|
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.
|
| |
|
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
|
|
Plazmové stříkání z kapalné fáze: interakce kapaliny s proudem plazmatu a vznik nástřiku
Tesař, Tomáš ; Mušálek, Radek ; Medřický, Jan ; Lukáč, František
Plazmové stříkání z kapalné fáze je rychle se rozvíjejícím odvětvím žárového stříkání. Hybnou silou vývoje jsou unikátní vlastnosti, které vrstvy deponované z kapalné fáze nabízejí, jako je vysoká tvrdost, vysoká odolnost vůči tepelným šokům či nízká tepelná a elektrická vodivost. Klíčovým faktorem ovlivňujícím výsledný vzhled a vlastnosti vyrobeného nástřiku je zvolený vstupní materiál, kterým může být suspenze jemného prášku či roztok. Parametry dané suspenze (koncentrace pevné fáze, viskozita, povrchové napětí, chemické složení, atd.) či roztoku (zejména koncentrace) pak ovlivňují interakci s proudem plazmatu, která má na výslednou mikrostrukturu zásadní vliv. Tento příspěvek přibližuje problematiku interakce kapalného vstupního materiálu s plazmatem a ukazuje možnosti studia mechanismů růstu nástřiku.
|
|
Stanovení obsahových látek u vybraných druhů a odrůd růží.
Slavíková, Eva ; Sus, Josef (vedoucí práce) ; Súkeníková, Tereza (oponent)
Tato bakalářská práce je zaměřena na porovnání nejvýznamnější obsahové látky s významnými antioxidačními účinky, vitaminu C, v plodech vybraných druhů a odrůd růží. Bylinné přípravky jsou mnohdy lidmi vnímány jako prostředky "druhé volby" při neúspěchu alopatické léčby, která je zaměřena především na potlačování symptomů nemoci, pomíjí však zdraví celého člověka. Bylinné přípravky jsou proto častou alternativou pro terapii vleklých chronických onemocnění. Podkladem práce je rozsáhlá literární rešerše a výsledky měření provedených v laboratoři. Literární část práce obsahuje popis botanického zařazení rostlin růží, je zde uvedena základní charakteristika jednotlivých druhů růží a jejich morfologické znaky. V následujících kapitolách je zpracován přehled o účinných látkách obsažených v plodech růží a jejich vliv na zdraví člověka. V praktické části bakalářské práce obsahuje výsledky laboratorních testů pro zjištění obsahu kyseliny askorbové u jednotlivých druhů vzorků plodů růží, a dále obsahuje i výsledky vážení a měření jednotlivých druhů vybraných vzorků plodů růží. V úvodu praktické části jsou uvedeny i vybrané druhy růží a jejich stručný původ a popis. Pro účely praktické části byly vybrány vzorky druhů Rosa canina L. - růže šípková, Rosa davidii Crép. - růže Davidova, Rosa glauca POURR. - růže sivá, Rosa moyesii HEMSL. et WILS. - růže Moyesova, Rosa multibracteata HEMSL. et WILS. - růže mnoholistenová, Rosa nitida WILLD. - růže lesklá, Rosa pimpinellifolia L. - růže bedrníkolistá, Rosa rugosa THUNB. - růže svraskalá, Rosa 'Provins rose' a Rosa 'Sissinghurst Castle'. Výsledky praktické části jsou zpracovány do tabulek a grafů a potvrzují vysoký obsah vitaminu C v plodech růží. Tento obsah se pohybuje v rozmezí cca 300 - 900 mg.100 g-1. Vzhledem k rostoucímu zájmu o alternativní léčebné přístupy a "čisté" přírodní produkty lze předpokládat, že řada rostlin z čeledi Rosaceae si i nadále zachová své místo v léčebné praxi. Díky svým rozmanitým účinkům a možnostem zpracování budou kromě léčby akutních i chronických onemocnění využívány i při výrobě kosmetických přípravků.
|
|
Analýza chovu mléčných krav na vybrané biofarmě
Plášková, Pavlína ; Toušová, Renata (vedoucí práce) ; Ducháček, Jaromír (oponent)
Cílem bakalářské práce bylo zhodnotit podmínky chovu dojeného skotu v ekologickém zemědělství a porovnat je s konkrétními údaji vybrané ekologické farmy Bílčice, která je součástí ekologického zemědělství od roku 2011 a zaměřuje se na chov českého strakatého skotu a produkci biomléka. V teoretické části se práce zabývá charakteristikou dojených plemen skotu, hlavními cíli a zásadami ekologického zemědělství, problematikou welfare, šlechtěním a kontrolou užitkovosti, technologií ustájení, výživou a krmením, technologií dojení, produkcí mléka, reprodukcí, zdravotní problematikou a ekonomikou chovu. V praktické části jsem hodnotila ukazatele mléčné užitkovosti (produkce mléka, % bílkovin, % tuku) a reprodukční ukazatele (mezidobí, servis perioda, inseminační index a procento zabřeznutí po první inseminaci). Na farmě bylo ustájeno 650 kusů dobytka, z toho 200 kusů dojnic převážně českého strakatého plemene. Sledování se provádělo v roce 2013. Denní množství nadojeného mléka se pohybovalo kolem 2 750 kg. Za laktaci byla užitkovost v roce 2013 6 100 kg mléka, 3, 89 % tuku a 3, 34 % bílkovin. Dojnice jsou ustájeny ve volné stáji s vysokou podestýlkou, dojení probíhá 2 x denně v rybinové dojírně. Mléko je dodáváno obden do mlékárny Olma, a.s. V letním krmném období jsou krávy pravidelně vyháněny na pastvu. Jsou dokrmovány 10 kg jetelotravní senáží a 6 kg šrotu (ječmen, pšenice, triticale). V zimním krmném období jsou zvířata ve stájích. Krmná dávka se skládá ze 45 kg jetelotravní senáže, 6 kg šrotu, 2 kg lupiny a 1 kg kukuřice v době rozdojování. Minerální lizy mají krávy celoročně ( 100g / ks / den). V přechodné formě hospodaření se užitkovost krav pohybovala v roce 2010 na 7 477 kg mléka a hodnota ČR byla 7 726 kg mléka. Po vstupu do ekologického zemědělství v roce 2013 klesla mléčná užitkovost na farmě na 6 100 kg mléka a průměr ČR se zvýšil na 8 370 kg mléka. V přechodném způsobu v roce 2010 bylo dosaženo 4, 03 % tučnosti a v roce 2013 (ekologické zemědělství) 3, 89 %. Rozdíl mezi roky 2010 a 2013 je 0, 14 %. Bílkoviny za rok 2010 byly 3,39 % a v roce 2013 3,34 %. Ze sledovaných reprodukčních ukazatelů měla farma vždy průměrné výsledky. U servis periody 96 dní a mezidobí 400 dní, inseminační index 1,8 a procento zabřezávání po 1. inseminaci bylo 54,2 %.
|
|
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.
|
|
Individuální hlasová variabilita a informace o rozeznávání predátorů obsažené ve vokální komunikaci morčat domácích (Cavia porcellus)
Baklová, Aneta ; Baranyiová, Eva (vedoucí práce) ; František, František (oponent)
Morčata reprezentují domestikované prekociální hlodavce, kteří se stali běžnými domácími mazlíčky. Od narození naplno vokalizují. Práce byla věnována zvukovým projevům mláďat morčat. Cílem práce bylo 1) určit věk, kdy bude prokazatelná vokální individualita zvuku whistle; 2) otestovat možné ultrazvukové signály
a 3) prozkoumat antipredační chování a varovné zvuky v přítomnosti vzdušného (dravec) a pozemního predátora (pes) a člověka (kontrolní test).
Celkem 16 mláďat morčat bylo otestováno na vokální individualitu, 28 mláďat na ultrazvukové signály a 27 odrostlých mláďat na rozeznávání predátorů. V rámci testování vokální ontogeneze v průběhu prvních 9 dnů od narození, byly pozorovány změny jak v časových a frekvenčních parametrech, tak i v parametrech intenzity. Při testování vokální individuality validovaná diskriminační analýza (DFA) založena
na deseti akustických parametrech přiřadila jednotlivé zvuky ke správným jedincům
s následující úspěšností: den 1 = 71,9 %, den 3 = 58,8 %, den 5 = 53,10 %, den
7 = 50,60 % a den 9 = 63,10 %. Nejvyšší naměřená frekvence u zvuku whistle byla 30,03 kHz. Při rozpoznávání predátorů byly měřeny reakce strnutí, útěk a ostražitost.
V přítomnosti psa morčata reagovala nejdéle a nejčastěji strnutím. Při vystavení dravci jsem u morčat nejdéle a nejčastěji pozorovala útěk a následné strnutí. Na přítomnost člověka morčata nejvíce reagovala ostražitostí. Zaznamenala jsem pouze dva případy výstražných signálů - drrr v přítomnosti psa a chirrup jako reakci na dravce.
V práci jsem dospěla k závěrům, že: 1) individualita morčat je prokazatelná od prvního dne života morčat a míra individuálně rozdílných vokálních parametrů se
s věkem mění; 2) morčata jsou schopna vokalizovat do frekvence 30 kHz, ale pro jejich komunikaci nejsou vysokofrekvenční signály klíčové; 3) morčata rozeznávají pozemní a vzdušné predátory, ale varovné zvuky vydávají jen zřídka.
|
|
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.
|
|
Využití popela ze spalování biomasy
Ochecová, Pavla ; Tlustoš, Pavel (vedoucí práce) ; Radim, Radim (oponent)
V České republice, podobně jako i v jiných zemích Evropské unie, dochází k rozvoji využití obnovitelných zdrojů energie. Důvodem je mimo jiné závazek členských států EU dosáhnout podílu 20 % energie získané z obnovitelných zdrojů do roku 2020, a tím se snižuje závislost národních hospodářství na fosilních palivech a importech energetických surovin, omezuje se tvorba skleníkových plynů, a v neposlední řadě se přispívá i k rozvoji zaměstnanosti v jednotlivých regionech.
Jedním z nejčastěji využívaných zdrojů obnovitelné energie je biomasa, především dřevní biomasa. Spalování patří mezi nejběžnější technologie využívající nahromaděné energie z biomasy k produkci tepla. Vedlejším produktem těchto technologií je popel, jehož složení je odvislé od složení vstupní suroviny i od technologie použité pro spalování.
Popel se skládá z širokého spektra chemických prvků a jejich sloučenin, mezi nimiž dominují prvky jako Si, Ca, Mg, Al, K a P. Tyto prvky byly součástí biomasy rostlin, ale mohou pocházet i z prachu zachyceného během růstu na povrchu rostlin, či jsou společně s biomasou sklizeny - například zbytky zeminy, kameny apod.
Vezmeme-li v úvahu zvyšující se počet instalovaných zařízení na spalování biomasy v České republice, a tedy i nárůst produkce popelů, je nutné se začít seriózně zabývat otázkou možného druhotného využití těchto popelů. Jednou z vhodných možností se zdá být, dle zahraničních zkušeností, a vzhledem k vysokému obsahu cenných živin, aplikace na zemědělskou či lesní půdu.
Při aplikaci popelů na půdu jsou důležitými faktory kromě jiného typ popela, jeho dávka a typ půdy, neboť půdní aditivum má většinou vliv na mobilitu prvků v půdě a na půdní vlastnosti. Nevhodně zvolený popel či jeho dávka mohou způsobit omezení příjmu živin rostlinami nebo kontaminaci půdy rizikovými prvky či sloučeninami.
Je tedy zřejmé, že pro případné zemědělské využití je třeba testovat popele ze spalování biomasy na půdách a rostlinách, podrobně popsat jejich vliv a hledat nejvhodnější kombinace pro konkrétní půdy a plodiny v našich podmínkách.
|
host ::
