Studentská vědecká konference

Tento výzkum je zaměřen na přenos kovových nanostruktur (Ag, Au, Pt) z křemenného substrátu na chitosanové filmy sloužící jako přenosné médium. Metodou dewetting jsem vytvořil tzv. nanoislands na pevném křemenném substrátu a po nanesení chitosanového roztoku jsem metodou sloupávání připravil tenké filmy s obsahem kovových nanostruktur. Dále jsem se pokusil přenést tyto nanostruktury metodou extrakční repliky a pomocí aplikace par peroxidu vodíku – VPHP (Vapour Phase Hydrogen Peroxide). Tento optimalizovaný postup má potenciál i u přenosu grafénových vrstev. Poznatky z této práce mohou nalézt uplatnění kromě jiného i ve zdravotnictví, např. v oblasti spojené s krytím ran. Chitosanové filmy slouží jako vynikající substrát k uchování zmiňovaných nanočástic pro další použití.

Cílem práce je optimalizovat podmínky přípravy systému kov-uhlík (Nikl napařený na SiO2, PMMA nanesenou metodou spincoating na 300nm SiO2 na Si wafer) tak, aby vzniklé vrstvy uhlíku vytvářely grafen (v idealním případe single layer). Práce je založena na tepelném formování vrstev niklu na SiO2, v kterém se při určité teplotě rozpustí uhlík z tepelně rozloženého PMMA původně umístěného  na povrchu. Během chladnutí kovu sesnižuje rozpustnost uhlíku v niklu, uhlík se segreguje na povrchu kovu a na rozhraní kov-podložka. Za vhodných podmínek se zde vytvářejí velmi tenké krystalické vrstvy uhlíku, které se mohou blížit svými parametry grafenu. Po odleptání vrstvy niklu zbyde vrstva několika-vrstvého grafenu na povrchu SiO2, kde při vhodném výběru tloušťky SiO2 je vizuálně vidět formovaná vrstva uhlíku.

Tato práce se zabývá tvorbou a vlastnostmi kompozitních polysacharidových filmů Chitosan ‑ Methylcelulóza. Chitosan a methylcelulóza jsou přírodní polysacharidy, což je přímo předurčuje k použití v lidském těle. Například v oblasti drug-delivery systémů nebo v tkáňovém inženýrství. Z těchto dvou polysacharidů jsem tvořil kompozitní filmy o různých poměrech obou polysacharidů. Pro jejich rozlišení jsem oba polysacharidy barvil azobarvivy, která se váží k pevnou vazbou. Chitosan byl barven barvivem Direct Red 80 a methylcelulóza saturnovou žlutí. Na filmech jsem testoval zejména jejich rozpustnost. Filmy jsem ponechal několik dní namočené do pufrů o různé teplotě a pH. Tyto výluhy/roztoky jsem poté měřil pomocí UV-VIS spektroskopie, tak abych zjistil, jak se daný film chová v daném prostředí. Zjišťoval jsem, zda se rozpouštějí oba, pouze jeden, nebo žádný z polysacharidů v kompozitu a jak se navzájem polysacharidy ovlivní při určitém složení v rozdílném prostředí. Cílem bylo připravit kompozity s definovanými vlastnostmi ve fyziologickém prostředí pro tkáňové inženýrství.

Cílem práce bylo upravit povrchy vybraných polymerů tak, aby umožnily buněčnou adhezi a růst v požadovaných strukturách v mikroskopickém měřítku. K tomuto účelu posloužila technika dvourozměrného mikrostrukturování. Pro modifikaci PTFE a PLLA byly použity kovové mikrostrukturované masky různých rozměrů, které částečně zakrývaly substráty. PTFE byl modifikován za použití hliníkových masek větších rozměrů Ar plazmatem.  Na substrát PLLA byla za použití ocelových masek menších rozměrů napařena uhlíková vrstva. Na ošetřené vzorky byla nanesena kultura myších fibroblastů linie L929 a za pomocí fluorescenčního mikroskopu bylo sledováno osídlení povrchu. Změny v povrchové morfologii substrátů byly sledovány konfokálním mikroskopem. Výrazná ablace byla pozorována v případě PTFE leptaného plazmatem, s čímž koresponduje i gravimetrické měření. Tloušťka odstraněné vrstvy PTFE je rostoucí funkcí doby expozice. Stejnou metodou byl stanoven hmotnostní přírůstek C na PLLA. Zde lze dojít k závěru, že s klesající vzdáleností vzorku od elektrody narůstá hmotnost napařeného C na jednotku plochy vzorku. Z UV-Vis spektroskopie je patrný nárůst optické absorpce s klesající vzdáleností vzorku od elektrody. Změny v absorbanci PTFE ošetřeného plazmatem nebyly pozorovány.

In the current presentation the advanced methods of monolayer graphene transfer will be shown, such as graphene transfer on flexible and biodegradable polymeric substrate, patterned graphene transfer, chemically modified graphene transfer, etc. As the next step of development, laser-induced periodical structures was created on surface of graphene-PMMA-Fast Red composite, which has potential for further applications in liquid crystal displays and sensors.

Tato práce se zabývá antibakteriálními účinky nanočástic stříbra ukotvených na polymer. Na plazmaticky aktivovaný povrch polyethylentereftalátu (PET) byly přes bifenyl-4,4’-dithiol (BPD) vázány stříbrné nanočástice (AgNP), které byly připraveny 3 různými metodami: (i) chemickými-AgNP_CH, (ii) fyzikálními-AgNP_F a (iii) elektrochemickými-AgNP_E. U takto modifikovaných vzorků byl sledován vliv metody přípravy AgNP na povrchové a antibakteriální vlastnosti PET. Antibakteriální účinky AgNP byly testovány vůči 2 bakteriálním kmenům, a to Escherichia Coli a Staphylococcus Epidermidis. Pro studium povrchových vlastností byl modifikovaný PET podroben měření smáčivosti, mikroskopie atomárních sil (AFM) a rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS). Ze snímků AFM bylo patrné navázání thiolových skupin i nanočástic střibra, což potvrdily i výsledky měření XPS. Po ukotvení AgNP byla smáčivost povrchu vyšší než po roubování BPD. Kontaktní úhel po roubování BPD na PET byl 90,8°, po následném navázání AgNP_CH a AgNP_E se jeho hodnota snížila skoro o 10°. V případě AgNP_F kontaktní úhel nabýval hodnoty 45,1°, povrch substrátu tedy vykazoval smáčivost nejvyšší.

Kurkumin je známý svým použitím v potravinářství, nicméně jeho účinky se také uplatňují  ve farmacii a lékařství. Problémem je jeho nízká biologická využitelnost. Kurkumin je foto- a termodegradovatelný na řadu chemických sloučenin, které mají odlišné vlastnosti. V rámci této práce byl připraven produkt teplotního rozkladu kurkuminu. Následně byly porovnány vlastnosti kurkuminu a připraveného degradačního produktu na celulózových nosičich. Rozdíl ve vlastnostech přípravených vzorků byl sledován pomocí UV-Vis, FTIR spektroskopii a antibakteriálních testů. Bylo zjístěno, že degradační produkt kurkuminu má mnohem přínosnějsí vlastnosti pro využití v medicíně.