|
|
Využití plazmové trysky pro hojení ran
Dvořáková, Eva ; Márová, Ivana (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
Tato diplomová práce byla zaměřena na možnosti využití plazmové trysky pro urychlení procesu hojení ran. Z mnoha studií jsou známy výhody využití nízkoteplotního plazmatu v medicíně či biomedicínských aplikacích a již dnes je nízkoteplotní plazma využíváno ke sterilizaci zdravotnických prostředků, materiálů či chirurgických nástrojů. Některé studie uvádějí také vysoký potenciál využití plazmové trysky při léčbě kožních ran. V experimentální části této práce byl nejprve s využitím dvou různých zdrojů nízkoteplotního plazmatu proveden in vitro test hojení ran. Zdrojem č. 1 byl mikrovlnný výboj s povrchovou vlnou a jako zdroj č. 2 byl použit pochodňový mikrovlnný výboj. In vitro test hojení ran (scratch test) byl proveden na monovrstvě keratinocytů linie HaCaT a testování bylo uskutečněno za použití různých parametrů. Sledován byl především vliv doby ošetření plazmatem, dále také vliv použitého výkonu plazmového výboje a rovněž vliv průtoku pracovního plynu argonu. Především při použití pochodňového mikrovlnného výboje bylo oproti kontrole zaznamenáno rychlejší hojení rány při většině použitých nastavení. Lze tedy říci, že tento zdroj se jeví jako potenciálně vhodný pro rychlejší hojení ran. Dále byla v práci s využitím MTT testu cytotoxicity sledována také viabilita kožních buněk po jejich oplazmování při použití stejných podmínek jako u in vitro testu hojení ran. Při provedení standardního MTT testu nevykazovaly žádné z použitých nastavení ani zdrojů vůči keratinocytům žádné cytotoxické účinky. Pro ověření správnosti MTT testů byly souběžně provedeny také LDH testy cytotoxicity. Výsledky obou testování se shodovaly a využití nízkoteplotního plazmatu při ošetření pokožky lze tak považovat za bezpečné. Celkově lze z dosažených výsledků konstatovat, že plazmová tryska může nalézt využití v medicíně při hojení kožních ran a chronických defektů jako potenciálně rychlá, levná a účinná metoda.
|
|
|
Electron Ion Recombination in Low Temperature Plasma
Dohnal, Petr ; Glosík, Juraj (vedoucí práce)
Práce se zabývá studiem rekombinace iontů s elektrony při nízkých teplotách metodami Proudícího dohasínajícího plazmatu s Langmuirovou sondou a Stacionárního dohasínajícího plazmatu s Cavity Ring-Down spektrometrem. Jako vůbec poprvé byla zkoumána srážkově radiativní rekombinace iontů Ar+ v teplotním rozsahu 50 - 200 K. Výsledné ternární koeficienty rekombinace ať už asistované neutrálním atomem helia nebo elektronem jsou v dobré shodě s teoretickými předpoklady. Bylo provedeno měření binární a ternární héliem asistované rekombinace iontů H3 + a D3 + s elektrony v teplotním rozsahu 50 - 300 K. Studován byl vliv jaderného spinu na rekombinaci iontů H3 + v teplotním rozsahu 80 - 200 K a byly získány binární a ternární koeficienty rekombinace pro ortho- a para-H3 + . Výsledky tohoto měření naznačují, že při teplotě 80 K para-H3 + rekombinuje podstatně rychleji než ortho-H3 + .
|
|
|
Využití plazmové trysky pro biomedicínské aplikace
Doubravová, Anna ; Márová, Ivana (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na využití sterilizačních účinků nízkoteplotního plazmatu vůči bakteriálním mikroorganismům, které se vyskytují především na lidské pokožce. Proces sterilizace plazmatem je rychlý, účinný, netoxický, šetrný k životnímu prostředí, nákladově efektivní a bezpečný nejen pro obsluhující personál, ale hlavně pro pacienta. Další výhodou využití nízkoteplotního plazmatu je podpora proliferace buněk a hojení ran. Spojením těchto výhod lze dostat účinnou metodu, která by sterilizovala rány šetrně vzhledem k okolní zdravé tkáni a zároveň podpořila regeneraci tkáně poškozené. V experimentální části byly pro dokázání sterilizačních účinků použity grampozitivní i gramnegativní bakterie s ohledem na rozdílnou strukturu buněčné stěny. Jako grampozitivní mikroorganismy byly použity bakterie Staphylococcus epidermidis a Propionibacterium acnes, které způsobují hnisavé záněty kůže. Z grampozitivních bakterií byly vybrány bakterie Serratia marcescens a Escherichia coli. Tyto modelové organismy byly očkovány v různých koncentracích na kultivační půdy a ošetřovány plazmatem ve vzdálenosti 1 mm od povrchu agaru. Mikrovlnný výboj byl generován v argonu při výkonu 9 W, průtoku plynu 5 l/min a při chlazení vodou, aby nedošlo k termálnímu ovlivnění ošetřovaného povrchu. Následně byly nízkoteplotnímu plazmatu vystaveny modelové kožní buňky HaCaT, u nichž byl proveden test na cytotoxicitu plazmatu k dokázání jeho hojivých účinků. Z dosažených výsledků lze konstatovat, že byly v této práci potvrzeny sterilizační účinky nízkoteplotního plazmatu u všech testovaných grampozitivních i gramnegativních bakteriálních kmenů. Na závěr byly provedeny testy při vhodně zvolených podmínkách ošetření na humánních kožních buňkách, kde byla prokázána bezpečnost a použitelnost testovaného nízkoteplotního plazmatu při aplikaci pro urychlení procesu hojení ran.
|
|
|
Generace kovových nanočástic v nízkoteplotním plazmatu v kapalině
Čechová, Ludmila ; Blahová, Lucie (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na generaci kovových nanočástic pomocí nového zdroje nízkoteplotního plazmatu kombinujícího korónový a štěrbinový výboj v kapalinách. Teoretická část je zaměřena na generaci nanočástic pomocí různých typů plazmatického výboje, vlastnosti kovových nanočástic, jejich přípravu dalšími metodami a metody charakteristiky nanočástic. Experimentální část se zabývá přípravou měděných, stříbrných a zlatých nanočástic z roztoků jejich prekurzorů. Byl zkoumán vliv experimentálních podmínek, jako je vliv polarity napětí, vliv koncentrace prekurzoru, vliv přidaného elektrolytu nebo redukčního činidla. Všechny vzorky byly analyzovány pomocí UV-VIS spektrometrie. Pro zjištění velikosti nanočástic byl použit dynamický rozptyl světla. Pro potvrzení přítomnosti nanočástic byly vzorky analyzovány pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu s energo disperzním spektrometrem pro prvkovou analýzu.
|
|
|
Aplikace elektrického výboje v kapalinách pro čistění nekovových archeologických předmětů
Tihonová, Jitka ; Radko,, Tiňo (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na čištění povrchu historického skla z 18. a 19. století s využitím nízkoteplotních elektrických výbojů v roztocích chloridu sodného a uhličitanu draselného a nalezení nejvhodnějšího nastavení podmínek procesu čištění. Pro tvorbu výboje využívajícího audiofrekvenční zdroj byla použita nerezová elektroda a speciálně vyrobený elektrodový systém s wolframovým drátem v kapiláře z křemenného skla. Pro docílení vhodného posouzení očištění pocházely jednotlivé řady vzorků vždy ze stejného kusu historického skla, které bylo rozřezáno na menší části. Ošetřované vzorky byly vždy před čištěním a po čištění vyfoceny a byla vizuálně porovnána možná změna ošetřovaného místa. Následně byly vzorky analyzovány pomocí LA-ICP-MS s použitím liniového skenu plochy. Byly analyzovány ošetřené oblasti vzorků a porovnány s hodnotami analýz neošetřeného vzorku dané řady, jakožto referenčního složení nečistot na povrchu. Byly vybrány sledované izotopy prvků na základě pravděpodobného složení skla, korozních produktů a zeminy, ve které byly vzorky nalezeny. Analýzy byly dále normalizovány na standard NIST 610. Získané výsledky koncentrací prvků byly převedeny na oxidy. Jako klíčové oxidy pro rozhodování o nejúčinnějším čištění v každé řadě vzorků byly vybrány Na2O, MgO, SiO2, P2O5 a K2O. Jako nejúčinnější čištění vzorku bylo zvoleno to, kde byl největší rozdíl hodnot vybraných prvků mezi čištěným vzorkem a referenčním vzorkem. Byly sestaveny čtyři řady těchto roztoků a pro každou z nich byla měněna jedna veličina. Jako proměnné byly vybrány složení a vlastnosti roztoků, frekvence zdroje napětí a doba opracování. Při proměnné době opracování byly tři vzorky očištěny bez přerušení působení výboje. Pro dva vzorky byla doba opracování rozdělena na intervaly působení výboje 30 sekund s dobou nepůsobení výboje po dobu 1 minuty. Tímto způsobem se zjišťovalo, zda se bude následná povrchová analýza kvalitou lišit vlivem difuze částic do vzorku. Pro všechna čištění byla zaznamenána frekvence zdroje vysokého napětí a vypočteny výkony dodávané do plazmatu. Zároveň před samotným čištěním vzorků byla u řad roztoků s měnící se vodivostí proměřena emisní spektra. Měření na OES probíhalo při zapáleném výboji a emisní spektrum tak zobrazilo aktivní částice plazmatu, které se pravděpodobně zúčastňují čistícího procesu skla. Emisní spektra byla proměřena i po proběhnutí čištění, aby se zjistilo, zda se koncentrace aktivních částic změnily, nebo se objevily spektální čáry látek, které byly odstraněny z povrchu skla. Bylo zjištěno, že nejúčinnější čištění vzorku 1 (změna vodivosti NaCl) bylo v roztoku o vodivosti 900 S/cm. Nejúčinnější čištění vzorku 4 a vzorku 7 (změna vodivosti K2CO3) bylo v roztoku o vodivosti 600 S/cm. Nejúčinnější čištění vzorku 6 (změna frekvence) bylo při frekvenci = (15200 ± 30) Hz. Nejúčinnější čištění vzorku 5 (změna doby opracování) bylo provedeno v rozsahu sedmi minut bez časové prodlevy. V rámci dalšího výzkumu by bylo vhodné vyzkoušet kombinace těchto nejúčinnějších čištění na více vzorcích, aby se tak potvrdily zjištěné poznatky. Dále se výzkum může rozšířit o další roztoky nebo vyzkoušet čištění pomocí jiných plazmových zdrojů (např. mikrovlnných výbojů).
|
|
|
Plazmochemické odstraňování korozních vrstev bronzu
Miková, Petra ; Slavíček, Pavel (oponent) ; Tiňo, Jozef (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
V této dizertační práci byla řešena problematika aplikace nízkotlakého nízkoteplotního plazmatu na vrstvy korozních produktů na bronzu. Vrstvy korozních produktů na vzorcích byly připravovány uměle. Díky tomu měly stejné složení a mohly být během experimentů nevratně zničeny, což by u reálných archeologických artefaktů nebylo možné. Vzorky byly nařezány z bronzu, slitiny mědi a cínu, s ohledem na velikost plazmochemické aparatury. Pomocí XRF bylo zjištěno složení bronzu. Každý vzorek byl před uložením do korozně aktivního prostředí omyt etanolem a osušen proudem teplého vzduchu. Až do této fáze byl postup pro všechny vzorky stejný. Při tvorbě vrstev korozních produktů bylo potřeba zohlednit dva faktory: časové možnosti a reálnost korozně aktivního prostředí. Díky kladení důrazu na jeden či druhý faktor vzniklo několik skupin vzorků s různě degradovanými povrchy. Nejrychlejším způsobem bylo umístění vzorků do korozní komory, kde na ně působil roztok chloridu sodného za zvýšené teploty. Vzorky zkorodovaly během několika dnů. Delším, ale z hlediska kompaktnosti lepším způsobem, se ukázal postup, kdy byly vzorky uzavřeny do exsikátoru. Na jeho dně se nacházela Petriho miska s anorganickou kyselinou, v našem případě kyselinou chlorovodíkovou. Tímto způsobem zkorodovaly vzorky během jednoho měsíce. Nejdelším, ale nejrealističtějším, postupem bylo zakopání vzorků do půdy respektive do kompostu. Tento postup však prodloužil délku tvorby vrstev korozních produktů na dva roky. Po vytažení vzorků z kteréhokoliv korozního prostředí, byly vzorky vysušeny za sníženého tlaku a následně byly uloženy do bariérové folie společně s absorbéry vlhkosti a kyslíku. Vzorky s takto připraveným vrstvami korozních produktů byly ošetřeny v nízkotlakém nízkoteplotním plazmatu. Ošetření probíhalo v aparatuře, jejímž základem byl reaktor – válec z křemenného skla o průměru 100 mm a délce 900 mm. Do reaktoru byl přiváděn pracovní plyn nebo směs pracovních plynů o celkovém průtoku 50 sccm. V našem případě se jednalo o čistý vodík nebo jeho směs s argonem. Odtah vzniklých plynných sloučenin zajišťovala rotační olejová vývěva. Před ošetřením byl tlak v reaktoru 10 Pa, během ošetření 150 Pa. Energie byla do systému dodávána z vysokofrekvenčního generátoru (13,54 MHz) přes dvě měděné elektrody umístěné vně reaktoru. Podle způsobu dodávání energie bylo ošetření prováděno v kontinuálním nebo v pulzním režimu. Během experimentu byla sledována teplota vzorku a vyhodnocována emisní spektra z OES. Teplota vzorku se během výzkumu ukázala jako jeden z klíčových faktorů. Měření probíhalo nejprve termočlánkem, později se přešlo na teplotní čidlo s optickým přenosem dat. Byla stanovena bezpečná teplota a tou se poté řídil celý proces. Dále byl zkoumán vliv způsobu dodávání energie, velikosti dodávaného výkonu, velikosti vzorku, přítomnosti inkrustačních vrstev a složení pracovního plynu. Po aplikaci plazmatu byly vzorky analyzovány pomocí SEM – EDX a XRD. Po vyhodnocení získaných poznatků a zkušeností byl ošetřen reálný artefakt – bronzové dláto z naleziště u Boskovic. K tomuto artefaktu chyběla dokumentace, proto ho bylo možno použít k ověření získaných poznatků o plazmochemické redukci.
|
|
|
Electron Ion Recombination in Low Temperature Plasma
Dohnal, Petr ; Glosík, Juraj (vedoucí práce)
Práce se zabývá studiem rekombinace iontů s elektrony při nízkých teplotách metodami Proudícího dohasínajícího plazmatu s Langmuirovou sondou a Stacionárního dohasínajícího plazmatu s Cavity Ring-Down spektrometrem. Jako vůbec poprvé byla zkoumána srážkově radiativní rekombinace iontů Ar+ v teplotním rozsahu 50 - 200 K. Výsledné ternární koeficienty rekombinace ať už asistované neutrálním atomem helia nebo elektronem jsou v dobré shodě s teoretickými předpoklady. Bylo provedeno měření binární a ternární héliem asistované rekombinace iontů H3 + a D3 + s elektrony v teplotním rozsahu 50 - 300 K. Studován byl vliv jaderného spinu na rekombinaci iontů H3 + v teplotním rozsahu 80 - 200 K a byly získány binární a ternární koeficienty rekombinace pro ortho- a para-H3 + . Výsledky tohoto měření naznačují, že při teplotě 80 K para-H3 + rekombinuje podstatně rychleji než ortho-H3 + .
|
|
|
Čistění povrchů archeologických nálezů pomocí plazmatu generovaného ve vodných roztocích
Tihonová, Jitka ; Grossmannová, Hana (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na plazmatické ošetření vzorků historické keramiky s využitím nízkoteplotních elektrických výbojů ve vodných roztocích. Byly vybrány čtyři vzorky – dva z období Kultury lužických popelnicových polí a dva z Novokřtěnecké fajáns. Čištění probíhalo při minimálním výkonu zdroje napětí. Pro tvorbu výboje využívajícího audiofrekvenční zdroj byla použita nerezová elektroda a speciálně vyrobený elektrodový systém s wolframovým drátem v kapiláře z křemenného skla. Před a po čištění byla provedena prvková analýza elektronovou mikroskopií (SEM) a hodnoty byly porovnány s analýzou jádra materiálu. Vzorky Kultury lužických popelnicových polí byly vyčištěny bez poškození povrchu. Jeden ze vzorků Novokřtěnecké fajáns byl poškozen. Pro zjištění příčiny se pokus zopakoval na skle. Došlo se k závěru, že poškození bylo způsobeno termálním stresem. Druhý vzorek z tohoto období byl vyčištěn již bez poškození. Následující výzkum se bude věnovat přesnému stanovení podmínek přístroje a modifikaci roztoku a povrchu vzorků pro nejefektivnější čištění historické keramiky.
|
|
|
Degradace organických znečišťujících látek ve vodě nízkoteplotním plazmatem na bázi pokročilých procesů
BALAKRISHNAN, Syam Krishna
vysoké energetické výtěžky, 5,1 x 10-2 g/kWh pro verapamil a 2,3 x 10-2 g/kWh pro atrazin. Verapamil byl zcela odstraněn ozonizací během 1,5 min, zatímco atrazin byl téměř kompletně odstraněn během 4 min. Rychlostní konstaZnečištění vody organickými kontaminanty a dalšími antropogenními látkami je jedním z hlavních globálních problémů současnosti. Vodní kontaminanty zahrnují pesticidy, farmaceutika a prostředky osobní péče (FPOP), steroidní hormony a syntetická barviva. Tradiční postupy, jako je UV ozařování v dezinfekčních dávkách, koagulace, flokulace, srážení, mikrofiltrace a ultrafiltrace, jsou pro úplné odstranění organických znečišťujících látek ve vodě neúčinné, zatímco tzv. pokročilé oxidační procesy (POP), jsou velmi účinné při oxidaci velkého množství organických sloučenin. Mezi nejrozšířenější POP řadíme heterogenní fotokatalýzu na bázi UV, nebo viditelného slunečního záření, elektrolýzu, Fentonovu reakci, ozonizaci, ultrazvuk a oxidaci vzduchem za mokra. POP jsou založeny na bázi generování vysoce reaktivních hydroxylových radikálů (oOH), které napadají organické znečišťující látky. Nicméně, životnost těchto radikálů je pro jejich efektivní využití velmi krátká. Z tohoto důvodu jsou radikály generované plazmatem postoupeny širokému výzkumu. Tři různé typy plazmatu (Dielektrický bariérový výboj, klouzavý výboj a elektrohydraulický jiskrový výboj) byly použity ke sledování degradační kinetiky cílových znečišťujících látek ve vodě. Nejdříve byla úspěšně provedena v reaktoru DBV degradace atrazinu, verapamilu a hydrokortizonu. Po 90 minutách zpracování DBV všechny cílové znečišťující látky byly téměř zcela odstraněny. Přítomnost meziproduktů byla potvrzena HPLC / UV analýzou. Účinnost dielektrického bariérového výboje na degradaci atrazinu a hydrokortizonu byla také zkoumána. Atrazin byl téměř úplně degradován po 90 minutách ošetření DBV. Rychlostní konstanta tohoto procesu byla 0,029 min-1 a odpovídající poločas rozpadu byl 24 min. Po 90 minutách vystavení účinku, 54% atrazinu bylo přeměněn na CO2. Hydrokortizon byl také zcela degradován po 90 minutách ošetření DBV. Rychlostní konstanta tohoto procesu byla 0,050 min-1 a odpovídající poločas rozpadu 14 min. Po pěti hodinách ošetření, 21% z hydrokortizonu bylo přeměněno na CO2. Struktura meziproduktů byla identifikována metodou HPLC/MS analýzy. Byly také navrženy věrohodné mechanismy pro degradaci cílových znečišťujících látek. Byla zkoumána degradační kinetika a mechanismus degradace verapamilu ve vodě po ošetření KV. V závěrečné části byla zkoumána degradační kinetika verapamilu a atrazinu, pomocí elektrohydraulického jiskrového výboje a ozonizace. Během jiskrového výboje bylo 87 % verapamilu a 83 % atrazinu degradováno během 40 min. Rychlostní konstanta degradačních procesů byla 0,065 min-1 pro verapamil a 0,094 min-1 pro atrazin. Uvedený výkon výboje byl 60 W a je velmi nízký ve srovnání s výkonem KV. Výsledkem je, že byly dosaženy relativně nty degradačních procesů byly 2,56 min-1 v případě verapamilu a 0,769 min-1 pro atrazin. Výkon použitý během ozonizace byl velmi nízký (20 W), ve srovnání s plazmatem, což vede k vysokým výtěžkům energie 9,4 g/kWh pro verapamil a 1,6 g/kWh pro atrazin. Degradační kinetika verapamilu a atrazinu ve vodě byla porovnána pro DBV, KV, EJV a ozonizaci. Nejkratší poločas rozpadu verapamilu a atrazinu byl pozorován při použití ozonizace. Ozonizace tudíž se jeví jako nejúčinější metoda pro AOP rozklad verapamilu a atrazinu ve vodě.
|
|
|
Electron Ion Recombination in Low Temperature Plasma
Dohnal, Petr ; Glosík, Juraj (vedoucí práce) ; Čurík, Roman (oponent) ; Novotný, Oldřich (oponent)
Práce se zabývá studiem rekombinace iontů s elektrony při nízkých teplotách metodami Proudícího dohasínajícího plazmatu s Langmuirovou sondou a Stacionárního dohasínajícího plazmatu s Cavity Ring-Down spektrometrem. Jako vůbec poprvé byla zkoumána srážkově radiativní rekombinace iontů Ar+ v teplotním rozsahu 50 - 200 K. Výsledné ternární koeficienty rekombinace ať už asistované neutrálním atomem helia nebo elektronem jsou v dobré shodě s teoretickými předpoklady. Bylo provedeno měření binární a ternární héliem asistované rekombinace iontů H3 + a D3 + s elektrony v teplotním rozsahu 50 - 300 K. Studován byl vliv jaderného spinu na rekombinaci iontů H3 + v teplotním rozsahu 80 - 200 K a byly získány binární a ternární koeficienty rekombinace pro ortho- a para-H3 + . Výsledky tohoto měření naznačují, že při teplotě 80 K para-H3 + rekombinuje podstatně rychleji než ortho-H3 + .
|
host ::
RSS.