|
|
Syntéza nanočástic pomocí plynových agregačních zdrojů
Hanková, Adéla ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Shukurov, Andrey (oponent)
Tato práce se věnuje přípravě tenkých vrstev a nanočástic vanadu a jeho oxidů. Tenké vrstvy jsou připravovány metodou magnetronového naprašování. Způsob přípravy nano- částic je založen na plynovém agregačním zdroji. Tenké vrstvy a nanočástice jsou zkou- mány z hlediska jejich morfologie, optických vlastností a chemické struktury a vzájemně porovnávány. Testováno je také zahřívání obou typů vzorků. Všechny použité diagnostické metody shodně potvrzují, že oxidace vrstev i nanočástic za teploty 550 řC vede ke změně na krystalický V2O5. V případě nanočástic je také studována možnost přípravy nano- částic oxidu vanadu přidáním kyslíku do depoziční komory. V porovnání s nanočásticemi připravovanými v čistě argonové atmosféře je demonstrována změna tvaru, velikosti, obje- mového složení a tloušťky nanesené vrstvy nanočástic. Naproti tomu povrchové složení se u uvedených způsobů přípravy téměř neliší, což ukazuje na samovolnou oxidaci povrchové vrstvy obou materiálů na vzdušném kyslíku. 1
|
|
|
Příprava nanokompozitních tenkých vrstev
Kratochvíl, Jiří ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce)
Nanokompozitní tenké vrstvy mohou najít uplatnění zejména ve fotovoltaice, optice, při výrobě senzorů či v biolékařských aplikacích. Tato práce se zabývá výrobou a charakterizací vrstev kovové nanočástice-polymer, které mají přímé uplatnění jednak díky svým optickým vlastnostem (např. povrchem zesílená Ramanova spektroskopie), jednak díky svému antibakteriálnímu účinku (biomedicína). Kovové nanočástice jsme vyráběli jednak pomocí magnetronového naprašování (ostrůvkový růst), jednak pomocí plynových agregačních nanočásticových zdrojů, čímž jsme dostali nanočástice s velmi rozdílnou morfologií. Jako materiál pro nanočástice jsme zvolili stříbro zejména kvůli jeho antibakteriálním účinkům. Jako matrici jsme použili naprašovaný Nylon a PTFE (polytetrafluoroethylen), tedy dva polymery s výrazně odlišnou chemickou strukturou a s ní související rozdílnou povrchovou energií. Nejdříve jsme srovnali růst obou typů nanočástic na podkladových vrstvách naprašovaného Nylonu a PTFE. Dále jsme srovnávali vlastnosti nanokompozitů polymer-Ag-polymer také pro oba typy kovových nanočástic a pro obě matrice. Vlastnosti jsme určovali zejména s ohledem na stabilitu ve vodě (antibakteriální povrchy), při zvýšené teplotě (možnost sterilizace zahřátím) a stabilitu na vzduchu (uskladnění). Nakonec byly provedeny testy, které měly za...
|
|
|
Heterogeneous metal-plasma polymer nanoparticles prepared by means of gas aggregation sources
Štefaníková, Radka ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Kousal, Jaroslav (oponent)
Metodám přípravy nanočástic se aktuálně věnuje mnoho pozornosti a celý obor se po- měrně rychle vyvíjí. Většina dnes uplatňovaných přístupů vychází z tzv. chemické morké syntézy z prekurzorů. Na druhou stranu, plynové agregační zdroje nabízejí alternativní a čistě fyzikální cestu, jak nanočástice vyrábět kontrolovaným a opakovaným způsobem. Touto cestou se již podařila syntéza nanočástic z mnoha druhů materiálů, např. kovů, jejich oxidů, případně plazmových polymerů. Navíc se v nedávných studiích ukázalo, že je možné jednotlivé typy materiálů kombinovat a vyrábět tak tímto způsobem heterogenní nanočástice. Zejména pak je vzrůstající zájem o nanočástice kov/plazmový polymer. Co se týče výroby nanočástic kov/plazmový polymer, byla většina publikovaných prací zaměřena na nanočástice s kovovým jádrem a plazmově polymerním obalem. Z toho dů- vodu jsme se rozhodli studovat novou dvoukrokovou depoziční proceduru, která umožňuje zhotovení nanočástic s obměněnou strukturou, tedy plazmově polymerním jádrem a kovo- vým pláštěm. Tato metoda využívá plynové agregace pro výrobu plazmově polymerních částic - jader (v tomto případě C:H:N:O), které jsou posléze za letu pokryty naprašo- vaným kovovým materiálem (stříbro, měď a titan). Parametry výrobního procesu byly monitorovány, zejména pak pomocí měření depoziční...
|
|
|
Nanostrukturované povrchy pro biolékařské aplikace
Kratochvíl, Jiří ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Baroch, Pavel (oponent) ; Čech, Vladimír (oponent)
Předkládaná práce se věnuje nanostrukturovaným tenkým vrstvám nanášeným pomocí magnetronového naprašování a plynně agregačních zdrojů nanočástic, a to zejména s ohledem na jejich využití pro biolékařské aplikace. Nejprve byla testována možnost využití plazmových polymerů pro přípravu antibakteriálních povlaků. Bylo ukázáno, že naprašovaný nylon 6,6 může být impregnován antibiotikem. Postupné uvolňování antibiotik z takto připravených rezervoárů může být laděno jejich tloušťkou, chemickým složením nebo přidanou bariérovou vrstvou. Druhý typ studovaných antibakteriálních vrstev je založen na kovových nanočásticích překrytých tenkou vrstvou naprašovaného PTFE. Je ukázáno, že vhodnou volbou množství nanočástic a tloušťky fluorouhlíkové překryvové vrstvy lze dosáhnout značného antibakteriálního účinku takovýchto nanokompozitních vrstev při současném zachování jejich biokompatibility. Bylo ověřeno, že antibakteriální účinek nanokompozitních povlaků na bázi kovových nanočástic, zapuštěných v plazmovém polymeru, je možno dále zvýšit jejich impregnací antibiotikem. Nanočásticové zdroje byly také využity pro studium dvousložkových vrstev s 2D gradientním charakterem. Byl vyvinut jednoduchý analytický model umožňující popis a návrh těchto nano-materiálů, přičemž jeho vhodnost byla experimentálně ověřena na 2D...
|
|
|
Fractal growth of polyethylene nanoislands on polyethylene oxide thin films
Májek, Juraj ; Ryabov, Artem (vedoucí práce) ; Kylián, Ondřej (oponent)
Bolo pozorované, že fragmenty plazmového polyméru deponované z pár na nezmáčavé polymérne substráty sa zhlukujú do fraktálnych nanoostrovov. V závislosti od podmienok experimentu, ostrovy majú rôzne tvary od dendri- tických snehových vločiek, vetviacich morských rias až po krútiace sa hady. V našej práci identifikujeme dominantné kinetické procesy vytvárajúce túto rozmanitosť a dávame ich do súvisu s fyzikálnymi charakteristikami experi- mentu. Skúmali sme a implementovali základné počítačové modely depozície a agregácie difundujúcich častíc: Difúzne limitovaná agregácia (DLA), a to na mriežke i bez mriežky, a Klaster-klaster agregácia (CCA). Bez mriež- ková DLA generuje izotropné náhodné fraktály. Fraktály mriežkovej DLA sú ovplyvnené vlastnosťami samotnej mriežky, ktorá môže byť zvolená tak, aby reprezentovala symetriu substrátu, na ktorom ostrovy rastú. Fraktály gene- rované v CCA modeli sú lineárnejšie. Konkurencia medzi rýchlosťami difúzie a depozície poskytuje prechod medzi fraktálmi DLA a CCA. Každý z týchto modelov je založený na mechanizme, o ktorom sa dom- nievame že je dominantný počas rastu jedného z pozorovaných typov poly- etylénových nanoostrovov. Rôznorodé fraktálne tvary nám teda umožňujú vyvodiť závery o mikroskopickej kinetike povrchovej difúzie deponovaných fragmentov polymérov. Získaný...
|
|
|
Příprava nanokompozitních tenkých vrstev
Kratochvíl, Jiří ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce)
Nanokompozitní tenké vrstvy mohou najít uplatnění zejména ve fotovoltaice, optice, při výrobě senzorů či v biolékařských aplikacích. Tato práce se zabývá výrobou a charakterizací vrstev kovové nanočástice-polymer, které mají přímé uplatnění jednak díky svým optickým vlastnostem (např. povrchem zesílená Ramanova spektroskopie), jednak díky svému antibakteriálnímu účinku (biomedicína). Kovové nanočástice jsme vyráběli jednak pomocí magnetronového naprašování (ostrůvkový růst), jednak pomocí plynových agregačních nanočásticových zdrojů, čímž jsme dostali nanočástice s velmi rozdílnou morfologií. Jako materiál pro nanočástice jsme zvolili stříbro zejména kvůli jeho antibakteriálním účinkům. Jako matrici jsme použili naprašovaný Nylon a PTFE (polytetrafluoroethylen), tedy dva polymery s výrazně odlišnou chemickou strukturou a s ní související rozdílnou povrchovou energií. Nejdříve jsme srovnali růst obou typů nanočástic na podkladových vrstvách naprašovaného Nylonu a PTFE. Dále jsme srovnávali vlastnosti nanokompozitů polymer-Ag-polymer také pro oba typy kovových nanočástic a pro obě matrice. Vlastnosti jsme určovali zejména s ohledem na stabilitu ve vodě (antibakteriální povrchy), při zvýšené teplotě (možnost sterilizace zahřátím) a stabilitu na vzduchu (uskladnění). Nakonec byly provedeny testy, které měly za...
|
|
|
Modification of polymeric substrates by means of non-equilibrium plasma
Kuzminova, Anna ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Čech, Vladimír (oponent) ; Novák, Stanislav (oponent)
Název práce:Modifikace polymerních substrátů pomocí nízkoteplotního plazmatu Autor: Anna Kuzminova Katedra: Katedra makromolekulární fyziky Vedoucí doktorské práce: doc. RNDr. Ondřej Kylián, Ph.D. Abstrakt: Úprava povrchů polymerních materiálů pomocí nízkoteplotního plazmatu je téma, které si získává rostoucí pozornost, což je dáno širokým spektrem možných aplikací. Jako příklad je možné uvést úpravu polymerních fólií používaných v potravinářském průmyslu, kde je možné pomocí plazmatu výrazně vylepšit funkčnost těchto materiálů (např. zlepšit možnost jejich potisku nebo zvýšit jejich bariérové vlastnosti). V rámci této disertační práce byly studovány dvě možné strategie modifikace polymerů. První z nich byla založena na opracování polymerů atmosférickým plazmatem. Hlavní pozornost byla věnována studiu vlivu atmosférického plazmatu na povrchové vlastnosti 8 běžně používaných polymerů, zejména na jejich chemické složení, morfologii a smáčivost. Mimo to bylo prokázáno, že vystavení polymerů atmosférickému plazmatu vede ke změně jejich mechanických vlastností, k jejich nezanedbatelnému odleptávání a v určitých případech i ke zvýšení jejich biokompatibility. Druhou studovanou strategií bylo povlakování polymerů tenkými funkčními nanokompozitními vrstvami obsahujícími kovové nanočástice. Byly vyvinuty povlaky s...
|
|
|
Adhesion, growth and differentiation of osteoblasts and mesenchymal stromal cells on biocompatible nanomaterial surfaces
Brož, Antonín ; Hubálek Kalbáčová, Marie (vedoucí práce) ; Černý, Jan (oponent) ; Kylián, Ondřej (oponent)
Tato dizertační práce je založena na článcích popisujících základní výzkum uhlíkových nanomateriálů pro možné užití v biomedicíně. Cílem této práce bylo popsat způsob, kterým lidské osteoblasty (linie SAOS-2) a primární lidské mesenchymální kmenové buňky (hMSC) adherují, rostou a jak se chovají na povrchu několika uhlíkových alotropů - nanokrystalickém diamantu (NCD), filmu z jednostěnných uhlíkových nanotub (SWCNT) a grafenu. Využití uhlíku jako základního materiálu slibovalo vysokou biokompatibilitu a možnost užitečných modifikací povrchu. NCD měl upravenou nanotopografii povrchu (nanodrsnost a nanostrukturování suchým leptáním). Všechny materiály měly pak upravenou povrchovou atomární terminaci kyslíkem a vodíkem, která mění povrchovou elektrickou vodivost, povrchový náboj a smáčivost. Bylo předpokládáno, že terminace může mít také vliv na buněčnou adhezi a proliferaci. Ukázalo se, že studované materiály je vskutku možné použít jako substrát pro kultivaci výše zmíněných adherentních buněčných typů. Různé nanodrsnosti povrchu NCD měly rozdílný vliv na adhezi a metabolickou aktivitu diferencovaných SAOS-2 a nediferencovaných hMSC. Nanostrukturování NCD ovlivnilo formování fokálních adhezí buněk. Povrchové terminace NCD a dalších studovaných nanomateriálů v součinnosti s proteiny fetálního...
|
|
|
Dynamika schnutí kapek na površích s různou smáčivostí
Štefaníková, Radka ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Shukurov, Andrey (oponent)
Smáčivost povrchů je jedním z parametrů, který výrazným způsobem ovlivňuje interakci pevných látek s jejich okolím. V rámci této práce byla studována smáčivost dvou typů materiálů - i) polyetherketonových (PEEK) fólií před a po opracováním atmosférickým plazmatem a ii) nanostrukturovaných fluorouhlíkových vrstev nanášených jak na hladké substráty, tak i na substráty pokryté vrstvou nanočástic. U prvního typu materiálu byla hlavní pozornost věnována vývoji smáčivosti a studiu dynamiky schnutí kapek na plazmatem modifikovaném PEEKu v závislosti na době od opracování. Bylo zjištěno, že plazmové opracování vede ke změně morfologie a povrchového složení PEEKových fólií, což má za následek jak výrazný nárůst smáčivosti, tak i změnu dynamiky schnutí kapek ve srovnání s neopracovanou PEEKovou fólií. Bylo prokázáno, že zatímco změny chemického složení i smáčivost vyvolané plazmatem nejsou časově stálé a postupně se přibližují chemickému složení a smáčivosti neopracované PEEKové fólie, změna v dynamice schnutí vyvolaná plazmatem, konkrétně vymizení fáze konstantního kontaktního úhlu, je časově stálá. U druhého typu materiálu byl hlavní důraz kladen na určení vlivu nanodrsnosti a jejího charakteru na smáčivost připravovaných vrstev. Bylo zjištěno, že povlaky, u nichž podkladová vrstva je tvořena pouze jedním typem...
|
|
|
Modifikace polymerních materiálů pomocí atmosférického plazmatu pro biolékařské aplikace
Kretková, Tereza ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Hanuš, Jan (oponent)
Polymerní materiály jsou aplikačně zajímavé díky svým objemovým vlastnostem, mezi které patří teplotní odolnost, dlouhá životnost, vysoká pevnost, nízká měrná hmotnost, průhlednost a chemická odolnost, ale také díky relativně nízké ceně. Jejich nevýhodou je nízká povrchová energie, která má za důsledek špatnou adhezi nanášených vrstev a obtížné ukotvení biomolekul. Jednou z aplikačně zajímavých možností jak zvýšit povrchovou energii je modifikace povrchu polymeru pomocí atmosférického plazmatu. V našem případě jsme zvolili polymer poly(ether ether keton) a pro generaci plazmatu jsme využívali dielektrický bariérový výboj generovaný za atmosférického tlaku ve vzduchu. Zkoumali jsme složení plazmatu pomocí optické emisní spektroskopie a pro ověření použitelnosti tohoto zdroje plazmatu jsme změřili teplotu, na kterou plazma zahřívá opracovávaný polymer. Následně jsme určili změny v morfologii, chemickém složení a povrchové energii povrchu polymeru po opracování plazmatem. Ověřili jsme, že jeho povrchová energie roste s rostoucím zastoupením polárních funkčních skupin na povrchu polymeru a že plazma vyvolává změny v morfologii povrchu studovaného polymeru. Podařilo se určit i rychlost leptání polymeru plazmatem v závislosti na dodaném výkonu. Zjistili jsme, že při opracování nedochází ke změně optických...
|
host ::
RSS.