|
|
Fyzikálně chemická charakterizace vlastností tenkých reflexních vrstev na křemíkových podložkách
Rozsívalová, Zdeňka ; Studýnka, Jan (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá analýzou povrchu a charakterizací optických vlastností tenkých vrstev vytvořených plazmovou polymerací hexamethyldisiloxanu (HMDSO) na křemíkovém podkladě v RF plazmatu v průmyslovém depozičním zařízení. Takto vytvořené vrstvy slouží jako ochranné povlaky na reflexní vrstvy v reflektorech automobilů nebo na solárních panelech. Teoretická část se zabývá plazmatem, jeho výskytem, vlastnostmi, diagnostikou a aplikací. Jsou zde zmiňovány tenké vrstvy, jejich tvorba a charakterizace i teoretické seznámení s monomerem (a skupinou, do které patří), ze kterého se tvoří zkoumaná vrstva. Jsou zde zmíněny i nejčastěji používané metody pro diagnostiku vrstev, jako je infračervená spektroskopie a elipsometrie. Jelikož dochází během používání k degradaci materiálu působením vnějších podmínek, zabýváme se i vlivem stárnutí a degradace vrstev na jejich vlastnosti. K tvorbě vrstev byla použita průmyslová depoziční komora AluMet 1800V firmy Leybold optics instalovaná ve firmě Zlín Precision. Vrstvy byly vytvářeny za různých podmínek, které byly voleny tak, aby byly blízké skutečným podmínkám používaným v technologii. Při depozicích byly použity různé výkony (2-5 kW) a byly realizovány série depozic pro různé průtoky monomeru. Dále byl studován vliv příměsi kyslíku na vytvářené vrstvy. Kvůli kontrole procesů probíhajících v plazmatu byla během depozice snímána optická emisní spektra spektrometrem Jobin Yvon Triax 320. Z každé série vzorků byla část dále podrobena expozici UV zářením (48 hodin při výkonu 0,68 W/m2 na vlnové délce 340 nm) za účelem simulace podmínek, které mohou ovlivňovat vlastnosti vrstev v praxi. Povrch byl zkoumán pomocí měření spektrální intenzity odraženého světla v různých úhlech pozorování. Spektra odraženého světla byla proměřena ve viditelné oblasti pro úhel mezi dopadajícím a odraženým paprskem 40-150° s krokem 10°. Bylo realizováno i měření různých vzorků pod stejným úhlem a zjišťovaly se vlivy podmínek na intenzitu odraženého světla. Ve výsledcích jsou porovnány hodnoty pro vybrané úhly a úhlové závislosti pro vybranou vlnovou délku ze středu viditelné oblasti světla a infračervené oblasti. Spektrální odrazivost nezávisí významně na výkonu a příměsi kyslíku. U degradovaných vzorků dochází k posunu odraženého světla do červené oblasti, přičemž nezávisí na výkonu ani průtoku monomeru. Přidáním kyslíku během depozice je tento negativní jev významně potlačen. Charakterizace vrstev byla provedena pomocí infračervené (IČ) spektroskopie, kde se zkoumaly změny složení a rozdíly způsobené změnami podmínek při tvorbě vzorků. Výsledky těchto měření jsou bohužel spíše jen orientační, protože byly použity podmínky standardního depozičního procesu a vrstvy byly jen velmi tenké, což zapříčinilo značný šum v měřených spektrech. Výsledky ukázaly, že při vyšším průtoku monomeru dochází k větší absorbanci světla, zřejmě v důsledku větší tloušťky vytvořené vrstvy. Rovněž s rostoucím průtokem kyslíku se intenzita absorbance zvyšuje, přičemž se ve struktuře celkem pochopitelně objevují i některé další vazby.
|
|
|
Optimalizace postupu izolace a charakterizace amorfních PHB granulí
Kratochvíl, Zdeněk ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
V rámci této práce byly nejprve připraveny artificiální PHB granule. Pomocí dynamického a elektroforetického rozptylu světla byl studován vliv použitého rozpouštědla PHB, vliv teploty a délky působení ultrazvukové lázně, vliv teploty odpaření rozpouštědla a vliv povahy stabilizačních látek. Nejvhodnější parametry byly pozorovány u granulí připravených rozpuštěním PHB v chloroformu, stabilizací CTAB nebo lecitinem, ultrasonifikací při 35 °C a následným odpařováním chloroformu při 60 °C. Na základě výsledků ATR-FTIR a Ramanovy spektroskopie bylo zjištěno, že PHB v artificiálních granulích byl krystalický. Nativní PHB granule byly izolovány z bakterií Cupriavidus necator pomocí lysozymu, deoxyribonukleázy a rozrušením buněk ultrazvukem nebo digescí buněk s alkalázou, SDS a EDTA. Granule získané oběma izolačními postupy byly charakterizovány pomocí ATR-FTIR, Ramanovy spektroskopie, technikami rozptylu světla a DSC. Výsledky analýz ukázaly, že druhý zmíněný postup je pro získání polymeru v amorfním stavu mnohem efektivnější. Polymer uvnitř granulí izolovaných tímto způsobem byl navíc i tepelně stabilnější. Nakonec byly vzorky nativních PHB granulí vystaveny vlivu acetonu, lipázy a chlornanu sodného s tím, že by tyto látky měly v různé míře zvýšit krystalinitu polymeru. Nejvyšší krystalinity PHB bylo dosaženo po jejich ošetření lipázou.
|
|
|
Diagnostika plazmochemických depozičních procesů s využitím organokovových sloučenin
Sahánková, Hana ; Dvořák, Pavel (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Tématem diplomové práce je diagnostika plazmochemických depozičních procesů s využitím organokovových sloučenin. Zástupcem organokovových sloučenin byl zvolen titanium (IV)isopropoxid, jenž je často využíván jako prekurzor pro plazmochemické depozice fotokatalytických vrstev TiO2, které nacházejí široké uplatnění v oblasti environmentálních procesů a technik, zejména k odstraňování různých polutantů. Tenké vrstvy obecně se v poslední době staly jedním z nejvyužívanějších způsobů pro povrchové úpravy materiálů. Jsou využívány jako ochranné nebo funkční vrstvy, používají se pro zlepšení povrchových vlastností materiálů jako je např. modifikace adheze k různým sloučeninám. Struktura plazmových polymerů je odlišná od klasického polymeru. Měření probíhalo na komerčním zařízení Plasmatreater AS 400. V teoretické části je popsán aparát pro studium a diagnostiku plazmochemických procesů a technologií. Jako diagnostická metoda byla zvolena optická emisní spektroskopie, proto jsou zde uvedeny její základní poznatky využité v práci. Pro diagnostiku vytvořených tenkých vrstev byla zvolena infračervená spektroskopie a rentgenová fotoelektronová spektroskopie, které jsou rovněž velmi stručně uvedeny v této části práce. Výsledková část se skládá ze dvou oddílů. První oddíl je věnován diagnostice plazmatu pomocí optické emisní spektroskopie pro výboj generovaný v dusíku a pro výboj generovaný ve vzduchu. Měření bylo prováděno při sedmi odlišných střídách a dvou různých průtocích pro každý z pracovních plynů zvlášť. V obou případech jsme identifikovali pásy dusíku prvního negativního a druhého pozitivního systému, radikálu CN, atomárního kyslíku a čar Cr a Cu pocházejících z materiálu trysky. V případě, že byl přidáván prekurzor, byly rovněž identifikovány čáry titanu a pásy TiO. Z identifikovaných čar chromu byly vypočítány elektronové teploty a sestaveny mapy elektronových teplot výboje pro kontinuální a pulzní režim se střídou 70% pro dusíkové plazma s průtokem prekursoru 500 sccm. Mapy výboje byly zpracovány rovněž pro vybranou čáru titanu (520 nm) a vybraný pás TiO (625 nm) za stejných podmínek výboje. Stejné závislosti byly dále studovány na ose výboje v dusíku i v kyslíku za průtoku prekurzoru 1000 sccm v závislosti na použité střídě. Druhý oddíl se věnuje diagnostice deponovaných tenkých vrstev. V případě infračervené spektroskopie byly identifikovány píky anatasu a rutilu. Pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie jsme zjistili, že deponované vrstvy obsahovaly značné množství nedisociovaného prekursoru a na povrchu zůstávalo velké množství radikálů, které vzájemně reagovaly, a zároveň docházelo k sekundární oxidaci. Bylo ukázáno, že tyto nežádoucí procesy lze odstranit žíháním či iontovým leptáním. Všechny výsledky získané během studia depozice mohou být využity při optimalizaci procesu depozice tenkých fotokatalytických vrstev TiO2. Získané zkušenosti s diagnostikou depozičního procesu pak po detainím prostudování vytvářených vrstev umožní predikci vlastností vrstev v závislosti na depozičních podmínkách. To by mělo následně vést k získání komplexních znalostí, které povedou k širšímu využití těchto vrstev v technologické praxi.
|
|
|
Kovové nanostruktury s trojrozměrnou topografií pro plazmoniku
Rovenská, Katarína ; Kvapil, Michal (oponent) ; Ligmajer, Filip (vedoucí práce)
Vďaka vysokej koncentrácii voľných elektrónov môže v kovových nanoštruktúrach dochádzať k plazmovej rezonancii. Podobu frekvenčnej závislosti plazmovej rezonancie nanoštruktúr možno meniť viacerými faktormi, čo rozširuje pole ich uplatnenia, dané ich schopnosťou fokusovať svetlo pod difrakčný limit. Predkladaná práca sa zaoberá výrobou zlatých nanoštruktúr pripravených pomocou elektrónovej litografie na kremíkovom substráte. Topografia substrátu je následne upravená technikou mokrého anizotropného leptania. Súčasťou práce je tiež stručný prehľad metód využívaných k výrobe nanoštruktúr s planárnou i trojrozmernou topografiou. Práca ďalej využitím infračervenej spektroskopie analyzuje vplyv veľkosti, tvaru a rozstupu nanoštruktúr ako aj topografie kremíkového substrátu na optickú odozvu pripravených nanoštruktúr. Výsledky predkladanej práce overujú známe trendy spektrálnej závislosti optických charakteristík na spomenutých parametroch v strednej oblasti infračerveného spektra.
|
|
|
Optický analyzátor koncentrace CO2 v dechu
Škorpík, Daniel ; Milek, Jakub (oponent) ; Čmiel, Vratislav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce pojednává o měření koncentrace oxidu uhličitého v dechu pomocí optického analyzátoru za využití absorpční spektroskopie v infračervené oblasti. Použitá metoda je podrobně popsána s technickým zaměřením na jednotlivé komponenty potřebné pro následnou realizaci. Je vytvořeno schéma obvodu potřebné pro výrobu zařízení s Arduino platformou, sloužící jako hardware k propojení a napájení jednotlivých částí a software pro tvorbu uživatelského prostředí s následným využitím Bluetooth modulu pro přenos naměřených dat na mobilní zařízení, kde jsou prezentovány výsledky v reálném čase.
|
|
|
Exploration of extraterrestrial body impact and UV-driven transformation of atmospheres of terrestrial planets
Knížek, Antonín ; Ferus, Martin (vedoucí práce) ; Kabáth, Petr (oponent) ; Kopecký, Vladimír (oponent)
Klíčová slova: exoplanety, Země, impakty, fotochemie, infračervená spektroskopie, atmosférická chemie Impakty a fotochemie jsou dvěma významnými hnacími silami pro chemické přeměny v planetárních atmosférách. Zatímco UV záření produkované mladými hvězdami kontinuálně poskytuje energii, impakty jsou jednorázové události s dalekosáhlými důsledky. Zvlášť významné jsou pak impakty na mladých kamenných planetách, protože tyto planety jsou vystavovány mnohem vyšším tokům dopadající hmoty, obvykle nazývané "těžké bombardování". Toto bombardování je posledním dozvukem turbulentní planetární akrece a hraje důležitou roli při formování podmínek na planetách, včetně chemického složení, povrchu, chemie atmosfér, produkce aerosolů a pravděpodobně i vzniku života. Budoucí pozorování vesmírnými teleskopy, jako např. Vesmírný dalekohled Jamese Webba nebo Ariel, či pozemskými dalekohledy, jako např. Extrémně velký dalekohled, který je v současnosti konstruován v Chile, mohou určit, zda je toto těžké bombardování běžnou součástí evoluce terestrických planet. Jak impakty, tak fotochemie mohou být efektivně simulovány a studovány v laboratorních podmínkách pomocí moderních metod. Tato práce shrnuje naše výsledky zaměřené na rozpoznávání markerových molekul impaktů a s tím souvisejících termodynamických nerovnováh v...
|
|
|
Komplexní chemická analýza krevních nátěrů
Matěcha, Tadeáš ; Kučková, Štěpánka (vedoucí práce) ; Kolář, Karel (oponent)
Tato diplomová práce se zabývá komplexní chemickou analýzou krevních nátěrů pomocí hmotnostní spektrometrie a infračervené spektroskopie. Teoretická část je zaměřena nejprve na historii používání, vlastnosti a receptury krevních nátěrů, posléze na jejich samotné složení, které je rozděleno na proteinovou a neproteinovou složku, dále na vybrané analytické metody užívané k jejich identifikaci. V experimentální části je vyhodnoceno a diskutováno 41 modelových vzorků a 2 vzorky reálné. K identifikaci proteinové složky byla u všech vzorků použita metoda kapalinové chromatografie s tandemovou hmotnostní spektrometrií typu nano-LC-ESI-Q-TOF MS. Určení množstevního zastoupení jednotlivých typů proteinových přísad v krevních nátěrech bylo provedeno na základě počtu nalezených peptidů pocházejících z proteinů typických pro konkrétní proteinové přísady. Dále se podařilo identifikovat aminokyselinové sekvence, díky kterým je možné určit živočišný původ použité krve. Metodou infračervené spektroskopie, konkrétně technikou zeslabeného úplného odrazu a difúzní reflektance, byla zjištěna neproteinová složka všech vzorků a experimentálně byla diskutována kvantitativní analýza na základě změny intenzit naměřených spekter. Zvláštní kapitola se věnuje identifikaci klihu a navrženému postupu při identifikaci žluči. Na...
|
|
|
Fyzikálně-chemická charakterizace půdních huminových látek izolovaných z hnědozemě modální
Churina, Iuliia ; Doskočil, Leoš (oponent) ; Enev, Vojtěch (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá fyzikálně-chemickou charakterizací půdních huminových látek izolovaných z hnědozemě modální na základě mezinárodního postupu IHSS. Huminové látky jsou organické sloučeniny vyskytující se v půdě a mají významný vliv na půdní procesy a vlastnosti. Cílem této práce je získat detailní informace o fyzikálních a chemických vlastnostech huminových látek, jako jsou střední molekulová hmotnost (Mr), spektrální charakteristiky, elementární složení a termická stabilita. Vzorky půdních huminových látek byly charakterizovány termickými technikami, jako jsou termogravimetrická (TGA) a elementární analýza (EA). Pro analýzu vzorků byly použity různé instrumentální metody, jako jsou UV/Vis spektrometrie, infračervená spektrometrie a fluorescenční spektrometrie. Výsledky této práce mohou přispět k lepšímu porozumění půdních procesů a vlastností, což může vést k vylepšení zemědělské produkce a ochraně životního prostředí.
|
|
|
Možnosti využití vibrační spektroskopie při studiu interakcí přírodní organické hmoty s modelovými polutanty
Stehlíková, Kristína ; Enev, Vojtěch (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Hlavným cieľom tejto diplomovej práce bolo overenie potenciálu využitia pokročilých techník spracovania infračervených spektier, konkrétne analýzy hlavných komponentov (PCA), za účelom sledovania interakcií prírodnej organickej hmoty s organickými polutantmi. Prírodná organická hmota bola reprezentovaná štandardom humínových kyselín IHSS Leonardite a za zástupcov organických iónov boli zvolené aromatické farbivá metylénová modrá a Rhodamin 6G a tiež alifatická látka Septonex. Ich interakcie boli potom sledované pomocou infračervenej spektroskopie, ktorej využitie pre tento účel bolo overené v mojej bakalárskej práci. Na získané infračervené spektrá vytvorených komplexov a pripravených slepých vzoriek bola napokon aplikovaná analýza hlavných komponentov, ktorá pomohla odhaliť spektrálne zmeny na prvý pohľad nerozoznateľné v samotných spektrách. Bolo zistené, že najpravdepodobnejším mechanizmom interakcie humínových kyselín s aromatickými polutantmi sú - interakcie, zatiaľ čo pri viazaní alifatických látok je predpokladaná elektrostatická povaha interakcie.
|
|
|
Soli 2-aminoethanolu a ferrocenových kyselin
Zábranský, Martin ; Štěpnička, Petr (vedoucí práce) ; Němec, Ivan (oponent)
Pro výstavbu krystalové struktury pevných látek byla využita kombinace kompaktního ale flexibilního ferrocenového skeletu s intermolekulárním vazebným potenciálem a konformační variabilitou (2-hydroxyethyl)amoniového strukturního motivu. Krystalizace v systémech kyselin ferrocenkarboxylové, 2-ferrocenyloctové, 3-ferrocenylpropionové, 3-ferrocenylakrylové, 3-ferrocenylpropiolové, ferrocen-1,1'-dikarboxylové a ferrocen- sulfonové s 2-aminoethanolem poskytly krystaly příslušných solí. Získané krystalické produkty byly charakterizovány obvyklými metodami (1 H jaderná magnetická rezonance, infračervená spektroskopie, elementární analýza) a byla určena jejich krystalová struktura rentgenovou difrakcí na monokrystalu. Krystalové struktury získaných solí obsahují složité dvojrozměrné sítě elektrostaticky podporovaných silných vodíkových vazeb. Za účelem studia potenciálně jednodušších systémů silných vodíkových interakcí byly provedeny krystalizace v systémech ferrocenkarboxylové kyseliny s 2-(methylamino)ethanolem a 2-(dimethylamino)ethanolem. Tyto experimenty však kromě jednoduché soli s prvním jmenovaným aminem poskytly i adukty solí obou bází s výchozí kyselinou v poměru 1:1. I krystalové struktury těchto látek mají vrstevnatý charakter. Ukázalo se však, že podléhají rozkladným procesům za zvýšené...
|
host ::
RSS.