|
|
Study of Chemical Processes in Extraterrestrial Atmospheres
Chudják, Stanislav ; Ferus, Martin (oponent) ; Matejčík, Štefan (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
The aim of this work is study of chemical processes in extraterrestrial atmospheres and the synthesis of organic compounds formed in electrical discharges in gaseous mixtures. Presented study focuses on the simulation of the atmosphere of Titan. The most common composition of the gaseous mixture was methane (1-4 sccm) in 200 sccm of nitrogen. Measurements with trace amounts of oxygen and carbon dioxide were also performed. In addition to the composition of the gas mixture, the experiments also varied the value of the electrical power delivered from 2 W - 12 W. The measurements were carried out at laboratory temperature but also at liquid nitrogen temperature, which made the experiment closer to the real conditions on Titan. Identification of the synthesized gaseous products in the reactor was carried out mainly by proton ionization mass spectrometry. Further measurements were using ion mobility spectrometry and Fourier transform infrared spectrometry. The discharge itself was characterised by optical emission spectrometry, confirming the presence of active nitrogen species and radicals arising from methane. In addition, the first negative and nitrogen second positive systems as well as the violet CN radical system were identified in the measured spectra. From the nitrogen second positive system, the rotational temperature was determined to be 2300 2400 K. The vibrational temperature was also determined from this system depending on the concentration of the gas mixture composition from 3100-3400 K. The vibrational temperature was calculated from the nitrogen first negative system, but it decreased slightly with methane concentration and increased with power in the interval from 3950-4350 K. The vibrational temperature obtained for the violet spectral CN system had similar dependence, with values ranging from 5900-7700 K. A number of aliphatic hydrocarbons, some aromatic hydrocarbons and also amino or cyano compounds were detected at laboratory temperature using a PTR-MS. The highest molecular weights at laboratory temperature were up to 150 g.mol-1 with hydrogen cyanide, acetylene or acetonitrile being the most abundant compounds. In measurements at liquid nitrogen temperature, nearly 200 substances up to a molecular weight of 500 g.mol-1 were identified. Even in low temperature measurements, acetonitrile or diacetylene were the dominant substances, but hydrogen cyanide was not so abundant as at ambient temperature. Small amount of oxygen was also used in the measurements and under these conditions, e.g. formamide or acetone were among the significant detected substances. In both laboratory and low-temperature measurements, it was confirmed that with increasing methane concentration, higher molecular weight substances were formed and lower number of simple substances were formed. The same dependence was observed with increasing power delivered to the system. The thesis also includes measurements by ion mobility spectrometry. The most important gas detected was ammonia, followed by propane-2-ol, ethanol and most likely diethylamine. The last measurements were obtained by FTIR. The basic spectrum shows bands belonging to aliphatic hydrocarbons (3050-2800 cm-1) and aromatic compounds (benzene at 1506 cm-1), nitrogen substituted hydrocarbons bands (1350-1600 cm-1 and 3200 3400 cm-1) were identified too. The spectrum further contains peaks of HCN (713cm-1) and C2H2 (729 cm-1) from which graphs of methane concentration dependence was obtained
|
|
|
Výroba a charakterizace plazmonických antén na zvolené tenké vrstvě s cílem získat zesílenou absorbci díky přítomnosti silné vazby
Vodička, Martin ; Kepič, Peter (oponent) ; Liška, Jiří (vedoucí práce)
Systémy se silnou vazbou nabízí mnoho významných aplikací v různých oblastech, například fotonice, chemii, nelineární optice a dalších. Tato bakalářká práce je zaměřena na výrobu kovových plazmonických struktur vhodných pro vznik silné vazby mezi lokalizovanými povrchovými plazmony antén a fonony tenké vrstvy hexagonálního nitridu boru (hBN) v infračervené oblasti. V případě navození silné vazby by mělo dojít ke zvýšení absorpce, díky které lze tento systém použít na výrobu detektoru infračerveného záření, tzv. mikrobolometru. Práce shrnuje důležité poznatky z teorie elektromagnetického pole, popisuje vznik silné vazby z pohledu klasické fyziky a uvádí příklady systémů se silnou vazbou. Dále je teoreticky popsán vznik povrchových plazmonových polaritonů a lokalizovaných povrchových plazmonů (LPP). V práci jsou popsány plazmonické antény, jejich výroba, aplikace a fyzikální vlastnosti hBN. V rámci praktické části byla realizována výroba plazmonických antén pod nebo na tenké vrstvě hBN. Vyrobené vzorky byly charakterizovány rastrovacím elektronovým mikroskopem a spektrální odezva byla změřena infračervenou spektroskopií s Fourierovou transformací. Ve spektrech byla potvrzena absorpce hBN na 7,3 m a naměřena další minima propustnosti odpovídající přítomnosti antén. Přítomnost silné vazby mezi LPP antén a fonony nativní vrstvy SiO2 byla pravděpodobně pozorována. Zdali došlo k silné vazbě mezi LPP antén a fonony hBN nelze ze získaných výsledků usuzovat.
|
|
|
Mechanismus plastifikace polyhydroxyalkonátů v mikrobiálních buňkách – inspirace pro vývoj artificiálních nosičových systémů
Liczka, Jan ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na studium mechanismu plastifikace polyhydroxyalkanoátů (PHA) in vivo, přičemž se soustředí především na metody izolace nativních PHA granulí a fyzikální, resp. chemické metody iniciace jejich fázových přechodů. V práci zpracovaná Literární rešerše pojednává o tomto mikrobiálním polyesteru a dále se zaměřuje na jednotlivé metody izolace PHA z bakteriálních buněk. Hlavní náplní experimentální práce byla optimalizace postupu izolace nativních PHA granulí, a dále návrh a testování postupů, které iniciují krystalizaci PHA v izolovaných granulích, a také analytických postupů, jak tento fázový přechod korektně detekovat. Izolace PHA granulí z bakterií Cupriavidus necator se prováděla pomocí enzymů, několikanásobného odstředění a rozrušením buněk ultrazvukem. K detekci krystalizace PHA se používala infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR) a enzymatická metoda, při níž je amorfní PHA selektivně degradováno PHA-depolymerázou s turbidimetrickou detekcí jeho úbytku v disperzi. V rámci podrobnějšího studia mechanismu plastifikace PHA v granulích byly využity techniky založené na fluorescenčním barvení granulí (fluorescenční spektroskopie a průtoková cytometrie). Výsledky provedených analýz mimo jiné potvrdily, že optimalizovaným postupem je možné izolovat granule v amorfním stavu, které zůstávají amorfní i po vysušení a jsou svými základními fyzikálně-chemickými vlastnostmi srovnatelné s nativními granulemi.
|
|
|
Studium interakce vybraných léčiv s mikroplasty
Ioani, Aldina ; Řezáčová, Veronika (oponent) ; Doležalová Weissmannová, Helena (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se věnuje studiu interakce vybraných léčiv ze skupiny analgetik a antibiotik s mikroplasty. Analýza probíhala ve střední infračervené oblasti, která se využívá k identifikaci chemické struktury látek. Jako metodika byla využita infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací. Vzorky byly podrobeny technice zeslabeného úplného odrazu. Jako analyty byly vybrány ibuprofen a trimethoprim z důvodu nadměrného užívání těchto léčiv v populaci. Sorpce léčiv probíhala na polyhydroxybutyrátu, který se řadí mezi biodegradabilní plasty, a polyethylentereftalátu, který je získán synteticky. Z experimentáních hodnot vyplývá, že ke studiu interakce s léčivy, je vhodnější použít biodegradabilní plast PHB, jenž ukázal lepší výsledky. Výběr rozpouštědla je klíčovým faktorem, který má vliv na výsledná spektra.
|
|
|
Produkce a charakterizace biosurfaktantů
Kratochvílová, Olga ; Samek, Ota (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá mikrobiální produkcí biosurfaktantů vybraných bakteriálních kmenů. Za účelem otestování schopnosti produkce biosurfaktantů byly vybrány screeningové metody, na základě nichž bylo možné posoudit potenciál vybraných kmenů k produkci povrchově aktivních látek. V rámci práce bylo otestováno 11 bakteriálních kmenů, které jsou standardně využívány jako producenti polyhydroxyalkanoátů (PHA). Schopnost produkce biosurfaktantů byla u všech kmenů otestována jak v komplexních inokulačních tak v minerálních produkčních médiích. Na základě výsledků testů dosažených po kultivaci v inokulačních a produkčních médiích byla detekována přítomnost biosurfaktantů u bakterie Pseudomonas putida. Společně s bakterií Pseudomonas fulva byla podrobena důkladnějšímu studiu, kdy byla podpořena jejich produkce kultivací v různých typech produkčních médiích, které byly doplněny o různé zdroje uhlíku a dusíku, testován byl také vliv doby kultivace. Biosurfaktanty produkované těmito bakteriemi byly následně identifikovány pomocí infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR) na základě které byly látky identifikovány jako rhamnolipidy. Podle výsledků tenkovrstvé chromatografie (TLC) produkuje bakterie Pseudomonas putida směs mono- a dirhamnolipidů, přičemž v našich vzorcích byly dominantnější frakcí monorhamnolipidy.
|
|
|
Cyklotronová rezonance Diracových elektronů v selenidu bismutitém
Hlavička, Ivo ; Dubroka, Adam (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
Selenid bismutitý se řadí do skupiny topologických izolátorů---materiálů charakteristických svou pozoruhodnou pásovou strukturou, vyznačující se přítomností Diracovských povrchových stavů s lineární disperzí. V této práci se zabýváme optickou odezvou tohoto materiálu v infračerveném spektru za přítomnosti magnetických polí. V takovém případě probíhá absorpce, jež má charakter cyklotronové rezonance, na volných nosičích náboje. Výsledky experimentů ukazují, že pozorovaná odezva odpovídá spíše modelu hmotných elektronů ve vnitřních stavech nežli modelu nehmotných elektronů na povrchu.
|
|
|
Analýza plynných produktů výboje v atmosféře podobné atmosféře měsíce Titanu
Jančíková, Kristýna ; Országh, Juraj (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Podstatou bakalářské práce bylo zkoumat plazmochemické procesy iniciované elektrickými výboji v atmosféře měsíce Titanu, což je největší měsíc planety Saturn. Právě tento měsíc se v celém solárním systému, i přes velké teplotní rozdíly a další podmínky životního prostředí, nejvíce podobá svými rysy zmrzlé planetě Zemi před miliardami let. V té době totiž do atmosféry Země ještě nepronikl kyslík. Objevení vysokomolárních látek v horních vrstvách atmosféry způsobilo z pohledu astrobiologie velký zájem o planetu Titan. V atmosféře bohaté na složky dusíku, uhlíku a vodíku se tvoří organické aerosoly, které mohou být zdrojem prebiotických molekul.
|
|
|
Morfologie polyamidu 12 a polyamidu 11 vzniklá za zvýšeného tlaku v kalorimetru
Bělašková, Marie ; Tocháček, Jiří (oponent) ; Bálková, Radka (vedoucí práce)
V této diplomové práci byla studována morfologie polyamidu 12 (PA12), polyamidu 11 (PA11) a jejich směsí v procentuálním poměru 95/5, 75/25, 50/50, 25/75 a 5/95 vzniklá za tlaku 7 MPa v kalorimetru a to jak po kontinuálním ohřevu a chlazení, tak po teplotní kondicionaci a izotermické krystalizaci. Čisté polyamidy a směsi byly dále charakterizovány pomocí termogravimetrické analýzy, diferenční kompenzační kalorimetrie za atmosférického tlaku, infračervenou spektroskopií s Fourierovou transformací v módu úplného zeslabeného odrazu a rentgenovou difrakční analýzou. Zvýšený tlak zlepšuje míru uspořádanosti řetězců v krystalických lamelách. Kondicionace vedla především k douspořádání PA12, izotermická krystalizace vedla k výraznému zvýšení krystalického podílu, přičemž u směsí bohatých na PA11 vedla ke zdokonalení krystalitů PA12. U čistého PA12 došlo za zvýšeného tlaku k určité míře transformace ze struktury do struktury , u čistého PA11 došlo patrně ke změně konformace řetězců a jejich těsnějšímu uspořádání, ne však ke změně krystalografické struktury.
|
|
|
Studium chemických procesů v atmosféře Titanu iniciovaných výbojem v elektrodové konfiguraci klouzavého obloukového výboje
Töröková, Lucie ; Zahoranová, Anna (oponent) ; Žabka,, Ján (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Cílem disertační práce je studium plazmochemických procesů a syntéza organických sloučenin vznikajících v elektrickém výboji plynné směsi odpovídající složení atmosféry Saturnova největšího měsíce Titanu. Atmosféra Titanu je svým chemickým složením velmi podobná atmosféře Země v době jejího vzniku. Látky obsažení v atmosféře jsou převážně dusík a metan s malý obsahem organických látek. Dosud byla publikována celá řada prací zabývajících se jak teoretickým-modelovým výzkumem, tak i laboratorními experimenty, v poslední době je snaha o jejich propojení. Hlavním cílem práce je identifikace plynných organických, amino, imino a kyano sloučenin promocí různých analytických metod jako jsou PTR-MS, FTIR a GC-MS. K získání vybraných parametrů plazmatu pak bylo využito OES. Ke studiu generace plynných produktů a radikálů bylo využito výboje generovaného ve směsích N2-CH4 (podíl metanu byl 0,5 až 5 %) za atmosférického tlaku v průtočném režimu při celkových průtocích 50 až 200 sccm a výbojovém proudu v rozmezí 15 až 40 mA. Část měření se rovněž zaměřila na studium vlivu příměsí vodíku a oxidu uhličitého. První část výsledků měření předložených v této práci byla získána z OES za vybraných podmínek (složení plynné směsi, dodávaný výkon). V naměřených spektrech byly identifikovány první negativní a druhý pozitivní systém dusíku, fialový systém radikálu CN a Swanův systém C2. Kromě nich byly rovněž detekovány čáry vodíku H, H a ve spektru druhého řádu i čára atomárního uhlíku. Tato spektra pak byla využita pro výpočet rotačních a vibračních teplot plazmatu. In situ analýzy plynných produktů pomocí FTIR ukázaly ve všech experimentech přítomnost různých nitrilů a uhlovodíků. Jako hlavní produkty generované výbojem byly identifikovány HCN, C2H2, NH3, přičemž jejich koncentrace odpovídaly relaci HCN > NH3 > C2H2. Tato relace byla potvrzena v závislosti na různých experimentálních parametrech. Další část práce byla zaměřena na studium vlivu příměsi CO2 na reaktivitu výše zmíněných plynných směsí. Kromě hlavních produktů, zmíněných výše, byly navíc detekovány CO2 a CO a také některé složitější kyslíkaté organické sloučeniny. Ty ale nebylo možné přesněji určit kvůli velké komplexnosti změřených spekter a překryvu jednotlivých absorpčních pásů. V případě příměsi vodíku do reakční směsi se nepodařilo identifikovat žádné nové látky ani funkční skupiny. K detailnější analýze plynných produktů výboje bylo využito in situ PTR-MS. V tomto případě bylo detekováno velké množství molekulárních struktur obsahujících nitrilové (–CN), amino (–NH2, –NH– a –N CH3CN > C2H5CN. Mimo tyto sloučeniny byla detekována celá řada dalších uhlovodíků i nitrilů.
|
|
|
CHARAKTERIZACE OBALOVÝCH FÓLIÍ NA BÁZI POLYETYLÉNU A POLYPROPYLÉNU
Bělašková, Marie ; Poláček, Petr (oponent) ; Bálková, Radka (vedoucí práce)
V této bakalářské práci bylo charakterizováno sedm druhů koextrudovaných a vyfukovaných obalových fólií na bázi polyetylénu a polypropylénu, které byly dodány firmou Granitol a. s. K charakterizaci byly použity tyto metody: termogravimetrická analýza, diferenční kompenzační kalorimetrie, infračervená spektroskopies Fourierovou transformací, konfokální laserová rastrovací mikroskopie (CLSM) a rastrovací elektronová mikroskopie. Díky těmto metodám bylo možné určit složení jednotlivých druhů fólií a vyhodnotit stupeň krystalinity.
|
host ::
RSS.