|
|
Studium sterilizačního účinku dielektrického bariérového výboje na eukaryotní mikroorganismy
Vojkovská, Hana ; Ing.Hana Grossmannová, Ph.D. (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
V současnosti je využívána celá řada dekontaminačních postupů k inaktivaci mikroorganismů na nejrůznějších materiálech a předmětech. Vážným nedostatkem těchto konvenčních metod je to, že zatěžují exponovaný materiál teplem nebo chemikáliemi. Předložená bakalářská práce se zabývá plazmovou sterilizací, která je šetrnější a účinná na široké spektrum prokaryotních i eukaryotních mikroorganismů. Působí na ně několika mechanismy založenými na účincích UV-záření, aktivních částic a teploty. V našem případě byly sledovány účinky dielektrického bariérového výboje (DBD) za atmosférického tlaku na bioindikátor Aspergillus niger. Výboj byl generován v dusíku a argonu. Jako nosný materiál byl použit papír a PET-fólie. Byl studován vliv různých pracovních podmínek na efektivitu sterilizace. Konkrétně šlo o vliv délky expozičního času v plazmatu, hustoty plazmového výkonu, typu pracovního plynu a nosného média. Výsledky ukázaly, že s rostoucí hustotou výkonu, případně délky expozičního času vzorků plazmatem, roste sterilizační účinek DBD. Při srovnání výsledků získaných při stejných podmínkách v dusíku a argonu byl vyšší sterilizační účinek pozorován v argonu. Doba sterilizace se pohybovala od 40 s do 150 s v závislosti na použité hustotě plazmového výkonu, plynu a nosném médiu. Dále byl prokázán vliv nosného média na efektivitu sterilizace. Ukázalo se, že v případě papíru dochází k tzv. ”efektu stínění”. Mikroorganismy mohou být zachyceny v pórech papíru, což může vést k zhoršení kontaktu mikroorganismu s plazmatem a následně tak snížit účinnost dekontaminačního procesu. Pórovitost papíru navíc ztěžuje uvolnění spor do roztoku, takže se z něj získá vždy méně mikroorganismů než z PET-fólie. Pomocí optické emisní spektroskopie byla provedena spektrální analýza plazmatu.
|
|
|
Diafragmový výboj v roztocích organických barviv
Pajurková, Jana ; Možíšková, Petra (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Tato diplomová práce byla zaměřena na rozklad barviv Saturnové červeni L4B (Direct Red 79) a Saturnové modři LB (Direct Blue 106) stejnosměrným diafragmovým výbojem (DC-DD). Výkon dodávaný do systému byl mezi 160 a 180 W. V průběhu stejnosměrného diafragmového výboje se mění vodivost a pH v jednotlivých elektrodových prostorech, proto byl prozkoumán vliv změny pH a vodivosti na samotné roztoky barviv. Všechny vzorky byly proměřeny UV-VIS spektrometrem v rozmezí vlnových délek 300-800 nm. Významná závislost vodivosti nebyla zaznamenána, zatímco pH výrazně ovlivňuje absorpční křivky barviv. Časová spektra ukázala, že Saturnová červeň L4B (Direct Red 79) podléhá výrazným změnám. Dalším bodem bylo srovnání účinnosti rozkladu barviv stejnosměrným diafragmovým výbojem s audiofrekvenčním diafragmovým výbojem a elektrolýzou. Rozklad barviv audiofrekvenčním výbojem (AF-DD) nenastal při nastavených podmínkách (napětí 80–120 V, proud 2,2 A, frekvence 2 kHz). V případě stejnosměrného diafragmového výboje hraje důležitou roli elektrolýza. Elektrolýza má na rozklad barviv vliv až 15 %. Byl prozkoumán také čerpací efekt u stejnosměrného diafragmového výboje. Byť jsou jednotlivé elektrodové prostory propojeny pouze malou štěrbinou v nevodivé přepážce (štěrbina má průměr 0,3 mm), roztoky z anodového a katodového prostoru se z 10 % ovlivňují. V neposlední řadě byly také popsány degradační produkty Saturnové červeni L4B obou elektrodových prostorů, vznikajících při stejnosměrném diafragmovém výboji. Rozkladné produkty byly stanoveny pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie (HPLC) spojené s hmotnostním spektrometrem.
|
|
|
Diagnostika elektrických výbojů v kapalinách
Vašíček, Michal ; Mazánková, Věra (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Cílem této práce je proměření elektrických charakteristik zapálení stejnosměrného elektrického výboje v roztoku elektrolytu a vyhodnocení jednotlivých parametrů (napětí, proud, světelný signál a zvuk). Výsledkem je porovnání těchto parametrů při přechodu z diafragmové na kapilární konfiguraci použitím statických a dynamických charakteristik. Další část popisuje vzájemné rozdíly a určuje přibližnou hranici mezi jednotlivými konfiguracemi. Studium stejnosměrného elektrického výboje generovaného na dírce bylo prováděno v polykarbonátovém reaktoru o celkovém objemu 110 ml rozděleného měnitelnou polyacetátovou přepážkou. Na tyto přepážky byla umístěna série keramických disků značky Shapal o tloušťce 0,3–1,5 mm se středovou dírkou o průměru 0,3 mm. Rozdělením vznikly dvě přibližně stejně velké komory, z nichž každá obsahovala nerezovou elektrodu. Na elektrody bylo dodáváno stejnosměrným zdrojem vysoké napětí o výkonu až 500 W. Jako elektrolyt byl použit roztok NaCl s počáteční vodivostí 570 S/cm. Časově rozlišené charakteristiky byly zaznamenávány na čtyřkanálovém osciloskopu Tektronix TDS 2024B, na němž bylo měřeno napětí přes sondu HV Tektronix P6015A, proud přes odpor 5,13 , zvuk piezoelektrickým mikrofonem pod reaktorem a emitované světlo výboje pomocí optického vlákna u otvoru v přepážce. Naměřením a zpracováním časově rozlišených charakteristik jednotlivých parametrů bylo dosaženo přesného popisu chování diafragmové a kapilární konfigurace. Byly popsány rozdíly napětí při fázi generace bublin a zapálení výboje. Práce obsahuje zejména popis chování kavitujících bublin a přibližně stanovuje přechod mezi diafragmovou a kapilární konfigurací na l/d = 3 (kde l je tloušťka přepážky a průměr dírky je značen d).
|
|
|
Diagnostika diafragmového výboje v kapalinách
Dřímalková, Lucie ; Krčma, František (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Hlavním cílem této práce je diagnostika diafragmového výboje v kapalinách. Ačkoli byla v posledních letech objevena celá řada aplikací elektrického výboje v kapalinách, vlastní mechanismus vzniku tohoto výboje není dosud znám. Z těchto důvodů se tato práce zaměřila na studium dějů předcházejících samotnému zapálení výboje, zápalného napětí, samotného výboje jak v oblastech náhodného průrazu tak i pravidelnému výboji. Použitím roztoků dvou anorganických solí o různých vodivostech práce zkoumala ovlivnění diafragmového výboje a také celé V-A křivky z hlediska vodivosti a druhu elektrolytu. V poslední části práce zkoumala emisní spektrum produkované výbojem. V teoretické části práce jsou uvedeny mechanismy vzniku výboje v plynech včetně popisu jednotlivých druhů známých výbojů. Jsou také zmíněny základní teorie ke vzniku výboje v kapalinách. Měření probíhalo v reaktoru rozděleném dielektrickou přepážkou (diafragmou) s dírkou uprostřed na dva elektrodové prostory. Diafragma byla zhotovena z polyetylentereftalátu a dírka měla počáteční průměr 0,4 mm. Nerezové elektrody byly umístěny ve stejné vzdálenosti od diafragmy (2 cm) v držácích umístěných symetricky s diafragmou. Časově rozlišené charakteristiky průběhu proudu a napětí byly zaznamenávány pomocí dvoukanálového osciloskopu, který snímal jejich výstupní hodnoty. Hodnoty byly zaznamenávány za postupného zvyšování stejnosměrného napětí po cca 50 V, po dosažení pravidelně hořícího výboje bylo napětí postupně snižováno. Proměřovány byly sodné roztoky síranu a fosforečnanu při šesti různých vodivostech. Výbojem emitované záření bylo snímáno křemenným vláknem a přiváděno do spektrometru Jobin Yvon TRIAX 550. Emitované záření bylo zkoumáno pouze u jednoho druhu roztoku o dvou vodivostech. Ve výsledkové části jsou uvedeny veškeré závislosti a zákonitosti, na které se přišlo během měření a porovnávání veškerých naměřených dat. Naměřené dynamické charakteristiky stanovují zápalné napětí, popisují průběhu proudu a napětí určitých částí V-A charakteristik. Práce porovnává, jak na V-A charakteristiky působí změna vodivosti a také druhu anorganické soli. Zvýšením vodivosti se měřená charakteristická křivka posune směrem k nižšímu napětí, což znamená, že dojde ke snížení zápalného napětí. Změní-li se anorganická sůl, dochází ke změně napětí, při kterém začnou vznikat bublinky v okolí diafragmové membrány. Tato změna však žádným významným způsobem neovlivňuje zápalné napětí, jehož hodnoty si jsou ve stejných vodivostech velice blízké. Poslední část práce se zabývala optickou emisní spektroskopií výboje. Ve spektrech byly identifikovány čáry OH radikálu, jejichž intenzita v podstatě nezávisí na koncentraci soli. Práce ukázala jednotlivé děje probíhající v okolí diafragmy při přivádění stejnosměrného napětí na elektrody v roztoku až do okamžiku zapálení diafragmového výboje. Dále jsou prezentovány výsledky, jak tyto jednotlivé děje ovlivňuje změna vodivosti či elektrolytu. Bylo zjištěno, kdy nastává zapálení výboje a jeho závislost na vodivosti roztoku. Optická emisní spektrometrie nám objasnila, co obsahuje záření emitované výbojem.
|
|
|
Plazmochemické povrchové úpravy polymerních materiálů pro biomedicínské aplikace
Mikušková, Radka ; Kozáková, Zdenka (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Bakalářská práce v teoretické části shrnuje problematiku využití plazmatu pro povrchovou úpravu materiálů využitelných pro biomedicínské aplikace, a to zejméma materiálů polymerních. Praktická část se zaměřuje na konkrétní povrchovou úpravu. Jejím cílem je získat z původně hydrofobního povrchu povrch hydrofilní pomocí plazmochemické úpravy a optimalizovat danou metodu. Hydrofility je docíleno opracováním vzorku v nízkoteplotním nízkotlakém plazmatu generovaném ve směsích plynů na bázi vzduchu.Charakterizace povrchové úpravy je realizována pomocí měření průsaku vody materiálem. Strukturní změny povrchu materiálu pak jsou potvrzeny pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie.
|
|
|
Studium vlivu zaváděného plynu na chemické procesy iniciované elektrickým výbojem v kapalinách
Dürrová, Anastasia ; Krčma, František (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se v teoretické části zabývá vlivem zaváděného plynu na chemické procesy iniciované elektrickým výbojem v kapalinách. Jsou zde popsány možné metody diagnostiky reaktivních částic, které vznikají v systému po plazmatickém ošetření. V praktické části je pozorován vliv různých parametrů na produkci peroxidu vodíku, kterými mohou být polarita napětí, příměs plynu, elektrolyt. Pro srovnání byly vybrány dva plyny o rozdílných vlastnostech, argon a kyslík. Vliv pH byl sledován v roztoku fosforečnanu. Tyto roztoky jsou schopny udržovat stabilní pH v průběhu experimentu a díky této vlastnosti jsou fosforečnany velmi perspektivní v oblasti medicíny.
|
|
|
Vliv teploty na generaci a rozklad ozónu na pevných površích
Krejsková, Eliška ; Dřímal,, Jiří (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na prostudování vlivu teploty na generaci ozónu a na jeho rozklad na vybraných pevných površích. Ozón je nestabilní plyn a podléhá samovolnému rozkladu, který může být urychlen různými faktory, jako je zvýšená teplota či reakce s jinými látkami. Cílem této práce je zjistit, jak rychle probíhá rozklad ozónu při různých teplotách a do jaké míry je homogenní rozkladná reakce v objemu ozónu urychlena heterogenním rozkladem na stěnách daných pevných materiálů. Ozón se v současné době využívá v praxi v mnoha oblastech a poznatky o rychlosti jeho rozkladu mohou pomoci ke zvýšení efektivity při jeho produkci a následném konkrétním použití. V teoretické části této práce jsou popsány důležité vlastnosti ozónu, možnosti jeho využití, generace ozónu, metody stanovení koncentrace ozónu, vztah ozónu k nejrůznějším pevným povrchům a dosavadní teoretické poznatky o vlivu teploty na generaci a rozklad ozónu. V experimentální části je zkoumáno, jakou rychlostí dochází k rozkladu ozónu při teplotách 10, 25, 40, 55, 70 a 85 °C v reakčních trubičkách z mědi a železa o dvou různých poměrech povrchu trubičky ku objemu. Ozón generovaný z kyslíku se uzavřel v dané reakční trubičce a sledoval se úbytek koncentrace v čase pomocí absorpční spektrometrie. Ze získaných závislostí, jenž mají exponenciální průběh, byly následně vyhodnoceny rychlostní konstanty při různých podmínkách tohoto experimentu. Se zvyšující se teplotou rychlost rozkladu ozónu výrazně rostla. Nejrychleji se ozón rozkládal v železné trubičce o větším vnitřním průměru (8 mm).
|
|
|
Studium reakcí ozónu s povrchem kovových materiálů
Krzyžanková, Anežka ; Kozáková, Zdenka (oponent) ; Mazánková, Věra (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na studium reakcí ozonu a kyslíku s povrchem kovových materiálů. Ozon podléhá samovolnému rozkladu, který je například ovlivněn zvýšenou teplotou nebo reakcemi s jinými látkami. Cílem je zjistit, jak rychle probíhá heterogenní rozklad nebo tvorba ozonu na různých površích kovových materiálů. V teoretické části jsou popsány vlastnosti ozonu, možnosti jeho využití, generace ozonu, metody stanovení koncentrace a vztah ozonu k pevným povrchům. V experimentální části je zkoumáno, jak se mění koncentrace ozonu v závislosti na reakčním čase při laboratorní teplotě, změně průtoku kyslíku a argonu při vyfukování a samotný rozklad na ocelovém, měděném a hliníkovém povrchu. Ozon generovaný z kyslíku se uzavřel v trubičce z kovového materiálu a nechal působit po určitou reakční dobu. Po této době byl ozon vyfouknout různě velikými průtoky kyslíku. Koncentrace ozonu se sledovala pomocí absorpční spektrometrie. Ze získaných závislosti je patrné, že koncentrace ozonu klesá. V dalších experimentech se nechal ozon protékat trubičkami po dobu 5 min. Po této době byl do trubičky přiveden čistý kyslík a docházelo ke vzniku ozonu heterogenními reakcemi na povrchu. Byl sledován vliv reakčního času na vznik a zánik ozonu na površích. Nakonec byly provedena analýza povrchů pomocí skenovacího elektronového mikroskopu s prvkovou analýzou.
|
|
|
Studium dílčích inaktivačních mechanismů uplatňujících se při sterilizaci prokaryotních systémů v dielektrickém bariérovém výboji
Bittnerová, Zuzana ; Sťahel, Pavel (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce je zaměřena na studium dílčích inaktivačních mechanismů uplatňujících se při sterilizaci prokaryotických systémů v dielektrickém bariérovém výboji (DBD). Sterilizace je důležitou biomedicínskou i potravinářskou technologií a plazmová sterilizace je jednou z metod, které vyhovují požadavkům na sterilizaci teplotně senzitivních materiálů a materiálů citlivých na chemické látky. Pro opracování vzorků byl použit dielektrický bariérový výboj pracující za atmosférického tlaku. Výboj byl generován v argonu a dusíku, hustota plazmového výkonu pro argon činila 2725,93 mW cm–3, v případě použití dusíku to bylo 2325,93 mW cm–3. Jako prokaryotní mikroorganismus byla použita grampozitivní bakterie Bacillus subtilis a gramnegativní bakterie Escherichia coli. Vzorky byly naneseny na filtračním papíře Whatman 1. Byl posuzován vliv sterilizačního účinku UV záření, teploty, reaktivních částic a plazmového výboje, kde působí tyto agens dohromady. Účinky UV záření a teploty byly studovány odděleně. Vliv UV záření byl zjišťován za použití křemenného skla, jež UV záření propouští. Část vzorků byla při opracování zakryta sklem, část byla ponechána volně. Vzorky přikryté sklem byly vystaveny působení UV záření a teploty (tu nelze eliminovat), vzorky ponechány volně byly vystavené přímému působení plazmatu. Z výsledků je patrné, že u vzorků zakrytých sklem bylo dosaženo nižší inaktivace než u vzorků, které byly vystaveny přímému působení plazmatu. V plazmatu totiž na vzorky působí kromě UV záření a teploty také reaktivní částice. Při studiu vlivu teploty byly nejprve pomocí termočlánku změřeny teploty působící mezi elektrodami. Poté byly vzorky v termostatu vystaveny působení stejných teplot. Výsledky byly srovnány s výsledky při přímé expozici plazmatem a bylo zjištěno, že vliv teploty na inaktivaci mikroorganismů je velmi malý. Pomocí optické emisní spektroskopie byla provedena diagnostika plazmatu. Vzorky vystavené působení DBD byly analyzovány za pomoci skenovací elektronové mikroskopie (SEM). Bylo sledováno poškození buněčné stěny vlivem plazmatu a účinek plazmatu na strukturu papíru, přičemž bylo zjištěno, že buněčná stěna Bacillus subtilis je účinky plazmatu poškozena. Žádné účinky plazmatu na filtrační papír nebyly zjištěny.
|
|
|
Degradace barviv fotografií ozonem
Védlová, Petra ; Kozáková, Zdenka (oponent) ; Veselý, Michal (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce pojednává o principech inkoustového tisku, složení inkoustu a tiskových médiích. Dále se zabývá stabilitou inkoustových výtisku, degradací inkoustů okolními vlivy, mechanismy těchto degradací a ochranou před degradací. V experimentální části je zkoumán vliv ozónu na blednutí inkoustů, který je jedním z nejdůležitějších faktorů degradace barviv, jak u obyčejných výtisků, tak i u výtisků s ochrannou vrstvou laku. Závěrem jsou zkoumány dvě metody stanovení degradace barviv, kolorimetrická (výpočtem objemu barvového gamutu) a denzitometrická (výpočtem optických hustot), a jejich porovnání.
|
host ::
RSS.