|
|
Vliv kovových iontů na tokové chování roztoků polyelektrolytů
Lišková, Kateřina ; Běťák, Jiří (oponent) ; Janeček, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je rozdělena na dvě části. První se zabývá studiem reologického chování roztoků sodné soli karboxymethylcelulózy (CMC-Na) v přítomnosti sodných a vápenatých iontů. Roztoky CMC-Na o různých koncentracích byly připraveny rozpouštěním ve vodných roztocích NaCl nebo CaCl2. Byl studován vliv jednomocných a dvojmocných iontů na zdánlivou viskozitu roztoku a viskoelastické vlastnosti. Bylo zjištěno, že vlivem vápenatých iontů při nízkých koncentracích CMC-Na (do 0,5% hm.) dochází k nárůstu elastického charakteru roztoků, přičemž tuhost vzorku roste s koncentrací vápenatých iontů. Tento nárůst by mohl indikovat tvorbu gelové sítě, na druhou stranu viskozita těchto roztoků se snižovala s koncentrací vápenatých iontů. V případě roztoků o koncentracích vyšších než 1,5% hm. nebyly pozorovány změny viskozity vlivem přidaných iontů. Reologické chování bylo porovnáno také s roztoky bez přídavku elektrolytu a s roztoky kyselé formy karboxymethylcelulózy (CMC-H). Ve druhé části byly provedeny molekulárně dynamické simulace tetrameru hyaluronanu sodného a vápenatého ve vodném prostředí. Byla studována struktura a uspořádání molekul vody v okolí hyaluronanového řetězce. Struktura byla popisována pomocí formalismu radiálních distribučních funkcí. Získané výsledky v případě systému obsahující pouze sodné ionty jsou v souladu s dříve publikovanými údaji. Přítomnost vápenatých iontů nezpůsobuje kvalitativní změnu v průběhu radiálních distribučních funkcí oproti systému se sodnými ionty.
|
|
|
Teplotní závislost karagenanu a hyaluronanu
Poledňáková, Halina ; Smilek, Jiří (oponent) ; Hurčíková, Andrea (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zaměřuje na teplotní závislost -karagenanu, nízkomolekulárního hyaluronanu (250–450 kDa) a vysokomolekulárního hyaluronanu (1 500–1 750 kDa) ve vodném prostředí. Pro popis změn vlastností těchto látek v závislosti na teplotě byla použita reologická metoda. Práce je orientována na charakterizaci viskoelasických vlastností prostřednictvím měření paměťového (elastického) a ztrátového (viskózního) modulu -karagenanu a hyaluronanu o různé molekulární hmotnosti a koncentraci v závislosti na teplotě (20–50 °C, případně pro -karagenan 20–80 °C). Pro zkoumání teplotních závislostí byla dále použita technika s názvem ultrazvuková spektroskopie s vysokým rozlišením (HR-US), kde byla měřena relativní ultrazvuková rychlost vybraných koncentrací -karagenanu a vysokomolekulárního hyaluronanu v závislosti na teplotě ohřevu a ochlazování (20–80 °C). Měření teplotních závislostí probíhalo pro různé frekvence otáčení senzoru reometru/frekvence ultrazvukové vlny. Znalosti o teplotní závislosti jsou důležité zejména při aplikaci zkoumaných látek v medicínských aplikacích, konkrétně při degradaci vlivem vysoké teploty. Ze získaných dat byly stanoveny teploty bodu gelace a tání karagenanu.
|
|
|
Mikroreologie biokoloidních systémů
Hnyluchová, Zuzana ; Omelka, Ladislav (oponent) ; Kráčalík, Milan (oponent) ; Pekař, Miloslav (vedoucí práce)
Cílem předložené dizertační práce bylo důkladné studium pasivních mikroreologických technik, jakožto nových metod pro možnost charakterizace viskoelastických vlastnosti látek, které vykazují jisté výhody či možnosti poskytnou doplňkové informace k dlouhodobě využívané klasické reologii. Z široké škály pasivních metod byly během přípravy dizertační práce v praxi zavedeny a využity jednočásticová video - mikroreologie s vyhodnocením pomocí IDL softwaru, mikroreologie založená na rozptylu světla – DLS mikroreologie a FCS mikroreologie. Navíc byl také vytvořen skript v prostředí Matlabu pro jednoduché vyhodnocení viskozity vzorku z velmi malého objemu. Aplikovatelnost těchto metody byla zkoumána u nejrůznějších biokoloidních systémů jako jsou roztoky či gely kyseliny hyaluronové, ke studiu vlastností mezifázových rozhraní či studiu procesu gelace agarosových gelů. Z velké části byly výsledky porovnávány a s výsledky klasické reologie. Na základě získaných dat byla diskutována možnost využitelnosti dané metody pro konkrétní systém, či případná doporučení pro budoucí měření. Byly také nastíněny hlavní výhody či limity měřitelnosti jednotlivými technikami v porovnání s metodou klasické reologie.
|
|
|
Výpočtová simulace vibrací gumového silentbloku
Krupa, Lukáš ; Návrat, Tomáš (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá výpočtovým modelováním vibrací gumového silentbloku metodou konečných prvků (MKP). Práce zahrnuje popis experimentálních měření materiálových charakteristik gumy při statickém a dynamickém zatížení a jejich použití pro určení vhodného viskoelastického a hyperelastického modelu materiálu pro danou aplikaci. Závislost dynamické tuhosti silentbloku na frekvenci zatížení získaná výpočtovým modelováním je validována s experimentálním měřením. Na závěr jsou vyšetřovány odchylky mezi simulací a experimentem a jejich příčiny.
|
|
|
The effect of viscoelasticity and operating conditions on friction of compliant contacts
Quinn, Cheney ; Daniel, Matej (oponent) ; Nečas, David (vedoucí práce)
Compliant contacts containing polymer or rubber members may be found in both technical and biological applications. Despite the development in the field, certain effects influencing the tribological performance of these contacts are yet to be investigated. This work investigates the effects of kinematic conditions, configuration, viscoelasticity, and lubricant viscosity on friction in lubricated compliant contacts. Experimental data were also used to develop a numerical simulation capable of predicting fluid friction in compliant contacts. Mini Traction Machine (MTM) in the ball-on-disc configuration was used to successfully gain insight into the behaviour of compliant contacts, allowing the investigation of the mentioned effects. Findings in the technical applications have confirmed that viscoelastic effects are present in all configurations, being soft-on-hard, hard-on-soft and soft-on-soft, where they seem to be more profound in the configurations using compliant discs. The experimental data also suggest that the slide-to-roll ratio affects rolling friction in all configurations which is contrary to current literature. Data from the biological applications suggest that native lubricants may be substituted by simple lubricants under certain conditions. These findings have the potential to lay the ground for further investigations of compliant contacts.
|
|
|
Influence of particle size on microreology experiments using fluorescence correlation spectroscopy
Valovič, Stela ; Sedláček, Petr (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
This diploma thesis deals with microrheology measured via the fluorescence correlation spectroscopy. As microrheological probes, fluorescently marked nanoparticles of 5 sizes in the range of 10-100 nm, were used. The particles had been immersed in a variety of concentrated glycerol solutions and agarose gels of different concentrations, and the FCS measurement revealed a diffusion coefficient of individual particles in each environment. Based on the coefficient, the viscosity of the glycerol needed to stop the particles could be determined. Particles of 10 nm size were not stopped even by the 100 wt% glycerol. In the case of the agarose gels, a combination of higher agarose concentration and larger particles resulted in an increase in the diffusion coefficient to an unlikely high value. This was caused probably by an agarose autofluorescence and the value indicates stopping of the particles in the given agarose gel. Later, the data acquired by the FCS measurement were converted to MSD curves using MATLAB software. The thesis discusses the influence of the experimental parameters on the shape of the MSD curve. The results showed that the number of particles and autocorrelation function have the most significant effect.
|
|
|
Morphogenesis and Viscoelastic Properties of Dimethacrylate Networks
Bystřický, Zdeněk ; Lehocký, Marián (oponent) ; Bradna, Pavel (oponent) ; Jančář, Josef (vedoucí práce)
The thesis deals with the investigation of dimethacrylate networks morphogenesis. Simple model resin mixtures used in this work were based on the monomers, which are typically employed as the components of matrix systems of dental resin composites. Kinetics and mechanisms of polymer networks formation were studied with respect to a structure of monomers, molar ratio of comonomers, and a concentration of the radical polymerization initiation system. Calculated profiles of functional groups conversion and polymerization rate were used as a basis for understanding and interpretation of mechanisms of networks morphogenesis and comparison with known models. Furthermore, kinetics of thermal degradation process was studied because it is closely related to the morphology of the networks. Then, temperature dependence of viscoelastic modulus was determined and the relationship between supramolecular structure of dimethacrylate networks and their viscoelastic response within the given temperature range was quantified. Polymerization kinetics was studied by differential photo-calorimetry (DPC) and infrared spectroscopy (FTIR). Process of thermal degradation was analyzed using thermo-gravimetric analysis (TGA). Viscoelastic parameters were measured using dynamic-mechanical analysis (DMA). Reactivity of dimethacrylate systems is derived from the molecular structure of monomers, because it affects mobility of reacting species during polymerization. Kinetics of polymerization is controlled by diffusion. Rate of diffusion is given by the monomer rigidity, concentration of functional groups, and an impact of physical interactions. The mobility restrictions, affecting growing chains, pendant side chains and free monomers, lead to monomolecular termination of macroradicals and limited degree of conversion. Since the mobility is restricted severely from the early phases of the reaction, i.e. from the gel point, phase separation is suppressed despite any potential thermodynamic instability, and the copolymerization process is random. This was confirmed by identification of single glass transition temperature in DMA experiments of copolymers. Heterogeneous character of morphogenesis is related to a varying reactivity of pendant functional groups. In the early phases of the polymerization, propagation proceeds via intramolecular attack of the radical site to the pendant, leading to the primary cycle formation. Probability of the cyclization is increased by flexibility of the monomer backbone. Heterogeneity of the curing reaction is characterized by formation of internally crosslinked structures, i.e. microgels, followed by their interconnections. On contrary, rigidity of the monomer leads to a higher effectivity of crosslinking and more homogeneous morphology of the corresponding networks. Presence of the inhomogeneities, characterized by coexistence of structurally distinct regions, is related to a two-step mechanism of thermal decomposition. Progress of the storage modulus and the glass transition temperature correlate with the network stiffness, effectivity of crosslinking, and the presence of physical interactions that reinforce the structure beyond the scope of covalent crosslinking. Structural heterogeneity is manifested by broad transition region indicating wide variations in relaxation times. Experimental data are in qualitative correlation with the numerical models that simulates kinetics of free radical network polymerization.
|
|
|
Vliv rychlosti deformace na deformačně-napěťové závislosti tkání aorty
Slažanský, Martin ; Fuis, Vladimír (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Práce se zabývá zhodnocením vlivu rychlosti zatěžování na deformačně napěťovou charakteristiku tkáně aorty, aby tak bylo možné odhadnout chybu hyperelastických modelů, které zanedbávají viskoelastické efekty, jež jsou typické pro měkké živočišné tkáně. Pomocí experimentu a následného vyhodnocení bylo zjištěno, že v rozsahu rychlosti zatěžování od 0,167 do 5,000 mm/s je vliv rychlosti zatěžování zanedbatelný. Odchylka při přechodu na konstitutivní model byla výrazně větší než odchylka mezi soubory dat lišících se různými rychlostmi deformace, což znamená, že použití deformačně napěťových křivek lišících se různými rychlostmi zatěžování v daném rozsahu na výsledný model nemá vliv. Jako nejlepší z uvedených výpočtových modelů se jeví hyperelastický model Yeoh za použití MKP.
|
|
|
Mikrorheologie v systémech polymerních koloidů
Bjalončíková, Petra ; Sedláček, Petr (oponent) ; Venerová, Tereza (vedoucí práce)
Moje bakalářská práce byla zaměřena na zhodnocení využitelnosti metody mikroreologie při výzkumu polymerních koloidů. Použitými polymery byly polystyren sulfonát sodný a karboxymethyl celulóza. Pro měření mikroreologie byly použity částice o různém poloměru (1 m a 4 m). Výsledky získané metodou pasivní mikroreologie byly porovnány s výsledky získanými klasickou reologií. Měřením bylo zjištěno, že obě pozorované látky mají viskózní charakter. Hodnoty viskozit polymerů byly u zředěných roztoků shodné u obou metod. U koncentrovaných roztoků docházelo k odchylkám. Důvodem jsou polymerní sítě, které u koncentrovanějších roztoků neumožňují částicím dostatečný pohyb.
|
|
|
Extrakce a aplikace keratinu z ovčí vlny
Jahnová, Kateřina ; Veselá, Mária (oponent) ; Kovalčík, Adriána (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá izolací keratinu z ovčí vlny a použitím tohoto proteinu v kompozitních filmech. Cílem bylo porovnat výtěžnost alkalické hydrolýzy ovčí vlny za užití různých koncentrací hydroxidu sodného. Bylo zjištěno, že nejvíce efektivní byla alkalická hydrolýza použitím 2% (hm.) hydroxidu sodného, která vykazovala 80% úspěšnost v izolaci keratinu. Pomocí infračervené spektroskopie s Fourierovou řadou, diferenční skenovací kalorimetrie a termogravimetrickou analýzou byla potvrzena přítomnost keratinu v izolovaném materiálu z ovčí vlny. Izolovaný keratin byl následně použit jako přídatná látka při přípravě filmů na bázi polyvinyl alkoholu. Mechanické vlastnosti těchto připravených filmů ukázaly, že keratin hrál roli jako aktivní přídatná látka do polyvinyl alkohol kompozitů.
|
host ::
RSS.