|
|
Materials for photovoltaic neurostimulators based on silicon photodiodes
Kunovský, Ondřej ; Weiter, Martin (referee) ; Glowacki, Eric Daniel (advisor)
Tato práce je zaměřena na možnosti neurostimulátorů s bezdrátovým přenosem energie, konkrétně se zabývá přenosem energie pomocí světla. Běžně používané neurostimulátory zahrnují bateriově napájené implantovatelné pulzní generátory a trpí problémem objemných baterií, které vyžadují invazivnější operace a nutnost periodické výměny. V této práci je zkoumána alternativa přenosu energie s využitím fotovoltaických diod. Monokrystalické křemíkové fotovoltaické diody jsou modifikovány a používány pro přeměnu energie ze světelné na elektrickou. Tyto diody byly rozřezány na různé velikosti aktivních ploch a byly zapojeny do sériových nebo paralelních zapojení. Tyto fotovoltaické články byly spojeny s elektrodami vyrobenými z osmi různých materiálů a se čtyřmi různými velikostmi fotovoltaických diod, aby pokryly širokou škálu možných neurostimulačních aplikací. Dále byl vyroben prototyp fotovoltaického stimulátoru skládající se z flexibilních elektrod a fotovoltaické diody. Tento prototyp byl úspěšně testován na modelech malých zvířat, kterými byli Hirudo verbena a Locusta migratoria. Tato práce charakterizuje řadu kombinací jednotlivých velikostí a materiálů elektrod s fotovoltaickými diodami pro různé intenzity a frekvence světla a vytváří mapu relevantních parametrů, z nichž lze navrhnout prototyp stimulátoru pro konkrétní aplikaci. Tato práce pokládá základ pro další vývoj fotovoltaických neurostimulátorů, které umožní nové experimenty a jednoho dne možná méně invazivní klinická zařízení.
|
|
|
Development and characterization of micro-reference electrodes for bioelectronics applications
Florian, Vojtěch ; Glowacki, Eric Daniel (referee) ; Ehlich, Jiří (advisor)
The subject of this work was the construction and long term stability measurement of micro-reference electrodes based on anodized silver wire and titanium wire with Ag/AgCl paste. A measuring apparatus, with which the long term stability was measured, was constructed as a part of this work. These days, commercial reference electrodes are available on the market. These reference electrodes are characterized by their excellent long term stability, however, they are too large and too expensive to be used in bioelectronic systems. Because of this, the science community has been trying to miniaturize reference electrodes in the past years. Without reference electrodes, it is impossible to do most electrochemical measurements. Based on the long term stability of measured samples it was determined which of the samples meet the criteria for bioelectronic measurements. It was also determined which of the studied samples were most suitable. The last result of this work is a measuring apparatus that can measure the long term stability of up to thirty-two electrodes.
|
|
|
Gas sensors based on 1D and 2D materials
Brodský, Jan ; Glowacki, Eric Daniel (referee) ; Gablech, Imrich (advisor)
In this work, general properties of fundamental gas sensors are described. Thesis is mainly focused on chemoresistive and ChemFET types, which are further used in experimental part. Subsequently, properties, preparation and transfer methods of chosen 1D and 2D materials are described. Experimental part of this work describes design and fabrication of chips, which combine the sensing principals mentioned above for utilization of 1D and 2D materials as an active layer. Transfer methods of individual materials on fabricated chips are described and these materials are characterized by Raman spectroscopy and field effect transistor characteristics measurements. Finally, the response of chosen materials to oxidative and reductive gases is measured.
|
|
|
Semiconductor microstructures for cellular photostimulation
Tvrdoňová, Anna ; Weiter, Martin (referee) ; Glowacki, Eric Daniel (advisor)
Peroxid vodíku (H2O2) je metastabilní reaktivní forma kyslíku, která reguluje mnoho biologických drah. Úloha H2O2 v biologických procesech závisí na jeho lokální koncentraci, v malém množství (nM) může působit jako signální molekula, zatímco vyšší koncentrace mohou mít cytotoxické účinky. Cílem této práce bylo vytvoření fotosenzitivních mikročástic, které by produkovaly fyziologické množství peroxidu vodíku pro regulaci signálních drah v kultivovaných buňkách. Navrhované mikročástice jsou organické fotovoltaické struktury bez substrátu, které produkují H2O2 fotofaradickou redukcí molekulárního kyslíku. Produkce peroxidu probíhá za současné oxidace donoru elektronů přítomného v elektrolytu. Částice mají rozměry v řádu mikrometrů, zatímco jejich tloušťka nepřekračuje 100 nm. Fotofaradické reakce jsou poháněny červeným světlem (660 nm), které může pronikat tkáněmi, což umožňuje potenciální aplikace mikročástic in vivo. Práce se bude zabývat optimalizací výroby mikročástic a charakterizací produkce H2O2.
|
|
|
Development and characterization of micro-reference electrodes for bioelectronics applications
Florian, Vojtěch ; Glowacki, Eric Daniel (referee) ; Ehlich, Jiří (advisor)
The subject of this work was the construction and long term stability measurement of micro-reference electrodes based on anodized silver wire and titanium wire with Ag/AgCl paste. A measuring apparatus, with which the long term stability was measured, was constructed as a part of this work. These days, commercial reference electrodes are available on the market. These reference electrodes are characterized by their excellent long term stability, however, they are too large and too expensive to be used in bioelectronic systems. Because of this, the science community has been trying to miniaturize reference electrodes in the past years. Without reference electrodes, it is impossible to do most electrochemical measurements. Based on the long term stability of measured samples it was determined which of the samples meet the criteria for bioelectronic measurements. It was also determined which of the studied samples were most suitable. The last result of this work is a measuring apparatus that can measure the long term stability of up to thirty-two electrodes.
|
|
|
Gas sensors based on 1D and 2D materials
Brodský, Jan ; Glowacki, Eric Daniel (referee) ; Gablech, Imrich (advisor)
In this work, general properties of fundamental gas sensors are described. Thesis is mainly focused on chemoresistive and ChemFET types, which are further used in experimental part. Subsequently, properties, preparation and transfer methods of chosen 1D and 2D materials are described. Experimental part of this work describes design and fabrication of chips, which combine the sensing principals mentioned above for utilization of 1D and 2D materials as an active layer. Transfer methods of individual materials on fabricated chips are described and these materials are characterized by Raman spectroscopy and field effect transistor characteristics measurements. Finally, the response of chosen materials to oxidative and reductive gases is measured.
|
guest ::
