|
|
Kompozity vyztužené keramickými nanovlákny
Bocian, Luboš ; Přikryl, Radek (oponent) ; Poláček, Petr (vedoucí práce)
Tato práce byla věnována výzkumu vlivu přídavku nesilanizovaných a silanizovaných keramických SiO2 nanovláken do částicového kompozitu na pevnost v ohybu, lomovou houževnatost, hnací sílu trhliny a viskoelastické vlastnosti v závislosti na teplotě. Lomové plochy byly analyzovány na SEM. Bylo zjištěno, že pevnost v ohybu je s přídavkem nanovláken vždy nižší. Kompozity s upravenými nanovlákny měly vždy vyšší pevnost v ohybu než systémy s neupravenými nanovlákny. Lomová houževnatost se s přídavkem nanovláken zvyšovala. U systému s upravenými nanovlákny byla však lomová houževnatost nižší než u systémů s neupravenými nanovlákny. Hnací síla trhliny se s přídavkem nanovláken postupně snižovala, ale u systémů s 5 % nanovláken došlo k jejímu náhlému zvýšení. Přídavek nanovláken vedl, až na výjimky, ke zvýšení teploty skelného přechodu. S přídavkem nanovláken se hodnota elastického modulu zvýšila. Elastický modul byl u kompozitů s upravenými nanovlákny vždy nižší než u systémů s neupravenými nanovlákny.
|
|
|
Nanostrukturované povrchy pro biolékařské aplikace
Kratochvíl, Jiří ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Baroch, Pavel (oponent) ; Čech, Vladimír (oponent)
Předkládaná práce se věnuje nanostrukturovaným tenkým vrstvám nanášeným pomocí magnetronového naprašování a plynně agregačních zdrojů nanočástic, a to zejména s ohledem na jejich využití pro biolékařské aplikace. Nejprve byla testována možnost využití plazmových polymerů pro přípravu antibakteriálních povlaků. Bylo ukázáno, že naprašovaný nylon 6,6 může být impregnován antibiotikem. Postupné uvolňování antibiotik z takto připravených rezervoárů může být laděno jejich tloušťkou, chemickým složením nebo přidanou bariérovou vrstvou. Druhý typ studovaných antibakteriálních vrstev je založen na kovových nanočásticích překrytých tenkou vrstvou naprašovaného PTFE. Je ukázáno, že vhodnou volbou množství nanočástic a tloušťky fluorouhlíkové překryvové vrstvy lze dosáhnout značného antibakteriálního účinku takovýchto nanokompozitních vrstev při současném zachování jejich biokompatibility. Bylo ověřeno, že antibakteriální účinek nanokompozitních povlaků na bázi kovových nanočástic, zapuštěných v plazmovém polymeru, je možno dále zvýšit jejich impregnací antibiotikem. Nanočásticové zdroje byly také využity pro studium dvousložkových vrstev s 2D gradientním charakterem. Byl vyvinut jednoduchý analytický model umožňující popis a návrh těchto nano-materiálů, přičemž jeho vhodnost byla experimentálně ověřena na 2D...
|
|
|
Quantum-mechanical study of magnetic properties of superalloy nanocomposite phase Fe2AlTi
Slávik, Anton ; Miháliková, Ivana ; Friák, Martin ; Všianská, Monika ; Šob, Mojmír
The L21-structure Fe2AlTi intermetallic compound is one of the two phases identified in Fe-Al-Ti superalloy nanocomposites. Experimental data related to low-temperature magnetic properties of this Heusler compound indicate that magnetic moment is about 0.1 Bohr magneton per formula unit. In contrast, previous quantum-mechanical calculations predicted Fe2AlTi to have much higher magnetic moment, 0.9 Bohr magneton per formula unit. In order to solve this discrepancy between the theory and experiment we have performed a series of quantum-mechanical fix-spin-moment calculations and compared our results with those for non-magnetic state. It turns out that the total energy of the non-magnetic state is only by 10.73 meV/atom higher than that of the magnetic state. When applying Boltzmann statistics to this very small energy difference we predict that the non-magnetic state appears at non-zero temperatures with significant probabilities (for instance, 22.36 % at T = 100 K) and reduces the overall magnetic moment. As another mechanism lowering the magnetization we studied selected shape deformations, in particular trigonal shearing. Fe2AlTi exhibits a compression-tension asymmetry with respect to these strains and, for example, the strain 0.08 destabilizes the spin-polarized state, leaving the non-magnetic state as the only stable one.
|
|
|
First-principles study of interface energies in Fe-Al-based superalloy nanocomposites
Miháliková, Ivana ; Slávik, Anton ; Friák, Martin ; Všianská, Monika ; Koutná, N. ; Holec, David ; Šob, Mojmír
Fe-Al-based nanocomposites with a superalloy-type of microstructure constitute a very promising class of materials. They possess a great potential as an alternative to the currently used steel grades in high temperature applications. Intermetallics-containing nanocomposites, such as those with the Fe3Al compound being one of the phases, may open a way towards future automotive and energy-conversion technologies with lower fuel consumption and reduced environmental impact. We employ quantum-mechanical calculations to analyze relations between ordering tendencies of Al atoms in the disordered Fe-18.75at.%Al phase on one hand and thermodynamic, structural and magnetic properties of Fe-Al-based nanocomposites on the other. When comparing supercells modeling disordered Fe-Al phase with different atomic distribution of atoms we find out that the supercell without 1st and 2nd nearest neighbor Al-Al pairs has a lower energy than that mimicking a perfect disorder (a special quasi-random structure, SQS). Further, coherent interfaces with (001), (110) and (1-10) crystallographic orientations between Fe3Al compound and SQS Fe-Al phase have higher energies than those exhibiting atomic distribution without 1st and 2nd nearest neighbor Al-Al pairs.
|
|
|
Self-assembling hybrid nanomaterials
Rodzeń, Krzysztof ; Strachota, Adam (vedoucí práce) ; Svoboda, Jan (oponent) ; Matějíček, Pavel (oponent)
Byly syntetizovány a charakterizovány organicko-anorganické polymerní hybridy obsahující butyl stannoxanové dodekamerní cages (Sn_POSS) coby nanometrické stavební bloky. Sn_POSS byly užity jako lineární, sí ující a jako nenavázané (blendované) stavební jednotky. Za tímto ú elem byly Sn_POSS p ipraveny se dv mi akrylamido-, dv mi primárními nebo sekundárními amino-, resp. se dv mi dodate nými inertními skupinami, které byly p ipojeny pomocí iontov vázaných sulfonátových substituent . Sn_POSS byly zabudovány do PS-, PAOS-, PETA-, PEMA-, PHEMA-matric a do epoxidových sítí obsahujících r zn dlouhé et zce PPO. Sn_POSS vyztužuje studované matrice skrze interakce plnivo-plnivo (samouspo ádávání do nano-domén), které generují srovnateln vysoké vyztužení jako dob e známé siloxanové cages "POSS". Specifické interakce iontových vazeb Sn_POSS se vhodnými bo ními skupinami matrice rovn ž mohou zp sobit vyztužení a zárove potla it agregaci nanoplniva. Krom toho jsou nanometrické stavebni bloky Sn_POSS schopny ady chemických reakcí, jako je oligomerizace p i vysokých teplotách, disociace iontových substituent , acidolýzy vazeb Sn-butyl, a také radikálových reakcí t chto vazeb. Poslední zmín ná reakce je podstatou velmi silného antioxida ního efektu Sn_POSS v organických polymerních matricích. Vliv iontov vázaných...
|
|
|
Nanoklastrové vrstvy pro biolékařské aplikace
Divín, Radek ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Hanuš, Jan (oponent)
Název práce: Nanoklastrové vrstvy pro biolékařské aplikace Autor: Radek Divín Katedra / Ústav: Katedra makromolekulární fyziky Vedoucí bakalářské práce: RNDr. Ondřej Kylián, Ph.D. Abstrakt: Měděné nanoklastrové vrstvy byly připraveny pomocí plynového agregačního klastrového zdroje založeném na principu odprašování materiálu z magnetronového terče do relativně vysokého tlaku pracovního plynu (Ar). Takto připravené nanoklastrové vrstvy byly následně překrývány vrstvou plazmového polymeru vysokofrekvenčním magnetronovým naprašováním z nylonového polymerního terče v atmosféře pracovního plynu (Ar, 2 Pa). Opakování tohoto postupu umožnilo připravit nanokompozitní tenké vrstvy mající multivrstevnatý charakter. Tyto vrstvy byly následně studovány s ohledem na jejich morfologii, chemické složení, smáčivost a optické vlastnosti. Chemické složení povrchové vrstvy vytvořených nanokompozitních vrstev bylo určeno pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS). Ukázalo se, že chemické složení povrchu připravených nanokompozitů není výrazně ovlivněno přítomností Cu nanoklastrů. Morfologie připravených vrstev byla studována pomocí skenovací elektronové mikroskopie (SEM) a mikroskopie atomárních sil (AFM) přičemž se ukázalo, že výslednou drsnost připravených vzorků je možné regulovat v rozmezí do přibližně 30 nm...
|
|
|
Ultra tenké vrstvy nanášené magnetronovým naprašováním a jejich charakterizace
Petr, Martin ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Straňák, Vítězslav (oponent) ; Tichý, Milan (oponent)
Práce je zaměřena na depozici tenkých a ultratenkých vrstev plazmových polymerů, jejich charakterizaci a přípravu nanokompozitů kov/plazmový polymer. Charakterizace vrstev byla částečně prováděna in-situ bez vystavení vzorků okolní atmosféře - metodou spektrální elipsometrie byla měřena tloušťka vrstev, metodou XPS pak chemická struktura vrstev. Po přípravě vzorků byla ex-situ měřena morfologie vrstev i jejich optické vlastnosti. Ukazuje se, že v počátečních stádiích růstu vlastnosti vrstev plazmových polymerů závisí na jejich tloušťce i na materiálu substrátu. Pro připravené nanokompozity kov/plazmový polymer byla rozvinuta celá řada aplikací: mohou sloužit jako superhydrofobní povrchy, gradientní povrchy, substráty pro Ramanovu spektroskopii nebo jako antibakteriální vrstvy. Velká pozornost byla věnována také speciálním optickým vlastnostem připravených nanokompozitních vrstev. Práce má experimentální charakter.
|
|
|
Studium elektrických vlastností nanokompozitu
Ovsík, Jiří ; Rozsívalová, Zdenka (oponent) ; Polsterová, Helena (vedoucí práce)
Předkládaná práce se zabývá problematikou elektrických vlastností nanokompozitních materiálů. Vzorky pro experiment jsou tvořeny z epoxidové pryskyřice jako matrice a oxidu titaničitého TiO2 jako nanoplniva v různém procentním plnění. Jsou proměřovány teplotní závislosti složek permitivity, ztrátového činitele a rezistivity. Dále je sledována vnitřní rezistivita s ohledem na procentní plnění vzorku nanočásticemi.
|
|
|
Structure and Properties of Collagen/HAP Nanocomposite Networks
Kopuletá, Ema ; Lehocký,, Marián (oponent) ; Amler,, Evžen (oponent) ; Jančář, Josef (vedoucí práce)
Polymer-based materials are some of the most promising materials for tissue engineering and controlled drug delivery. Collagen, as one of the most abundant proteins to be found in mammals, is especially interesting due to its tunable properties and excellent host reactions. This thesis is focused on the self-assembly and the mechanical properties of collagen in solution, its kinetics and general principles controlling the process. The effect of hydroxyapatite nanoparticles on the collagen self-assembly and mechanical properties is also investigated. Possible mechanisms of collagen/hydroxyapatite interactions are elucidated along with the description of structure evolution and properties at various structural levels. The shear rate dependences and viscoelastic behavior of collagen I and its nanocomposites with hydroxyapatite (HAP) were measured and interpreted molecularly. The structure of collagen I scaffolds was studied and the effect of HAP and cross-linking was determined. Finally, the results were discussed in terms of the applicability of collagen/hydroxyapatite nanocomposites in scaffolds for bone tissue regeneration.
|
|
|
Elektrické vlastnosti nanokompozitů
Libra, Miroslav ; Rozsívalová, Zdenka (oponent) ; Polsterová, Helena (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce se zabývá elektrickými vlastnostmi nanokompozitních materiálů. Vzorky pro experiment jsou vyrobeny z epoxidové licí pryskyřice jako matrice a oxidů TiO2 a Al2O3 jako nanoplniva v různém procentním plnění. Na vzorcích nanokompozitů jsou měřeny teplotní závislosti vnitřní rezistivity, ztrátového činitele a relativní permitivity. Je pojednáno o vlivu plniva na výsledné elektrické vlastnosti použitého polymeru.
|
host ::
RSS.