|
|
Materials for photovoltaic neurostimulators based on silicon photodiodes
Kunovský, Ondřej ; Weiter, Martin (oponent) ; Glowacki, Eric Daniel (vedoucí práce)
This thesis is focused on the possibilities of neurostimulators with wireless energy transfer, specifically it explores optical power transfer. Commonly used neurostimulators comprise battery-powered implantable pulse generators, and suffer from the problem of bulky batteries, accounting for more invasive surgery and requirement of periodic replacement. In this work, the alternative of photovoltaic power transfer is explored. Monocrystalline silicon photovoltaic diodes are modified and used as energy transducers. These diodes were cut into different sizes of active surface area, and they were connected into series or parallel connections. These photovoltaic cells were coupled with electrodes made from eight different materials and four different sizes to cover a wide range of possible neurostimulation applications. Next, a prototype photovoltaic stimulator consisting of flexible electrodes and a photovoltaic driver was fabricated. This prototype was successfully tested on small animal models, which they were Hirudo verbena and Locusta migratoria. This work characterizes a range of combinations of individual electrode sizes and materials with photovoltaic diodes for different light intensities and frequencies, creating a map of relevant parameters which can be used to design a prototype stimulator for a specific application. This work lays a foundation for further development of photovoltaic powered neurostimulators to enable novel experiments and one day maybe less invasive clinical devices.
|
|
|
Příprava a charakterizace mikro-referenčních elektrod pro bioelektronické systémy
Florian, Vojtěch ; Glowacki, Eric Daniel (oponent) ; Ehlich, Jiří (vedoucí práce)
Předmětem této práce byla konstrukce a měření dlouhodobé stability mikro-referentních elektrod na bázi anodizovaných Ag drátů a Ti drátů s Ag/AgCl pastou. V rámci této práce byl také sestrojen měřicí aparát, pomocí něhož byla dlouhodobá stabilita měřena. V dnešní době jsou na trhu dostupné komerční referentní elektrody. Tyto komerční produkty se vyznačují především výbornou dlouhodobou stabilitou, ale jsou příliš velké a drahé pro využití v bioelektronických systémech. Ve vědecké komunitě proto dochází v posledních letech o pokusy miniaturizace referentních elektrod. Bez nich není možné provádět velkou část elektrochemických měření. Na základě měření dlouhodobé stability bylo zjištěno, které ze zkoumaných vzorků splňují požadavky pro použití v bioelektronických systémech. Také bylo určeno, který ze zkoumaných vzorků je nejvhodnější. Posledním výsledkem této práce je měřicí aparát, pomocí něhož je možné měřit dlouhodobou stabilitu až třiceti dvou elektrod.
|
|
|
Senzory plynů založené na 1D a 2D materiálech
Brodský, Jan ; Glowacki, Eric Daniel (oponent) ; Gablech, Imrich (vedoucí práce)
V této práci jsou popsány obecné vlastnosti základních senzorů plynů, zaměřuje se zejména na chemorezistivní typ a chemicky citlivý unipolární tranzistor, kterým se dále věnuje v praktické části. Dále popisuje vlastnosti vybraných 1D a 2D materiálů, metody jejich přípravy a přenosu. Praktická část práce popisuje návrh a výrobu čipů, které kombinují výše uvedené senzorické principy pro využití 1D a 2D materiálů jako aktivní vrstvy. Poté jsou popsány postupy přenosů jednotlivých materiálů na vyrobené čipy, a tyto materiály jsou charakterizovány pomocí Ramanovy spektroskopie a měření charakteristik unipolárního tranzistoru z těchto materiálů. Na závěr jsou měřeny odezvy zvolených materiálů na vybrané oxidační a redukční plyny.
|
|
|
Semiconductor microstructures for cellular photostimulation
Tvrdoňová, Anna ; Weiter, Martin (oponent) ; Glowacki, Eric Daniel (vedoucí práce)
Hydrogen peroxide (H2O2) is a metastable reactive oxygen species regulating many biological pathways. The role of H2O2 in biological processes depends on its local concentration, in the nM range H2O2 can act as a signalling molecule, while exposure to higher levels of H2O2 can have cytotoxic effects. The aim of this work is to create photosensitive microparticles that would produce physiological amounts of hydrogen peroxide to regulate signalling pathways in cultured cells. The proposed microparticles are substrate-free organic photovoltaic elements that produce H2O2 by photofaradaic reduction of molecular oxygen with the concurrent oxidation of an electron donor present in the electrolyte. The detailed fabrication methods to achieve them were described. The particles have lateral dimensions in the range of micrometres, while a thickness of less than 100 nm. Photofaradaic reactions are driven by tissue-penetrating deep red light (660 nm) to enable potential in vivo applications of the technology. The thesis will discuss optimization of the photofaradaic microparticles production and characterization of the H2O2 evolution.
|
|
|
Příprava a charakterizace mikro-referenčních elektrod pro bioelektronické systémy
Florian, Vojtěch ; Glowacki, Eric Daniel (oponent) ; Ehlich, Jiří (vedoucí práce)
Předmětem této práce byla konstrukce a měření dlouhodobé stability mikro-referentních elektrod na bázi anodizovaných Ag drátů a Ti drátů s Ag/AgCl pastou. V rámci této práce byl také sestrojen měřicí aparát, pomocí něhož byla dlouhodobá stabilita měřena. V dnešní době jsou na trhu dostupné komerční referentní elektrody. Tyto komerční produkty se vyznačují především výbornou dlouhodobou stabilitou, ale jsou příliš velké a drahé pro využití v bioelektronických systémech. Ve vědecké komunitě proto dochází v posledních letech o pokusy miniaturizace referentních elektrod. Bez nich není možné provádět velkou část elektrochemických měření. Na základě měření dlouhodobé stability bylo zjištěno, které ze zkoumaných vzorků splňují požadavky pro použití v bioelektronických systémech. Také bylo určeno, který ze zkoumaných vzorků je nejvhodnější. Posledním výsledkem této práce je měřicí aparát, pomocí něhož je možné měřit dlouhodobou stabilitu až třiceti dvou elektrod.
|
|
|
Senzory plynů založené na 1D a 2D materiálech
Brodský, Jan ; Glowacki, Eric Daniel (oponent) ; Gablech, Imrich (vedoucí práce)
V této práci jsou popsány obecné vlastnosti základních senzorů plynů, zaměřuje se zejména na chemorezistivní typ a chemicky citlivý unipolární tranzistor, kterým se dále věnuje v praktické části. Dále popisuje vlastnosti vybraných 1D a 2D materiálů, metody jejich přípravy a přenosu. Praktická část práce popisuje návrh a výrobu čipů, které kombinují výše uvedené senzorické principy pro využití 1D a 2D materiálů jako aktivní vrstvy. Poté jsou popsány postupy přenosů jednotlivých materiálů na vyrobené čipy, a tyto materiály jsou charakterizovány pomocí Ramanovy spektroskopie a měření charakteristik unipolárního tranzistoru z těchto materiálů. Na závěr jsou měřeny odezvy zvolených materiálů na vybrané oxidační a redukční plyny.
|
host ::
RSS.