|
|
Techniky přípravy elektrod s nanostrukturovaným povrchem a jejich charakterizace
Hrdý, Radim ; Trnková, Libuše (oponent) ; Janderka,, Pavel (oponent) ; Hubálek, Jaromír (vedoucí práce)
Nanostruktury fixované na pevném povrchu či koloidní nanočástice dnes pronikají do všech oblastí lidského života, oblast senzoriky a detekce nevyjímaje. Tato disertační práce pojednává o výrobě nanostruktur na povrchu planárních elektrod s využitím uspořádané šablony z oxidu hlinitého jako jedné z mnoha možných technik pro zvětšení aktivního povrchu elektrody, vytvoření unikátních typů povrchů se specifickými vlastnostmi a možnostmi jejich aplikace v oblasti elektrochemické a biochemické detekce. Jako hlavní technika je zde využita metoda anodické oxidace hliníkové vrstvy a využití její schopnosti transformace do nevodivé nanoporézní membrány. Výroba kvalitní membrány s úzkou distribucí velikostí pórů na různých typech metalických multivrstev je jednou z klíčových experimentálních částí této práce. Je zde řešeno několik problémů spojených s její výrobou v tenkovrstvých systémech především odstranění oxidové bariéry mezi nanoporézní maskou a vodivým substrátem. Další částí práce je použití této masky pro výrobu metalických nanostruktur formou elektrolytického vylučování do nanopórů. Vyrobené nanostruktury v podobě nanodrátů, nanotyčinek nebo nanoteček byly charakterizovány pomocí elektronové rastrovací mikroskopie a energiově disperzní nebo vlnově disperzní rentgenovou spektroskopií. Pro výrobu nanostrukturovaných elektrod využitelných v detekci biomolekul byl zvolen povrch tvořený zlatými nanostrukturami z důvodu biokompatibility zlata. Tyto elektrody byly dále charakterizovány pomocí elektrochemické impedanční spektroskopie a cyklické voltametrie. Výsledky těchto charakterizací ukázaly významný vliv geometrických parametrů nanostruktur a jejich rozdílné chování vzhledem k holým planárním elektrodám (bez nanostruktur) včetně změn velikosti elektrochemické aktivní plochy. Jako modelové biomolekuly pro studium potencionálního využití vyrobených zlatých nanostruktur v biosenzorice byly zvoleny guanin a glutation.
|
|
|
Superkondenzátory s kapalnými aprotickými elektrolyty
Bill, Jan ; Dvořák, Petr (oponent) ; Sedlaříková, Marie (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá přípravou kapalných elektrolytů z různých aprotických rozpouštědel s cílem jejich použití jako elektrolytu v elektrochemických superkondenzátorech. Byla vybrána různá aprotická rozpouštědla, kde byly použity soli ve formě LiBF4, LiClO4,LiPF6. Dále byly proměřeny jejich vlastnosti a vybrán nejvhodnější elektrolyt s ohledem na co největší kapacitu systému. V teoretické části je popsána fyzikální podstata superkondezátorů a jejich vlastnosti.V této části jsem se také zabýval elektrolyty, jejich dělením a vlastnostmi, které jsou vhodné pro superkondenzátory. V experimentální části jsou popsány postupy pro přípravu vzorků elektrod, elektrolytů a způsoby proměření jejich kapacit.
|
|
|
Zjišťování charakteristik olověného akumulátoru impedančním měřením
Vaculík, Sebastian ; Neoral, Jiří (oponent) ; Abraham, Pavel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá měřením impedanční charakteristiky kladné experimentální elektrody novou, ve světě ojedinělou, čtyřbodovou metodou střídavým proudem. Teoretická část obsahuje stručný úvod do elektrochemických zdrojů, kam patří i olověné akumulátory, na kterých bylo měření prováděno. Dále je zde popsán princip elektrochemické impedanční spektroskopie a analýza dat, získaných touto metodou, pomocí náhradních obvodů, tvořených pasivními prvky. Experimentální část je věnována popisu měřicího přípravku, pomocí kterého bylo realizováno připojení k měřicímu přístroji, a programu usnadňujícího zpracování výsledků. Hlavním cílem této práce bylo seznámit se s problematikou olověných akumulátorů a s principy impedančního měření. V praktické části pak provést první měření pomocí nové dvoukrokové metody střídavým proudem, založené na elektrochemické impedanční spektroskopii.
|
|
|
Carbon based electrodes for supercapacitors
Moncoľ, Maroš ; Kunovjánek, Miroslav (oponent) ; Dvořák, Petr (vedoucí práce)
This master thesis deals with supercapacitors based on electrical double layer and proper carbon electrodes for this type of supercapacitors. In theoretical part of work is described theory of supercapacitors, energy storage principles and their properties. In the next part are described carbon materials, their properties and electrochemical methods of measurements that we used. In the experimental part is described preparation of electrodes, results and conclusion.
|
|
|
Elektrochemické charakteristiky hořčíkových slitin AZ31 a AZ61 v Hankových roztocích
Minda, Jozef ; Wasserbauer, Jaromír (oponent) ; Tkacz, Jakub (vedoucí práce)
Práca sa zaoberá elektrochemickou charakterizáciou koróznych vlastností perspektívnych materiálov, horčíkových zliatin pre biomedicínske aplikácie. Boli použité tvárnené zliatiny AZ31 a AZ61 a exponované koróznemu prostrediu Hankových roztokov (SBF) na simuláciu podmienok prostredia v živých organizmoch. Na hodnotenie povrchu bola využitá rastrovacia elektrónová mikroskopia (scanning electron microscopy, SEM) s prvkovou analýzou pomocí energiovo-disperznou spektroskopie (EDS). Boli vykonané krátkodobé (5 min) a dlhodobé (72 hod) korózne testy s cieľom optimalizovať metodiku merania a získať korózne parametre – predevšetkým koróznyí potenciál (Ekor), koróznu prúdovú hustotu (ikor), koróznu rýchlosť (vkor) a polarizační odpor (RP). Na vyhodnotenie krátkodobých testov boli využité potenciodynamické skúšky, konkrétne metóda lineárnej polarizácie (LP) a pre dlhodobé experimenty bola využitá metóda elektrochemickej impedančnej spektroskopie (EIS). Z nameraných výsledkov boli porovnané vplyvy zloženia zliatin (AZ31 a AZ61), povrchovej úpravy (brúsenie a leštenie) a zloženia roztoku (SBF bez obsahu Ca, Mg a s obsahom Ca, Mg). Bolo charakterizované komplexné korózne správanie v čase a diskutované možné korózne mechanizmy.
|
|
|
Nanoporous Enzyme-Based Impedimetric Biosensor
Košelová, Z.
The ordered nanopores surfaces has been studied in the field of biosensors for the detection of affinity interactions such as antigen-antibody or nucleic acid hybridization. Nanopores are frequently fabricated by anodic oxidation of aluminium. This method is practically simple method of highly ordered pore formation, but is not suitable for massive production. The principle of detection is usually based on the degree of pore blockage by biomolecular interaction that allows a sensitive electrochemical response. Here we show the development and characterization of the nanopore-based enzymatic biosensor for the detection of analytes. We performed and tested the concept of the simple and versatile method of nanopores formation on the electrode using non-conductive polystyrene nanoparticles. The variability in pore size was modulated by nanoparticles diameter (40 and 80 nm). We measured response of our designed biosensor using electrochemical impedance spectroscopy in presence of redox mediator at low potential. The smaller diameter of nanopores increases charge transfer resistance. Biosensors with 80 nm nanoparticles had behaviour similar to reference without nanoparticles, therefore the pore was too wide for this design. The limit of detection from Rct showed to be at most 0.01 mM for every sample type. This proposed biosensor contributes to the basic knowledge about nanopores sensors, and it could have a potential, for example, in the development of ―point of care‖ devices.
|
|
|
Electrochemical Characterization of Self-Assembled Monolayers Containing Redox Switching Element
Nováková Lachmanová, Štěpánka ; Kocábová, Jana ; Vavrek, František ; Sebechlebská, Táňa ; Šebera, Jakub ; Kolivoška, Viliam ; Lukášek, J. ; Balzer, N. ; Valášek, M. ; Hromadová, Magdaléna
Adsorption properties of molecules containing [Ru(terpy)2]2+ and [Os(terpy)2]2+ redox switching element connected to the electrode surface by tripodal thiolate anchoring groups have been studied together with their charge transfer properties in the adsorbed form. STM-based current-voltage measurements confirmed that the conductance of self-assembled monolayer containing [Os(terpy)2]2+ redox switching element is lower than that containing [Ru(terpy)2]2+ element. This observation agrees with previously observed differences in the electron transfer rate constants of these molecules in their adsorbed state.
|
|
|
Analýza elektrických parametrů kapalného elektrolytu pomocí impedanční spektroskopie
Brabenec, Josef ; Pikula, Stanislav (oponent) ; Havránek, Zdeněk (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá impedanční spektroskopií elektrochemických systémů, zejména kapalných elektrolytů. Metoda impedanční spektroskopie se hojně využívá k popisu elektrochemických článků, baterií a elektrolytů z důvodu diagnostiky v širokém spektru frekvencí. V práci jsou představeny hlavní typy zobrazování impedancí v komplexní a frekvenční rovině, a také základní informace o používaných měřicích metodách a metodách pro impedanční analýzu impedance. Stěžejní část práce byla tvorba SW pro automatizované měření impedancí a odhad parametrů náhradního obvodu pomocí základních a specializovaných obvodových prvků. K aplikaci bylo připraveno pracoviště s vyrobenými elektrodami pro měření kapalných elektrolytů. Funkčnost aplikace byla ověřena při reálných měřeních různě koncentrovaných vodných roztoků se solí. Správnost odhadovaných parametrů náhradního obvodu byla ověřena na změřených jednoduchých obvodech zapojených ze základních obvodových prvků a pomocí komerčně používané aplikace ZView.
|
|
|
Sledování vlivu teploty na nabíjecí a vybíjecí charakteristiky lithium-iontových baterií
Doleželová, Eva ; Máca, Josef (oponent) ; Libich, Jiří (vedoucí práce)
Cílem diplomové práce je seznámit se s problematikou lithium-iontových baterií (Li-ion). Dále se věnuje zejména vybraným komerčním lithium-iontovým bateriím. Součástí diplomové práce bylo také prostudovat základní operační principy, používané materiály, charakteristiky a vývojové směry v oblasti lithium-iontových baterií. V praktické části diplomové práce proběhlo měření klíčových parametrů vybraných typů komerčně dostupných lithium-iontových baterií za běžných teplotních podmínek. Měření bylo opakováno za zvýšené teploty, úkolem bylo pozorovat vliv teploty na vybrané charakteristiky lithium-iontových baterií. Práce obsahuje zhodnocení vlivu zvýšené teploty na vybrané charakteristiky lithium-iontových baterií jak z krátkodobého, tak z dlouhodobého hlediska.
|
|
|
Development of Novel Electrochemical Methods Using Various Membrane Materials for Monitoring of Selected Anticancer Drugs and Phytochelatins
Skalová, Štěpánka ; Barek, Jiří (vedoucí práce) ; Labuda, Ján (oponent) ; Trnková, Libuše (oponent)
Předložená disertační práce je zaměřena na vývoj elektrochemických metod pro sledování vybraných protinádorových léčiv s použitím různých typů membrán pro jejich předběžnou separaci a studiu transportu těžkých kovů za přítomnosti fytochelatinů přes biologickou membránu. Jako modelová látka z oblasti protinádorových léčiv byla použita dobře dostupná sodná sůl kyseliny anthrachinon-2-sulfonové (AQS), neboť je strukturně podobná protinádorovým léčivům odvozeným od anthrachinonu (doxo/daunorubicin), která jsou snadno elektrochemicky oxidovatelná i redukovatelná. Voltametrické chování AQS bylo studováno v katodické oblasti pomocí cyklické voltametrie (CV) a diferenční pulzní voltametrie (DPV) na rtuťovým meniskem modifikované (m-AgSAE) a na leštěné stříbrné amalgámové (p-AgSAE) elektrodě, Získané výsledky byly použity k vývoji mikroobjemové voltametrické cely (MVVC). Vhodnost MVVC k voltametrickému stanovení protinádorových léčiv byla následně potvrzena použitím doxorubicinu (DX) jako další modelové látky. Druhá část práce se zabývá terapeutickým sledováním protinádorových léčiv v krevním oběhu pacienta. K pilotním experimentům byl použit průtokový systém s dialyzačním katetrem a ampérometrickou detekcí. Bylo pracováno při rychlosti průtoku mobilní fáze (fyziologického roztoku (0.9% roztok NaCl)) 5 a...
|
host ::
RSS.