|
|
Production of extracellular polysaccharides by extremophilic prokaryotes
Bystrická, Klaudia ; Smilek, Jiří (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
The presented master's thesis focuses on studying the biotechnological production of extracellular polysaccharides (EPS) by selected thermophilic and halophilic microorganisms. Following the primary screening of selected cultures, the experimental part of this work further investigated the halophilic archaeon Haloferax mediterranei. The aim of this study was to produce and characterize polymers and assess the biotechnological potential of the extremophilic cultures used as EPS producers. During the cultivation of H. mediterranei, three fundamental media were employed, which were subsequently optimized for EPS production. The obtained precipitates underwent analysis using GPC, FTIR, and UHPLC-UV-ESI-MS/MS, allowing for a closer characterization of the acquired product. These experiments demonstrated that with increasing NaCl concentration in the medium, the yield of polysaccharides decreases, and high concentrations of MgSO4 and KCl in the medium did not promote their production as well. The predominant component of the polysaccharide produced by H. mediterranei is mannose, although depending on the medium, it may also contain glucose, galactose, ribose, or N-acetylglucosamine.
|
|
|
Vyhodnocení vlivu oplachu na vlastnosti materiálu po 3D DLP tisku
Uvíra, Dominik ; Jaroš, Aleš (oponent) ; Zemčík, Oskar (vedoucí práce)
Tato práce se věnuje vlivu oplachu na mechanické vlastnosti 3D DLP tištěných dílů. Cílem práce bylo experimentálně určit vliv oplachových látek při různých délkách oplachu na mechanické vlastnosti 3D tištěných dílů technologií DLP. V práci jsou popsány zařízení a materiály. Dále je proveden rozbor oplachu 3D DLP tištěných dílů, včetně popisu rozpouštění polymerů, druhů oplachových látek a způsobů oplachu. Na základě rešeršní práce byly vybrány materiály, kterými jsou pryskyřice Standard, ABS-like a Tough. Použité oplachové látky jsou IPA, průmyslový odmašťovač Simple Green, DPM a speciální prostředek k odstraňování nevytvrzené pryskyřice EasyClean. Vzorky byly vyráběny na DLP 3D tiskárně Anycubic Photon D2, tiskové profily byly stanoveny na základě rešeršní části a vlastní kalibrace. V prvním experimentu byla sledována efektivita látek odstranit nevytvrzenou pryskyřici. Následovalo experimentální vyhodnocení změn tahových vlastností připravených vzorků. Dále byla vyhodnocena změna vrubové houževnatosti jednotlivých materiálů. V obou případech byla provedena analýza lomových ploch. Na základě dosažených výsledků byly pro všechny kombinace materiálů a oplachových látek stanoveny optimální délky oplachu a byly doporučeny oblasti využití. Poté byla navržena vlastní oplachová látka kombinující nízkou cenu a dobré mechanické vlastnosti. Poslední částí práce je ekonomické zhodnocení jednotlivých oplachů, ze kterých vzešla konkrétní doporučení pro nákup oplachových látek a dobu oplachu.
|
|
|
Analýza rizikových kovů v rPET granulátu
Souček, Elena ; Řezáčová, Veronika (oponent) ; Komendová, Renata (vedoucí práce)
Výroba produktů z polymerů se v posledních desítkách let rapidně navýšila. Zejména v obalovém průmyslu pro potravinářské účely si získaly prakticky dominantní postavení ve chvíli, kdy nahradily dříve používané materiály. Vzhledem k přímému ohrožení lidského zdraví je zde potřeba být obzvlášť obezřetný a dbát na složení používaných obalů. Abychom ale stále jen nevyráběli nové produkty, je také nutné vyvíjet metody a postupy, jak správně již použitý materiál zrecyklovat a znovu využít. Tato diplomová práce se zabývá studiem obsahu rizikových prvků v regranulátu PET. Dodané vzorky byly totálně rozloženy za pomoci působení mikrovlnného záření v prostředí koncentrované kyseliny sírové a dusičné. Následně byly analyzovány metodou atomové absorpční spektrometrie (AAS). Pro stanovení Sb a Zn byla použita technika s plamenovou atomizací (FAAS), pro stanovení Cd, Cr, Pb, Cu a Ni s atomizací elektrotermickou (ETAAS). Tato metoda byla také použita pro studium migrace antimonu ze vzorků do simulantu potravin za různých podmínek (teplota, pH). Tato diplomová práce navazuje na diplomovou práci Ing. Kryštofové, která se věnovala studiu recyklovaných PET flakes.
|
|
|
Study on biodegradation of synthetic biobased polyesters
Guziurová, Pavlína ; Sedláček, Petr (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
This thesis investigates the degradation characteristics of polyester polymers (PBS with incorporated dilinoleic succinate in different %wt.) in simulated body fluids, revealing minor changes in properties. Bacterial degradation was also investigated and analysis shows more significant differences in Gel Permeation Chromatography (GPC) and scanning electron microscope (SEM) results. While abiotic degradation predominates, bacterial environments lead to higher degradation levels than simulated body fluids, suggesting potential applications in packaging or agriculture. However, lower sensitivity to abiotic degradation opens new possibilities for further research into exploring bacterial and enzymatic degradation mechanisms for environmentally sustainable alternatives across industries.
|
|
|
Studium tření a mazání kyčelní kloubní náhrady s povlakem
Balcárek, Ondřej ; Horák, Zdeněk (oponent) ; Nečas, David (vedoucí práce)
Diplomová práce byla zaměřená na studium vlivů nového hydrogelového povlaku a materiálových kombinací na velikost součinitele tření a formování mazacího filmu v konformním kontaktu kyčelní kloubní náhrady. Experimenty probíhaly v konfiguraci ball-on-cup s využitím kyčelního kyvadlového simulátoru. Formování mazacího filmu bylo pozorováno za pomocí fluorescenční mikroskopie. Výsledky ukázaly, že aplikace povlaku neměla jednoznačný vliv na součinitel tření. Nicméně u párů s povlakovanou jamkou došlo ke snížení CoF přibližně o 20 %. Obecně nižší tření bylo zaznamenáno v případě aplikace keramické kloubní hlavice. Ještě překvapivější výsledky byly naměřeny v rámci analýzy mazání, kdy v případě použití kovových hlavic došlo dokonce ke snížení tloušťky mazací vrstvy. Keramické páry vykazovaly velmi stabilní chování. Kromě tření a mazání byla dále hodnocena topografie implantátů a byla analyzována jejich smáčivost. Ačkoliv by měl být polymerní povlak silně hydrofilní, povrchové vlastnosti byly ovlivněny pouze v omezené míře, což určitým způsobem objasňuje, proč nedošlo k zásadnímu zlepšení tribologického chování náhrady. Jelikož aplikovaný povlak byl již patentovaný a jeho účinnost byla jasně prokázána z hlediska snížení míry opotřebení, je vhodné se této tematice dále věnovat, přičemž větší pozornost by měla být věnována dlouhodobým experimentům. Na základě získaných dat se totiž zdá, že z krátkodobého hlediska je přínos povlaku prakticky zanedbatelný. Je však nutné vyzdvihnout, že aplikací povlaku nedošlo až na drobné výjimky ani ke zhoršení vlastností, což je důležitý výstup této práce.
|
|
|
Příprava a studium série polymerů na bázi diketopyrrolopyrrolů (DPP) jako fotoaktivních látek
Solanský, Lukáš ; Richtár, Jan (oponent) ; Cigánek, Martin (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce pojednává o polymerech na bázi organických pigmentů, jejich přípravě, charakterizacích a využití jakožto fotoaktivních látek se zaměřením na umělou fotosyntézu. Experimentální části je věnovaná přípravě polymerů na bázi diketopyrrolopyrrolů (DPP). Bylo připraveno 7 DPP derivátů s 5 různými postranními řetězci. Byly porovnány přípravy DPP polymerů pomocí Stilleovy reakce a přímé arylace. Díky vyšší efektivitě a nižší náročnosti přímé arylace byla tato metoda polymerace využita na přípravu série 20 polymerů složená z kombinace 5 DPP derivátů a 4 komonomerů. U syntézy několika výsledných polymerů byl pozorován vznik nerozpustného podílu, který nebylo možné dostupnými metodami charakterizovat, a i následná aplikace takových materiálů není díky tomu umožněna. Na základě získaných dat se ukázalo, že zejména objemná skupina adamantanu a komonomer tetrafluorbenzen nejsou pro přípravu polymerů vhodné, jelikož vedly k velmi omezeně rozpustným materiálům, který měly navíc nízký stupeň polymerace. Naopak polymery obsahující butyl-TEG, oktadekan, komonomer thiofen a částečně i benzothiadiazol měly stupeň polymerace v rozmezí 10-33 a vykazovaly skvělé spektrální i optoelektrické vlastnosti. Testy fotokatalytického vývoje vodíku za pomocí DPP polymerů jsou ve vývoji, ale v prvotních měřeních na vybraných materiálech polymerů (P14 a P20) vodík nebyl prokazatelně detekován.
|
|
|
Design of the Anchorage Length of FRP Reinforcement with the Influence of Extreme Temperature Loading Due to the Effects of Fire
Vašátko, David ; Zlámal, Martin ; Čairović, Đorđe ; Lagiň, Juraj ; Zlámalová, Pavlína ; Štěpánek, Petr
The extremely high temperatures from fire exposure have a negative impact on the behaviour of reinforced concrete structures regardless of the type of reinforcement used. The reduced mechanical properties of the materials need to be taken into account in the design of the structure, including anchorage length, to ensure that the reinforcement does not detach from the concrete. In the case of Fibre Reinforced Polymers (FRP) reinforcement, there are limited number of codes addressing the design issues in a fire situation. This article, based on experimental findings, proposes a procedure for determining anchorage length of FRP reinforcement under elevated temperatures.
|
|
|
Explosive Shapes in Smoothed-Particle Hydrodynamics (SPH) Method for Structural Analysis of Concrete Members
Jindra, Daniel ; Hradil, Petr ; Kala, Jiří
The study compares performances of numerical finite element (FEM) analyses of simply supported concrete slabs reinforced by BFRP bars (basalt fibre reinforced polymer) exposed to close-range (1 m distance) explosions. A sensitivity study of slab deflection and reinforcement strain on various shapes of TNT charges is conducted. Smoothed-particle hydrodynamics (SPH) method is used to model the geometry of the TNT charges (variously rotated cylinders, cubes and spheres), detonation and interaction with the concrete slab, which is modelled by Lagrangian mesh. Karagozian and Case (K&C) nonlinear material model is used for concrete slabs exposed to high-velocity impact load. Finite element analyses have been conducted in explicit solvers suitable for high strain rates. The results of numerical simulations are compared with physical experiment data obtained from the scientific literature.
|
|
|
Studium interakce nabitých kataniontových vezikul s opačně nabitými polyelektrolyty
Havlíková, Martina ; Lehocký, Marián (oponent) ; Táborský, Petr (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Předložená dizertační práce pojednává o kladně nabitých kataniontových vezikulách a o jejich interakcích s opačně nabitým hyaluronanem. Kataniontové vezikuly byly složeny z iontových amfifilních párů hexadecyltrimethylamonium-dodecyl sulfátu (HTMA-DS), kladně nabitým dvouřetězcovým tenzidem, který vezikuly stabilizoval elektrostaticky, a v neposlední řadě cholesterolem. Ten zásadně ovlivňuje fyzikálně-chemické vlastnosti vezikul, proto bylo nejdříve nutné zjistit jeho optimální množství v membráně. Zejména byla sledována velikost a stabilita vezikul pomocí dynamického a elektroforetického rozptylu světla, mikroviskozita membrány pomocí anizotropie fluorescence a hydratace vnější části membrány pomocí generalizované polarizace. Bylo zjištěno, že vezikuly z HTMA-DS vykazují ideální vlastnosti při množství cholesterolu cca 40 mol.%. Tyto kataniontové vezikuly interagovaly s hyaluronanem, a to nehledě na jeho molekulovou hmotnost. Kolem jejich izoelektrického bodu docházelo ke tvorbě viditelných agregátů, které se ale s potupnými přídavky polymeru rozpadaly. Tento rozpad byl odlišný pro různé molekulové hmotnosti hyaluronanu. Zvýšení iontové síly, resp. koncentrace chloridu sodného nad 25 mM, mělo destabilizační vliv na neobalené i hyaluronanem obalené vezikuly. Zajímavé také bylo, že zvýšením iontové síly docházelo k ovlivnění mikroviskozity membrány, která se stávala více fluidní, ale nedocházelo k žádným signifikantním změnám v hydrataci její vnější části. Předložená práce se také zabývala přípravou a charakterizací nového typu kataniontových vezikul, kde byl vyměněn kationtový tenzid HTMAB za Septonex. K jejich charakterizaci byly vybrány stejné metody, jako v případě výše zmiňovaných vezikul. Ukázalo se, že tato výměna tenzidů má zásadní vliv na výsledné vlastnosti vezikul, které jsou stabilní i při velmi nízkém obsahu cholesterolu. V souladu s dlouhodobou stabilitou byla jako vhodná koncentrace cholesterolu zvolena od 15 mol.% dále.
|
|
|
Development of Film Thickness in Elastohydrodynamically Lubricated Compliant Contacts
Křupka, Jiří ; Fillot, Nicolas (oponent) ; Glovnea, Romeo (oponent) ; Křupka, Ivan (vedoucí práce)
Lubrication of polymer machine elements, such as polymer gears, is a current subject of the interest in multiple mechanical engineering applications in terms of simulation of lubrication processes and optimization of tribological conditions to increase the performance of these elements. The present dissertation thesis deals with an experimental study of the development of the fluid-film thickness in elastohydrodynamically lubricated compliant contacts. The main aim of the thesis is to clarify the formation of film thickness in compliant contacts operating in the transition region (TR) between isoviscous-elastic (I-E) and piezoviscous-elastic (P-E) modes of the elastohydrodynamic lubrication (EHL) regime. For this purpose, laboratory experiments were performed on the rotary optical tribometer in ball-on-disc configuration, and the method of optical chromatic interferometry was implemented. Both the rheological response of the lubricant and the constitutive viscoelastic response of the polymer to the formation of the fluid-film thickness were experimentally analyzed. Based on the results, the low validity of the I-E and P-E film thickness prediction models in the TR region was documented. The findings presented in this thesis extend the knowledge of the formation of lubricant film in compliant contacts operating in the EHL regime and can thus be considered in the design of polymer machine elements or in lubrication management.
|
host ::
RSS.