|
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.
|
|
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.
|
|
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.
|
|
Spolupráce středních škol s externími firmami v přípravě školních vzdělávacích programů
Tulach, David ; Lačev, Alek (vedoucí práce) ; Hochel, Matej (oponent)
Tato práce, Spolupráce středních škol s externími firmami v přípravě školních vzdělávacích programů, se zabývá otázkou, zdali je možné a přínosné, aby střední školy spolupracovaly s firmami na přípravě či úpravě svých vzdělávacích programů za cílem zlepšení kvality vzdělávání. Po prvotních příspěvcích ze strany odborníků, které na tuto otázku odpovídaly negativně, byl pohled zaměřen na kořen věci - na čem stojí historické pilíře školství a pedagogiky, co o učení se a výuce říká věda, jak pedagogika reaguje na krizi věd. Při porovnání literárních zdrojů a závěrů z rozhovorů s odborníky v kombinaci s analýzou stop a výsledků činnosti odborníků dalších byla stanovena teorie, že veřejné školství dospívá do bodu krize, ve své podstatě se od svého vzniku nezměnilo a nejlepším řešením může být vytvoření alternativních vzdělávacích institucí.
|
|
(100) substrate processing optimization for fabrication of smooth boron doped epitaxial diamond layer by PE CVD
Mortet, Vincent ; Fekete, Ladislav ; Ashcheulov, Petr ; Taylor, Andrew ; Hubík, Pavel ; Trémouilles, D. ; Bedel-Pereira, E.
Boron doped diamond layers were grown in an SEKI AX5010 microwave plasma enhanced chemical vapour deposition system. Effect of surface preparation, i.e. polishing and O2/H2 plasma etching on epitaxial growth on type Ib (100) HPHT synthetic diamonds were investigated. Using optimized substrate preparation, smooth (RRMS ~ 1 nm) boron doped diamond layers with metallic conduction and free of un-epitaxial crystallites were grown with a relatively high growth rate of 3.7 μm/h. Diamond were characterized by optical microscopy, optical profilometry, atomic force microscopy and Hall effect.
|
|
Frekvenčně stabilizovaný polovodičový laserový zdroj pro interferometrii s vysokým rozlišením
Řeřucha, Šimon ; Hucl, Václav ; Holá, Miroslava ; Čížek, Martin ; Pham, Minh Tuan ; Pravdová, Lenka ; Lazar, Josef ; Číp, Ondřej
Sestavili jsme experimentální laserový systém, založený na laserové diodě typu DBR (Distributed Bragg Reflector), frekvenčně stabilizovaný na absorpční čáry v parách molekulárního jodu. Laserový systém operuje na vlnové délce ležící v blízkosti vlnové délky stabilizovaných helium-neonových (HeNe) laserů (tj. 633 nm), které představují de-facto standardní laserový zdroj v oblasti metrologie délek. Cílem bylo ověřit, že parametry takového systému umožní jej využít jako náhradu právě He-Ne laserů, která navíc umožní větší rozsah a větší šířku pásma přeladění optické frekvence a vyšší výkon. Experimentálně jsme ověřili základní charakteristiky laserového zdroje, které jsme dále porovnali s charakteristikami typického frekvenčně stabilizovaného He-Ne laseru. K tomu jsme využili experimentální uspořádání blízké typickým využitím laserové interferometrie v metrologii délky. Výsledky prokazují, že laserový systém, založený na laserové diodě DBR představuje vhodný zdroj pro aplikace v (nano) metrologii délky tím, že zachovává fundamentální požadavky na laserový zdroj jako frekvenční stabilita a koherenční délka a zároveň umožňuje přeladění optické frekvence o více než 0.5 nm s šířkou pásma modulace až několik MHz, vyšší výkon v řádu několika mW a díky stabilizaci i fundamentální metrologickou návaznost.
|
|
Možnosti monitorování laserového svařovacího procesu
Horník, Petr ; Mrňa, Libor
Se zvyšujícími se nároky na kvalitu svarů se běžně používá automatické strojní svařování s monitorováním procesu. Výsledná kvalita svaru je do značné míry ovlivněna chováním paroplynové dutiny - keyhole. Nicméně, její přímé pozorování během svařovacího procesu je prakticky nemožné a je nutné použít nepřímé metody. V ÚPT vyvíjíme optické metody sledování procesů založené na analýze záření laserem indukovaného plazmatu pomocí Fourierovy a autokorelační analýzy. Pozorovat vstupní otvor keyhole je částečně možné prostřednictvím koaxiální kamery umístěné na svařovací hlavě a následného zpracování obrazu. Vysokorychlostní boční kamera pomáhá pochopit dynamiku plazmového obláčku. Prostřednictvím optické spektroskopie plazmatu, lze studovat excitaci prvků v materiálu. Proud ochranné atmosféry může být vizualizován za použití schlierové metody.\n\n
|
|
New Methods for Increasing Efficiency and Speed of Functional Verification
Zachariášová, Marcela ; Dohnal, Jan (oponent) ; Steininger, Andreas (oponent) ; Kotásek, Zdeněk (vedoucí práce)
In the development of current hardware systems, e.g. embedded systems or computer hardware, new ways how to increase their reliability are highly investigated. One way how to tackle the issue of reliability is to increase the efficiency and the speed of verification processes that are performed in the early phases of the design cycle. In this Ph.D. thesis, the attention is focused on the verification approach called functional verification. Several challenges and problems connected with the efficiency and the speed of functional verification are identified and reflected in the goals of the Ph.D. thesis. The first goal focuses on the reduction of the simulation runtime when verifying complex hardware systems. The reason is that the simulation of inherently parallel hardware systems is very slow in comparison to the speed of real hardware. The optimization technique is proposed that moves the verified system into the FPGA acceleration board while the rest of the verification environment runs in simulation. By this single move, the simulation overhead can be significantly reduced. The second goal deals with manually written verification environments which represent a huge bottleneck in the verification productivity. However, it is not reasonable, because almost all verification environments have the same structure as they utilize libraries of basic components from the standard verification methodologies. They are only adjusted to the system that is verified. Therefore, the second optimization technique takes the high-level specification of the system and then automatically generates a comprehensive verification environment for this system. The third goal elaborates how the completeness of the verification process can be achieved using the intelligent automation. The completeness is measured by different coverage metrics and the verification is usually ended when a satisfying level of coverage is achieved. Therefore, the third optimization technique drives generation of input stimuli in order to activate multiple coverage points in the veri\-fied system and to enhance the overall coverage rate. As the main optimization tool the genetic algorithm is used, which is adopted for the functional verification purposes and its parameters are well-tuned for this domain. It is running in the background of the verification process, it analyses the coverage and it dynamically changes constraints of the stimuli generator. Constraints are represented by the probabilities using which particular values from the input domain are selected. The fourth goal discusses the re-usability of verification stimuli for regression testing and how these stimuli can be further optimized in order to speed-up the testing. It is quite common in verification that until a satisfying level of coverage is achieved, many redundant stimuli are evaluated as they are produced by pseudo-random generators. However, when creating optimal regression suites, redundancy is not needed anymore and can be removed. At the same time, it is important to retain the same level of coverage in order to check all the key properties of the system. The fourth optimization technique is also based on the genetic algorithm, but it is not integrated into the verification process but works offline after the verification is ended. It removes the redundancy from the original suite of stimuli very fast and effectively so the resulting verification runtime of the regression suite is significantly improved.
|
host ::
