|
|
Preparation of plasmonic nanoparticles in non-aqueous environments and in water using chemical way and by laser ablation and their testing
Hochmann, Lukáš ; Šmejkal, Petr (vedoucí práce) ; Procházka, Marek (oponent)
Příprava nanočástic (N) se stala význačnou oblastí chemie díky unikátním vlastnostem, které tyto částice mají a které vedou k širokému okruhu možných aplikací. N se běžně používají v katalýze, elektronice, fotonice a nachází se i v mnoha předmětech běžné denní potřeby. Navíc, vzhledem ke svým plasmonickým vlastnostem, se N ušlechtilých kov· hojně používají ve spektroskopii, kupříkladu při povrchově zesíleném Ramanově rozptylu (SERS). V závislosti na plánovaném použití N lze k jejich přípravě použít více cest. V pří- padě přípravy N v kapalinách (koloid·) lze použít r·zné metody chemické redukce. Tyto metody jsou dobře zavedené postupy, obzvláště ve vodném prostředí. Pro určité aplikace by však byly příhodnější koloidy v jiných rozpouštědlech. Proto je hlavním cílem této práce zhodnotit možnosti přípravy koloid· chemickou redukcí a laserovou ablací ve vodě a organick- ých rozpouštědlech. Dalším cílem je charakterizace připravených částic a zhodnocení jejich potenciálu pro SERS. Zlaté koloidy ve vodě a alkoholech byly připraveny redukcí kyseliny tetracholoro zlatité tetrahydridoboritanem sodným. K přípravě stabilních sol· v alkoholech byl dále nutný pří- davek polyvinylpyrrolidonu (PVP) jako stabilizátoru, protože přímá příprava koloid· chemickou redukcí v alkoholech vedla k jejich kolapsu. Dále...
|
|
|
Vývoj a testování nových typů aktivních povrchů pro studium povrchem-modifikovaných optických procesů biologicky významných molekul
Sutrová, Veronika ; Vlčková, Blanka (vedoucí práce) ; Procházka, Marek (oponent)
Hydrosoly stříbrných nanočástic (AgNČ) připravené redukcí AgNO3 buď NaBH4 (BH hydrosol AgNČ), nebo NH2OH·HCl (HA hydrosol AgNČ) modifikované přídavkem HCl byly charakterizovány spektry plasmonové extinkce a transmisní elektronovou mikroskopií a jejich SERS (Surface-enhanced Raman Scattering) aktivita byla otestována měřením SERS a SERRS (Surface-enhanced Resonance Raman Scattering) spekter testovacích adsorbátů 2,2'-bipyridylu (bpy) a 5,10,15,20-terakis(1-methyl-4-pyridiumyl)-21H,23H-porfinu (H2TMPyP) a určením jejich SERS nebo SERRS spektrální mezí detekce při λexc = 532 nm. Pro oba typy hydrosolů AgNČ bylo zjištěno, že přídavkem HCl a následným přídavkem adsorbátu dochází k přerůstání AgNČ a rovněž k tvorbě jejich kompaktních agregátů spojených s tvorbou Ag(0) adsorpčních míst. Mez detekce bpy v makroskopickém uspořádání v kyvetě činila v systému HA hydrosol AgNČ/HCl/bpy 1·10-9 M a v systému BH hydrosol AgNČ/HCl/bpy 1·10-8 M přičemž detegovanou formou je Ag(0) povrchový komplex. O 1 řád nižší mez detekce bpy v systému s HA hydrosolem AgNČ je připsána účinnějšímu přerůstání AgNČ v HA hydrosolu a tudíž účinnější tvorbou "hot spots" a jeho větší extinkcí při 532 nm. Mez detekce H2TMPyP je v obou hydrosolových systémech stejná, a to 1·10-7 M. Důvodem jsou zřejmě ztráty signálu způsobené částečnou...
|
|
|
Spektrum Ramanova rozptylu HDO
Šubr, Martin ; Štěpánek, Josef (vedoucí práce) ; Procházka, Marek (oponent)
Název práce: Spektrum Ramanova rozptylu HDO Autor: Martin Šubr Ústav: Fyzikální ústav UK Vedoucí bakalářské práce: Prof. RNDr. Josef Štěpánek, CSc., Fyzikální ústav UK Abstrakt: Hlavním cílem předložené bakalářské práce je určení Ramanova spektra HDO. Takové spektrum nemůže být v kapalném stavu změřeno samostatně, avšak je možné jej určit vhodným matematickým zpracováním série naměřených spekter s různým poměrem H/D. V rámci práce jsme proměřili Ramanova spektra kapalné vody při různých molárních zlomcích lehké a těžké vody, které jsme následně zpracovali pomocí statistické metody faktorové analýzy. Odtud se již podařilo mimo známých spekter lehké a těžké vody separovat i hledané spektrum HDO. Pro fitování spektra HDO a jeho analýzu byl použit model s rovnovážnou konstantou zahrnující lineární korekci tvaru spektra vzhledem k relativnímu podílu D v kapalině. Klíčová slova: Ramanův rozptyl, lehká a těžká voda, HDO, faktorová analýza
|
|
|
Optimization of surface-enhanced Raman scattering spectroscopy for study of biologically important biomolecules and their interactions
Šmídová, Natália ; Procházka, Marek (vedoucí práce) ; Vlčková, Blanka (oponent) ; Michl, Martin (oponent)
Název práce: Optimalizace spektroskopie povrchem zesíleného Ramanova rozptylu ke studiu biologicky významných molekul a jejich interakcí Autor: Natália Šmídová Ústav: Fyzikální ústav UK Vedoucí doktorské práce: Doc. RNDr. Marek Procházka, PhD. Abstrakt: Hlavním cílem práce byla optimalizace spektroskopie povrchem zesíleného Ramanova rozptylu (SERS) pro studium významných biomolekul. K tomuto účelu byly vybrány povrchy na bázi zlatých koloidních nanočástic imobilizovaných na silanizované skleněné podložky. Stabilní, homogenní a reprodukovatelné povrchy vhodné pro SERS spektroskopii byly připraveny použitím aminopropyl- trimetoxysilanu a citrátem redukovaných zlatých koloidních nanočástic tepelně upravených po jejich imobilizaci. Na těchto površích byly studovány modelové biomolekuly 5,10,15,20-tetrakis(1-metyl-4-pyridyl)porfyrin (TMPyP) a 5,10,15,20- tetrakis(4-sulfonatofenyl)porfyrin (TSPP) pomocí klasického Ramanova spektrometru v makro-módu a konfokálního Ramanova mikrospektrometru. Podmínky pro SERS měření porfyrinů byly optimalizovány s ohledem na citlivost a reprodukovatelnost. SERS mikrospektroskopie ukázala řadu výhod oproti SERS měření v makro-módu: možnost spektrálního mapování povrchu, snadnější manipulace se vzorkem, kratší akumulační časy a absence silného Ramanova signálu ze skleněné...
|
|
|
Development and optimization of systems for SERS on single molecule level
Michlová, Magdalena ; Vlčková, Blanka (vedoucí práce) ; Pfleger, Jiří (oponent) ; Procházka, Marek (oponent)
AABBSSTTRRAAKKTT Byly připraveny dimery, malé agregáty a kompaktní agregáty Ag nanočástic (NP), navázané chemicky na povrch pevných podložek. Těmito podložkami byly buď Cu či Au TEM síťky s vrstvou SiO2 nebo sklíčka, obojí s povrchem funkcionalizovaným 3-aminopropyltrimethoxysilanem (APTMS). Kompaktní agregáty Ag NP obsahující protoporfyrin IX (PPIX) byly připraveny působením chloridů na Ag sol v přítomnosti PPIX. Dimery a malé agregáty Ag NP byly sestaveny s využitím vybraných molekulárních spojek: 4,4'- diaminoazobenzen (DAAB), 4,4'-diaminoterfenyl (DATP) a 5,10,15,20-tetrakis(4-aminofenyl)porfin (TAPP). Jako nejúčinnější postup jejich přípravy se ukázala třístupňová procedura sestávající (i) navázání izolovaných Ag NP na povrch podložky prostřednictvím NH2 skupin APTMS, (ii) adsorpce molekulární spojky přes jednu z jejích NH2 skupin a (iii) připojení dalších Ag NP ke zbývající volné NH2 skupině. Při této proceduře byla využita funkcionalizace Ag NP citrátovými anionty ke kontrole kolmé adsorpční geometrie molekulárních spojek, přičemž adsorbované citrátové ionty fungovaly jako účinná preorientační matrice. Vzdálenosti mezi jednotlivými dimery či malými agregáty byla určena dostatečnou vzdáleností mezi izolovanými Ag NP v prvním kroku výše zmíněné třístupňové procedury. Byla také vyvinuta strategie pro...
|
|
|
Intenzitní normalizace Ramanových spekter pomocí různých vnitřních standardů
Sláma, Vladislav ; Mojzeš, Peter (vedoucí práce) ; Procházka, Marek (oponent)
Práce se zabývá testováním vybraných anorganických aniontů jako vnitřních standardů pro intenzitní normalizaci Ramanových spekter. Na koncentračních řadách a teplotních posloupnostech vodních roztoků PO4 3- , (CH3)2AsO2-, NO3- a SO4 2- studuje vliv spektrálních změn pásů standardů na spolehlivost a přesnost intenzitní kalibrace. Teplotní a koncentrační série spekter aniontů jsou dále využity pro testování intenzitní normalizace pomocí pásů valenčních a deformačních vibrací vody. Kromě toho je testována spolehlivost a robustnost kalibračních postupů využívajících různé spektrální parametry obsažené v Ramanových spektrech standardů. Výsledky práce odkrývají možné zdroje artefaktů a interpretačních chyb, které plynou z nedostatečné znalosti chování se standardů vlivem měnících se fyzikálně- chemických parametrů, případně nevhodným kalibračním postupem.
|
|
|
Návrh implementace nových poznatků z interdisciplinárního oboru "nanotechnologie" do výuky přírodovědných předmětů na SŠ a příspěvek k edukaci studentů učitelství chemie v tomto oboru
Hájková, Zdeňka ; Šmejkal, Petr (vedoucí práce) ; Procházka, Marek (oponent)
Tato rigorózní práce se zabývá možnými zp soby implementace zajímavých a d ležitých poznatk z oblasti "nanosv ta" do výuky p írodov dných p edm na st ední škole. K tomuto ú elu byly zpra- covány následující materiály: výukový text (zárove slouží coby teoretický podklad práce, který shr- nuje základní informace o nanotechnologii a nanov ), dále multimediální PowerPointová prezenta- ce, návrh projektu "Když se ekne NANOTECHNOLOGIE…", návrh exkurze, motiva ní a osvojova- cí mezip edm tové úlohy s tematikou "nano", dva testy zam ené na nanotechnologii a pokro ilé typy mikroskopií (elektronovou mikroskopii a mikroskopii skenující sondou) a jednoduché demonstrace. Navržený projekt byl testován na dvou pražských gymnáziích. Realizována a vyhodnocena byla také exkurze. Oboje se u žák setkalo s pr rným ohlasem. Práci dopl uje CD s prezentací a tiskovými verzemi projektu, pre-, posttestu a pracovních list k exkurzi, mezip edm tových úloh a testových položek. Na CD jsou uloženy také fotografie a žákovské výstupy z realizace projektu. Práce dále ob- sahuje vyhodnocení dotazníku "U it (se) o "nano" - ANO nebo NE?" a v nuje se ješt problematice vzd lávání student u itelství chemie v oboru nanotechnologie.
|
|
|
Povrchem-zesílený resonanční Ramanův rozptyl Zn(II) porfyrinů v systémech s agregovanými a neagregovanými Ag nanočásticemi
Spáčil, Dušan ; Vlčková, Blanka (vedoucí práce) ; Procházka, Marek (oponent)
V této diplomové práci byla měřena a interpretována SERRS (Surface - enhanced resonance Raman Scattering) a SERS (Surface - enhanced Raman Scattering) spektra, spektra plasmonové extinkce (SPE) a TEM snímky systémů obsahujících kationtový zinkový porfyrin ZnTMPyP a nanočástice Ag (Ag NČ). Byly studovány jednak systémy s izolovanými nanočásticemi, jednak systémy s kompaktními agregáty Ag NČ. Systémy s izolovanýmí částicemi byly tvořeny přidáním ZnTMPyP k hydrosolu Ag NČ. K tomuto systému byl přidán chlorid sodný, čímž vznikl systém s kompaktními agregáty. SERRS a SERS spektra ZnTMPyP při λexc= 441,6 nm a 532 nm byla studována nejprve stacionárně v připravených systémech, a posléze v dynamickém vývoji systémů Ag NČ (hydrosol) → Ag NČ/ ZnTMPyP → Ag NČ/ ZnTMPyP/ NaCl po dobu 680 s. Časové vývoje SERRS a SERS spektra byly podrobeny faktorové analýze (FA) a doplněny studií časového vývoje SPE spekter systémů. FA ukázala především výrazný nárůst signálu ZnTMPyP spojený s přídavkem NaCl, tedy s konverzí systému s izolovanými nanočásticemi na systémy s kompaktními agregáty Ag NČ. V případě systémů s nejvyššími koncentracemi ZnTMPyP byl nárůst signálu následován jeho poklesem. FA byly rovněž určeny meze SERRS ( λexc= 441,6 nm) a SERS (λexc= 532 nm) spektrální detekce ZnTMPyP v obou typech systémů a porovnávány s...
|
|
| |
|
| |
host ::
RSS.