|
STRAIN ENGINEERING OF THE ELECTRONIC STRUCTURE OF 2D MATERIALS
del Corro, Elena ; Peňa-Alvarez, M. ; Morales-García, A. ; Bouša, Milan ; Řáhová, Jaroslava ; Kavan, Ladislav ; Kalbáč, Martin ; Frank, Otakar
The research on graphene has attracted much attention since its first successful preparation in 2004. It possesses many unique properties, such as an extreme stiffness and strength, high electron mobility, ballistic transport even at room temperature, superior thermal conductivity and many others. The affection for graphene was followed swiftly by a keen interest in other two dimensional materials like transition metal dichalcogenides. As has been predicted and in part proven experimentally, the electronic properties of these materials can be modified by various means. The most common ones include covalent or non-covalent chemistry, electrochemical, gate or atomic doping, or quantum confinement. None of these methods has proven universal enough in terms of the devices' characteristics or scalability. However, another approach is known mechanical strain/stress, but experiments in that direction are scarce, in spite of their high promises.\nThe primary challenge consists in the understanding of the mechanical properties of 2D materials and in the ability to quantify the lattice deformation. Several techniques can be then used to apply strain to the specimens and thus to induce changes in their electronic structure. We will review their basic concepts and some of the examples so far documented experimentally and/or theoretically.
|
|
Micro-electromembrane extraction across multiple aqueous and organic phases for selective pretreatment of raw biological samples
Kubáň, Pavel ; Boček, Petr ; Seip, K. F. ; Gjelstad, A. ; Pedersen-Bjergaard, S.
Micro-electromembrane extraction (μ-EME) across multiple aqueous and organic\nsolutions was developed for selective extractions of various analytes from untreated\nbiological samples. The novel approach requires μL volumes of samples and organic\nsolvents, which form consecutive immiscible plugs in a transparent polymeric capillary\nand the extraction process is accelerated by application of d.c. voltage. Number of the\nplugs, their composition, volume and sequence in the extraction capillary can be chosen\nspecifically for each particular application and high variability and selectivity of the\nextraction process can be achieved. In this contribution, we demonstrate suitability of\na five-phase μ-EME system for simultaneous extractions of cations and anions from\nurine and for selective extractions of basic analytes based on their acid-base strength\nfrom plasma.
|
| |
| |
|
ELECTRON BEAM REMELTING OF PLASMA SPRAYED ALUMINA COATINGS
Matějíček, Jiří ; Veverka, J. ; Čížek, J. ; Kouřil, J.
Plasma sprayed alumina coatings find numerous applications in various fields, where they enhance the properties of the base material. Examples include thermal barriers, wear resistance, electrical insulation, and diffusion and corrosion barriers. A typical structure of plasma sprayed coatings, containing a multitude of voids and imperfectly bonded interfaces, gives them unique properties - particularly low thermal conductivity, high strain tolerance, etc. However, for certain applications such as permeation barriers or wear resistance, these voids may be detrimental.\nThis paper reports on the first experiments with remelting of plasma sprayed alumina coatings by electron beam technology, with the purpose of densifying the coatings and thereby eliminating the voids. Throughout the study, several parameters of the e-beam device were varied - beam current, traverse velocity and number of passes. The treated coatings were observed by light and electron microscopy and the thickness, structure and surface morphology of the remelted layer were determined and correlated with the process parameters. Based on the first series of experiments, the e-beam settings leading to dense and smooth remelted layer of sufficient thickness were obtained. In this layer, a change of phase composition and a marked increase in hardness were observed.\n
|
| |
|
Využití nově syntetizovaného amocharu ke stabilizaci a sorpci kovů a metaloidů.
Ouředníček, P. ; Trakal, L. ; Komárek, M. ; Pohořelý, Michael
Možnost sanace půd, která je většinou založena na principu stabilizace a imobilizace potenciálně rizikových látek, je v posledních letech intenzivně studovanou a zkoumanou problematikou. Jedním z takovýchto stabilizačních činidel je i biochar, tedy forma aktivního uhlí, která má schopnost poutat na svůj povrch celou řadu kontaminantů včetně právě kovů a metaloidů. Biochary mají obecně vysoce aktivní povrch a přítomnost různých funkčních skupin (např. COO–) zodpovědných za tvorbu chelátů a alkalických prvků (Ca2+, K+, Na+ a Mg2+) reprezentující kationtovou výměnu; v kombinaci s vysokými hodnotami pH (7,00 až 10,0) poukazují na jejich efektivní sorpční kapacitu vázat na svůj povrch kovy a metaloidy z roztoku (z půdní vody), zejména pak v kyselých půdách (tedy v oblastech postižených intenzivní důlní činností). Dále lze sorpční účinnost biocharů ještě zvýšit/vylepšit (zejména pak v případech odstraňování As (V) nebo Cr (VI)) a to pomocí různých modifikací. A právě modifikací biocharu pomocí amorfního oxidu manganu (AMO), byl vytvořen nový sorbent AMOchar. Produkt byl připraven přidáváním biocharu přímo do roztoku reaktantů při syntéze AMO. Samotný AMOchar je tak tvořen především Mn-oxaláty, které jsou přítomny ve formě povlaků na povrchu částic biocharu. Sorpční účinnost tohoto sorbentu pak byla i přes poměrně zásadité pH AMOcharu vysoká pro všechny testované rizikové prvky. Konkrétně byla sledována vysoká sorpce nejen pro Pb (téměř 99 %) a Cd (51,2 %) ale i pro As (91,4 %). Modifikace biocharu pomocí AMO též signifikantně snížila extrakci Mn, díky čemuž by nemělo, v případě reálného používání tohoto sorbentu pro sanaci půd, docházet k post-kontaminaci půdy právě manganem, který se uvolňuje z Mnoxalátů při rozpouštění jinak vysoce účinného sorbentu AMO.
Plný tet: SKMBT_22316111113040 -  PDF
Plný text: content.csg - PDF
|
|
Dendrochronologie arktické tundry
Lehejček, Jiří ; Svoboda, Miroslav (vedoucí práce) ; Monika, Monika (oponent)
Historicky bezprecedentní environmentální změny arktických ekosystémů jsou často zasazovány do kontextu jejich vývoje; minulého, ale i očekávaného budoucího. V oblastech s nedostatečnými instrumentálními meteorologickými pozorováními je nutné studovat klimatické archivy, které jsou schopny zasadit probíhající environmentální změny do kontextu minulosti. Práce předkládá syntézu jednoho takového archivu jalovce obecného (Juniperus communis) dlouhověkého cirkumpolárního keře arktické tundry. Na úrovni anatomie buňky bylo prozkoumáno 20 keřů. Kromě ekologických nároků druhu se tím odkryl i jeho potenciál pro environmentální a klimatické rekonstrukce. Mezi klíčové výsledky patří následující:
i) Zastavení exponenciálního zvětšování plochy vodivého aparátu s věkem je v rozporu s přirozeným charakterem tohoto fenoménu u stromů. To naznačuje, že keře nepotřebují zajišťovat potřeby vody a živin klasickými cestami zákonů hydraulické konduktivity ale spíše pomocí jiných mechanismů. Extrémní podmínky tedy limitují výškový vzrůst rostlin, které kvůli nim mění převládající směr svého růstu z vertikálního na horizontální. Jednotlivé projevy počasí však na vzrůst působí pravděpodobně odlišně. Zatímco sníh a vítr ovlivňují růst kmene/větví mechanicky, pak teplota spíše fyziologicky. Až do věku, kdy je mladý keř schopen ustát silný vítr ve vzpřímené pozici a jeho kmínek/větve mají dostatečnou resilienci se po odtání sněhové pokrývky opět narovnat, roste vzhůru a plocha vodivého aparátu se zvětšuje. Současně s tím teplota, resp. cykly opakovaného mrznutí a rozmrzání, způsobuje konzervativní vývoj keře, který preferuje bezpečnost (limitní velikost plochy vodivého aparátu) před hydraulickou efektivitou, čímž se brání embólii, ale tím i dalšímu výškovému růstu. Všechny tyto (ale i další) faktory jsou zřejmě dohromady zodpovědné za postupný přechod od vertikálního ke kvazihorizontálnímu růstu. Od této chvíle již není potřeba (ani to není fyziologicky možné) dále zvětšovat plochu vodivého aparátu, jelikož voda přestává být transportována proti gravitaci.
ii) Tento věkový/růstový trend je nutné uvažovat při dalším využívání růstových parametrů v paleoenvironmentálních studiích. Buněčné parametry by tedy neměly být využívány k těmto účelům, pokud nejsou správně detrendovány. To umožní nejen přesnější ale i delší rekonstrukce, protože je možné využít celý život rostlin včetně často opomíjené juvenilní fáze.
iii) Předložena je i rekonstrukce tání jihozápadní části Grónského ledovcového štítu (GrIS) během 20. st. Tato oblast je považována v rámci celého GrIS za nejaktivnější. Dle naší rekonstrukce není míra současného tání GrIS v kontextu 20. st. neobvyklá, resp. je srovnatelná s prvními dekádami 20. st. Tento poznatek je významným přispěním do debaty o Atlantické meridionální zpětné cirkulaci (AMOC). A sice, příliš velký přítok sladké studené vody do severního Atlantiku v důsledku tání GrIS může zpomalit nebo dokonce zastavit AMOC, což by způsobilo prohloubení kontinentálního charakteru evropského klimatu. Naše výsledky tak ukazují, že tato hranice leží výše, než je současná míra tání GrIS.
Jalovec obecný je fascinující arktický keř, který prokázal schopnost zodpovědět množství ekologický a environmentálních otázek. Především díky své dlouhověkosti a četnosti má obrovský potenciál stát se významných účastníkem arktického výzkumu.
|
|
Populačně genetický rozbor plemene starokladrubský kůň
Vostrá Vydrová, Hana ; Majzlík, Ivan (vedoucí práce) ; Karel, Karel (oponent)
Starokladrubský kůň, spolu s plemenem lipicán, andaluský kůň a lusitano, patří mezi plemena starošpanělského a staroitalského typu a je chováno ve dvou barevných variantách (bělouši a vraníci). Protože se jedná o uzavřenou populaci, je populace ohrožena ztrátou genetické proměnlivosti. Genetická rozmanitost a populační struktura byla analyzována u starokladrubského koně na základě rodokmenových záznamů jedinců registrovaných v plemenné knize. Dále byly identifikovány faktory, které mohou ovlivnit genetickou variabilitu starokladrubského plemene. Rodokmenové záznamy použité v analýze zahrnovaly data o 7971 jedincích v rozmezí let 1729 až do roku 2013. Rodokmenové záznamy zahrnovaly 33 generací předků, s průměrnou kompletností rodokmenu 15,1. Efektivní počet zakladatelů a předků přispívajících do současného genofondu populace byl 92,69 a 17,16. Průměrné hodnoty koeficientů příbuzenské plemenitby byly následující: 13 % (s maximální hodnotou 29 %) pro referenční populaci (jedince schopné reprodukce n=612 jedinců), 11 % pro variantu běloušů (s maximální hodnotou 25 %) a 15% pro vranou variantu (s maximální hodnotou 29 %). Podíl inbredních jedinců v celé referenční populaci představoval 99 %. Průměrný nárůst koeficientu příbuzenské plemenitby z generace na generaci nabýval hodnot: 1% pro celou referenční populaci, 0,8 % pro variantu běloušů a 1,1 % pro variantu vraníků. Těmto hodnotám odpovídaly také hodnoty efektivní velikosti populace, které byly odhadnuty: 52 jedinců pro referenční populaci, 62 jedinců pro bílou variantu a 45 jedinců pro variantu vraníků. Odhadnuté ztráty genetické rozmanitosti z důvodu nenáhodného páření uvnitř sledované populace a barevných subpopulací byly 1 % pro celou referenční populaci a pro variantu běloušů a 1,2 % pro variantu vraníků. Celková ztráta genetické rozmanitosti pro celou referenční populaci a pro variantu běloušů a vraníků dosahovaly hodnot 11 %, 13% a 17%.
|
|
Antioxidační, anti-proliferační a imunomodulační účinky ovoce, zeleniny a hub in vitro
Doskočil, Ivo ; Havlík, Jaroslav (vedoucí práce) ; Orsák, Matyáš (oponent)
V poslední době stoupá zájem o nalezení nových druhů rostlin a hub, které mají antioxidační nebo antiproliferační aktivitu. Tento zájem je vyvolán zejména jejich možným léčivým a potravinovým využitím při mnoha onemocněních, které mohou být spojeny s oxidačním stresem, jako jsou například zánětlivá onemocnění střev, kardiovaskulární onemocnění, hypertenze nebo nádorová onemocnění.
Tato práce předkládá charakterizaci in vitro antioxidační a anti proliferační aktivity vybraných 19 džusů a 28 metanolových extraktů z ovoce a zeleniny, které jsou běžnou součástí jídelníčku. Dále 13 etanolových extraktů jedlých hub řádu chorošotvarých (Popyporales). Pro stanovení antioxidační aktivity byly využity metody
2,2 diphenyl 1 picrylhydrazyl (DPPH); absorbance kyslíkových radikálů (oxygen radical absorbance capacity ORAC) a inhibice produkce oxidu dusnatého (NO). Cytotoxicita byla měřena pomocí metody MTT využívající tetrazolovou sůl 3 [4,5 dimetyltiazol 2 yl] 2,5 difenyltetrazol bromid; a pro stanovení imunomodulační aktivity byla použita metoda fagocytární aktivity lidských neutrofilních granulocytů. Dále byl zjišťován celkový obsah fenolů (TPC) a ß glukanů, jako potenciálně aktivních složek podílejících se na těchto aktivitách.
Z výsledků je patrné, že z testovaných vzorků ovoce a zeleniny vykazovaly nejvyšší antioxidační aktivitu džusy (TPC = 1603,2 mg GAE/l džusu; ORAC = 438,5 umol TE/g) a extrakty (ORAC 836,6 umol TE/g;
DPPH = 404,6 umol TE/g) z plodů brusnice borůvky (Vaccinium myrtillus), následované džusem z papriky (Capsicum L.)(TPC = 642,1 mg GAE/l džusu; ORAC = 127,9 umol TE/g) a extraktem z ředkve bílé (Raphanus sativus L.)(ORAC = 724,5 umol TE/g; DPPH = 52,2 umol TE/g). Z testovaných druhů ovoce a zeleniny inhibovaly produkci NO džusy z cibule kuchyňské (Allium cepa L)(snižoval produkci NO o 57 %) a mandarinka (Citrus reticulata Blanco)(o 52 %) spolu s extrakty z brokolice (Brassica oleracea var. botrytis italica) (o 21 %) a pomeranče (Citrus sinensis Pers.) (o 10 %). Z jedlých hub byl stanoven nejvyšší obsah fenolových sloučenin u Lentinus tigrinus (Bull.) (houževnatec tygrovaný) Fr. (TPC = 216,2 umol GAE/g extraktu), Ganoderma lucidum (Curtis) P. Kras (lesklokorka lesklá)(TPC = 257,9 umol GAE/g extraktu) a Royoporus badius (Pers.) A.B. De (choroš smolonohý)(TPC = 257,8 umol GAE/g extraktu). Obsah ß glukanů byl nejvyšší u Sparassis crispa (Wulfen) Fr. (kotrč kadeřavá)(117,4 mg/g extraktu). Významný efekt na fagocytární aktivitu granulocytů byl zaznamenán u Neolentinus lepideus (Fr.) Redhead & Ginns, Polyporus squamosus (Huds.) Fr. (choroš šupinatý) a S. crispa. U poslední ze zmíněných hub byl taktéž zaznamenán mírný inhibiční účinek vůči buněčné linii HT 29 kolorektálního karcinomu člověka (IC50 = 107 ug/ml extraktu).
Výsledky naznačují, že některé námi testované rostliny a houby mohou být perspektivní ve snižování následků vzniklých v důsledku oxidačního stresu, který má podíl na celé řadě onemocnění a snížení toho oxidačního stresu může vést ke snížení progrese těchto onemocnění. Výsledky naznačují možný mechanismus účinku na lidské zdraví, při jejich interpretaci je však třeba brát v úvahu, že in vitro testy a screeningy jsou prvním stupněm systematického výzkumu těchto účinků a slouží pro výběr kandidátů pro návazné podrobnější studie.
|
host ::
