trhliny. Distribúcia častíc Ag v oboch typoch povlakov nebola rovnomerná. Po 24 hod. povlaky vykazovali takmer 100% antibakteriálny účinok.  

V dnešnej dobe dochádza k neustálemu rozvoju sklených vrstiev s antibakteriálnymi vlastnosťami, ktoré sú v praxi využívané najmä ako vrstvy určené na sanitárnu keramiku. Pre svoju technickú nenáročnosť  je vo veľkej miere používaná metóda sól-gél, ktorá spočíva v gelácii kvapalného sólu na gél s nasledujúcim vysušením a výpalom. V tejto práci boli metódou sól-gél pripravené tri typy základných kremičitých sólov. Prvý z nich slúžil ako referent, do dvoch sólov bolo striebro vnášané vo forme dusičnanu strieborného v koncentráciách c(AgNO₃) = 0,06 a 0,09 mol/l. Sól bol nanesený technikou dip-coating na šesť typov skla s rozličným chemickým zložením. Po výpale bola spektrofotometricky meraná absorbancia povlakov. Povlaky boli transparentné a nemenili vizuálny charakter substrátov. Povrch povlakov bol charakterizovaný optickou a skenovacou elektrónovou mikroskopiou, ktorá preukázala čiastočnú nehomogenitu povlakov a v niektorých prípadoch nerovnomernú distribúciu strieborných častíc. Priľnavosť povlakov k substrátom bola meraná tape  testom. Adhézia všetkých povlakov k substrátom bola výborná (stupeň 5B). Na určenie antibakteriálneho účinku povlakov bol použitý antibakteriálny test voči Escherichia coli po dobu 24 hodín. Antibakteriálne účinky povlakov však potvrdené neboli.  

Elektrárenské popílky jsou mnoho let důležitou druhotnou surovinou, a to především ve stavebnictví. Přesto velká část těchto popílků končí bez užitku na složištích. Vzhledem k tomu, že je kladen stále větší důraz na ekologii a současně se ztenčují zdroje primárních surovin, dochází již dnes ve světě k zpětnému vytěžování popílků s cílem jeho opětovného využití. Cílem práce bylo provést základní analýzy popílku, resp. aglomerátu (popílek + škvára) ze složiště Panský les u elektrárny Mělník. Prvotní zkoušky prováděné z každého metru vrtu zahrnovaly stanovení vlhkosti aglomerátu, granulometrii, prvkovou analýzu (XRF) a stanovení ztráty žíháním. Dále byla provedena fázová analýza pomocí rentgenové difrakce u vybraných hloubek vrtu. Následovat budou zkoušky dle normy ČSN EN 450-1 (Popílek do betonu) a ČSN 72 2071 (Popílek pro stavební účely) tak, aby byl splněn širší cíl projektu vedoucí k vypracování metodiky úpravy aglomerátu ze složiště pro jeho následné využití. Tyto zkoušky v sobě budou zahrnovat sítový rozbor, stanovení sypné a měrné hmotnosti, stanovení měrného povrchu, normální konzistence, počátku tuhnutí, index účinnosti aj. Jelikož se takto podrobný výzkum v ČR zatím neprováděl, dosažené výsledky mají v blízké budoucnosti pomoci k opětnému využívání této druhotné suroviny.  

Pro účely běžného dokončování keramických výrobků či pro jejich specifickou povrchovou dekorativní úpravu se využívá nepřeberné množství glazur. U velkého množství materiálů lze použít také techniku sol-gel, kterou lze vytvořit transparentní ochrannou vrstvu s antibakteriálními účinky. V tomto experimentu byla jako substrát zvolena mikroskopická podložní sklíčka, na které byl nanášen křemičitý povlak s dvěma koncentracemi stříbra metodou sol-gel technikou spray-coating. Cílem tohoto experimentu bylo připravit transparentní antibakteriální sol-gel povlaky za třech různých podmínek nanášení a následně stanovit nejlepší parametry. Hlavními kritérii pro stanovení kvality vypálených povlečených substrátů bylo měření adheze a charakterizace povlaků optickým a elektronovým mikroskopem. Antibakteriální účinky povlaků byly testovány vůči bakteriím Escherichia Coli a Staphylococcus Epidermidis po dobu 4 a 24 hod. Nejlepší výsledky vykazovaly povlaky SA09 nanášené za 1. a 3. podmínky. Tyto povlaky o koncentraci stříbra c = 0,09 mol/l vytváří nejčastěji kompaktní povrch s minimem trhlin a pórů. Částice stříbra se v žádném typu povlaků neshlukují.  

Uhelné popílky vznikající vysokoteplotním spalováním v uhelných elektrárnách jsou významnou druhotnou surovinou. Tyto vysokoteplotní popílky (VP) se používají jako přísada do cementu, betonu, pórobetonu, aj. Druhý typ popílků – popílky fluidní (FP), které vznikají ve fluidních kotlích při nižších teplotách, své uplatnění stále hledají. Vysoký obsah CaO a CaSO₄ znemožňuje použití FP s portlandským cementem. Ukazuje se, že správnou cestou by mohla být příprava pojiva bezcementového, které vykazuje obdobné mechanické vlastnosti jako portlandský cement. Pro použití v pozemním stavitelství však musí být tato pojiva odolná vůči změnám teplot za působení vody a chemických rozmrazovacích látek (CHRL) vyskytujících se v posypových solích. Cílem práce bylo vytvořit bezcementová tělesa z FP, vystavit je střídavému zmrazování a roztávání v prostředí vody a 3 % roztoku NaCl ve smyslu normy ČSN 73 1326 a sledovat jejich postupnou korozi. Bylo zjištěno, že kaše připravené z FP s plastifikátorem a provzdušňující přísadou vykazují po 100 cyklech nenarušený, popř. jen slabě narušený povrch. Dosažené výsledky naznačují, že by se FP mohly stát perspektivním materiálem pro použití v pozemním stavitelství.  

Skla obsahující více než jeden druh alkalických iontů vykazují značné nelineární změny vlastností v závislosti na molárním poměru obsahu těchto iontů. Náplní této práce je vypracování literární rešerše týkající se tohoto fenoménu, který je označován jako efekt smíšených alkálií (anglicky „the mixed alkali effect“). Cílem je získání kompaktní databáze informací o chování základních technologických vlastností skloviny a skel v závislosti na složení sklářského kmene – a to především na vstupním molárním poměru alkalických oxidů. Dále bude experimentálně ověřen vliv poměru obsahu jednomocných oxidů Na₂O, K₂O a Li₂O a trojmocných oxidů Al₂O₃ a B₂O₃ na vlastnosti připravené skloviny a skel. Sledovanými vlastnostmi budou: viskozita, el. vodivost, krystalizační charakteristiky, dilatometrické parametry, hydrolytická odolnost a sonorita.