|
|
Příprava skafoldů na bázi kalcium fosfátů a oxidu křemičitého pro biomedicínské aplikace
Virágová, Eliška ; Hadraba, Hynek (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
Cílem této diplomové práce byla příprava porézních biokeramických skafoldů na bázi kalcium fosfátů a kalcium fosfátů dopovaných oxidem křemičitým, které budou vhodné pro aplikace vkostním tkáňovém inženýrství. Kpřípravě keramických pěn byly využity dvě technologie přípravy porézních struktur, a to templátová metoda a metoda přímého pěnění. První část diplomové práce je zaměřena na obecný popis kosterní soustavy, biomateriálů a metod přípravy vysoce porézních skafoldů s přehledem aktuálních publikovaných výsledků výzkumu porézních kalcium fosfátových keramik. Druhá část pak obsahuje popis a výsledky experimentální přípravy skafoldů uvedenými metodami. Postup přípravy metodou přímého pěnění byl optimalizován pro získání definované struktury. Skafoldy na bázi kalcium fosfátů s 0–20 hm.% SiO2 byly následně slinuty a studovány zhlediska materiálových charakteristik (fázové složení, velikost pórů aporozita, studium mikrostruktury pomocí skenovací elektronové mikroskopie (SEM)), bioaktivního chování (testy interakce sSBF a testy simulované degradace) amechanických vlastností scílem zhodnotit vliv dopování oxidem křemičitým ametody přípravy na stanovené charakteristiky připravených skafoldů. Oběma metodami byly připraveny skafoldy složené ze směsi hydroxyapatitu a/nebo trikalcium fosfátu a cristobalitu/wollastonitu se srovnatelnými porozitami vrozmezí 80–88 %. Velikost pórů u skafoldů připravených metodou přímého pěnění dosahovala intervalu 5–250 m, umetody templátové dosahovala velikost pórů až 430m. Testy interakce sSBF a testy simulované degradace potvrdily bioaktivní chování připravených skafoldů ajejich schopnost degradovat v simulovaných podmínkách. Skafoldy připravené metodou přímého pěnění vykazovaly lepší mechanické vlastnosti (pevnosti v tlaku až 1,8 MPa) než skafoldy připravené templátovou metodou. Stanovené charakteristiky ukázaly, že připravené skafoldy jsou vhodné a perspektivní pro potenciální aplikace vkostním tkáňovém inženýrství.
|
|
|
Silkrety, jejich vznik a vývoj
Kohoutová, Iveta ; Zachariáš, Jiří (vedoucí práce) ; Adamovič, Jiří (oponent)
Silkrety jsou horniny s vysokým podílem SiO2 (obvykle více než 90 hm. %), které vznikají mobilizací SiO2 během procesů zvětrávání. Silkrety které vznikají v blízkosti zemského povrchu během půdního zvětráváním v teplém a humidním klimatu se označují jako pedogenní silkrety. Dalším typem silkret jsou groundwater silkrety, k jejichž vzniku dochází v aridním a semiaridním klimatu, v hloubkách 5- 50 m pod povrchem v těsné blízkosti hladiny podzemní vody. Navíc se ještě dají rozlišit silkrety, jejichž silicifikace je spjata s evapority. U tohoto typu silkret je ale velice složitá geneze i určení období jejich vzniku. Existují čtyři typy textur silkret: GS-, F-, M-, C- textura, z nichž nejběžnější texturou je F-textura. V České republice jsou silkrety známy spíše pod termínem sluňáky nebo křemence. Ostatně v každé zemi, kde se vyskytují, mají své specifické označení. Silkrety jsou tvořeny hlavně SiO2, v minoritním množství tu jsou zastoupeny těžké minerály a živce. Tmelící složku tvoří nejčastěji α-křemen, opál a chalcedon. Průměrná mocnost silkret se pohybuje v rozmezí 1-3 m, ale byly nalezeny i mocnosti o 5 metrech. Hlavním zdrojem SiO2 je chemické zvětrávání silikátových minerálů a zrna křemenného prachu, která jsou unášena větrem a ukládají se před přírodními překážkami na zemském povrchu, např....
|
|
|
Organic-inorganic polymers - synthesis and characterization of hybrid polymers and nanocomposites
Depa, Katarzyna ; Strachota, Adam (vedoucí práce) ; Matějka, Libor (oponent) ; Sedláček, Jan (oponent)
V první části této práce byly syntetizovány termo-citlivé hydrogely na bázi poly(N- isopropylakrylamid)u (PNIPAm), které byly vyztuženy nanočásticemi siliky, resp. alternativními nebo přídavnými fázemi plniva. Byly připraveny porézní hydrogely PNIPAm plněné nano-SiO2, které vykazovaly zvýšenou silovou odezvu (až 100 g) na změny teploty. Tohoto výsledku bylo dosaženo několikanásobným zvýšením tloušťky stěn pórů, cestou snížení obsahu rozpouštědla (sloužícího jako porogen) při syntéze. Obdobná optimalizace silové odezvy byla provedena také pro analogické gely vyztužené nano-TiO2, ve kterých byl ovšem účinek nanoplniva slabší. Částečná interkalace amylopektinového škrobu do divinyl-síťovaných neporézních i porézních gelů PNIPAm několikanásobně zlepšila jejich roztažnost. V případě neporézních gelů bohatých na škrob bylo dosaženo velmi rychlého a rozsáhlého jednosměrného odbotnání v reakci na zvýšenou teplotu (znovu-nabotnání po ochlazení pak bylo mnohem pomalejší), což bylo umožněno zvláštními vlastnostmi mezifázového rozhraní škrob-PNIPAm. V neporézních gelech PNIPAm/nano-SiO2/škrob byl pozorován velmi silný synergický efekt obou plniv, siliky a škrobu, což bylo důsledkem specifického systému vodíkových můstků mezi všemi třemi fázemi v gelu. Vysoce porézní kryogely PNIPAm/nano-SiO2/škrob vykazovaly...
|
|
|
Význam křemičitých struktur pro chromistní mikroorganismy.
Nováková, Dora ; Škaloud, Pavel (vedoucí práce) ; Němcová, Yvonne (oponent)
Křemík je jedním z nejčastějších prvků zemské kůry. V důsledku eroze se uvolňuje v rozpustné formě do prostředí, odkud jej organismy získávají a zabudovávají do svých těl procesem zvaným biosilicifikace. Organismy s touto schopností jsou velmi rozšířené a to jak svou pozicí ve fylogenetickém stromu eukaryot, tak svou početností v přirozených ekosystémech. Celý globální biogeochemický cyklus křemíku je právě také řízen biosilicifikujícími organismy. U mikroorganismů v rámci linie Chromista se křemík ukládá do membránou obalených kompartmentů zvaných silikon- depozitní váčky, ve kterých se následně prostřednictvím důmyslně řízených buněčných procesů tvoří výsledné křemičité struktury. Rozdíly v procesu depozice křemíku mezi zástupci různých linií naznačují, že se tato schopnost vyvinula v rámci linie Chromista nezávisle opakovaně. Mezi nejčastější křemičité struktury patří šupiny, ostny, schránky, kostry a cysty. Analogické struktury nezřídka vznikají i u zástupců nepříbuzných skupin prostřednictvím konvergentního vývoje. V rámci některých liníí skupiny Chromista došlo naopak k druhotnému potlačení schopnosti biosilicifikace. Je proto pravděpodobné, že křemičité struktury mají funkční význam a jednotlivé linie čelily v evoluci "trade-off" mezi energetickou náročností na jejich udržování a selekčními...
|
|
|
Vývoj křemičitých struktur u protist z linie SAR
Čížková, Natálie ; Čertnerová, Dora (vedoucí práce) ; Kulichová, Jana (oponent)
Křemík je důležitým prvkem v zemské kůře vyskytující se v přírodě především ve formě kyseliny křemičité. Tento prvek je využíván mořskými i sladkovodními organismy k utváření jejich křemičitých struktur. Organismy tvořící tyto struktury se nachází napříč celým fylogenetickým stromem a nejsou omezeny pouze na protistní skupiny. Do linie SAR spadají Stramenopila, Alveolata a Rhizaria. V těchto skupinách se nachází hlavní protistní taxony tvořící zmiňované křemičité struktury. Jedná se především o rozsivky, silikoflageláty, mřížovce a zlativky. Vznik křemičitých struktur většinou poskytuje organismům evoluční výhody, jako je např. ochrana buňky před působením biotických a abiotických faktorů. Dostupnost rozpuštěného křemíku se v průběhu evoluce měnila, a tím ovlivňovala vzhled a funkčnost struktur jednotlivých druhů. Strukturální změny se projevovaly ztenčováním schránek, změnou velikosti buňky, zvětšováním či zmenšováním pórů, zvyšováním počtu trnů/ostnů či naopak jejich ztrátou. Jednotlivé linie si tak musely vybírat v reakci na snižující se dostupnost kyseliny křemičité co nejlepší strategie. Mezi skupinami tak docházelo k časté kompetici o zbývající rozpuštěný křemík. Současná diverzita druhů v jednotlivých skupinách odráží evoluční výhody a nevýhody zvolených strategií pro efektivnější využití...
|
|
|
Highly porous ceramic materials prepared by Spark Plasma Sintering
Barančíková, Miriama ; Spusta, Tomáš (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
Porous ceramic materials are an interesting group of materials due to a wide range of physical properties, low density, and good permeability. Production of a monolith with a shape stability that would also have a high specific surface area and high porosity is a common problem with porous ceramics. The goal of this work was to maintain the high specific surface area and to produce a monolith with a shape stability. Two forms of porous silica nanofibers (as prepared and milled) were used and partially sintered using the Spark Plasma Sintering method (SPS). Different sintering times and temperatures for SPS were tested. The findings revealed that the best SPS conditions were as follows: temperature: 600 °C, sintering time: 5 minutes, pressure: 3 MPa, and the heating rate: 144 °C/min. These sintering conditions resulted in a stable silica based machinable monolith made from fibers or milled fibers. The monoliths have the specific surface area of up to 470 m^2/g and porosity of 72 %, or the specific surface area of up to 422 m^2/g and porosity of 69 % for as prepared fibers and milled fibers, respectively.
|
|
|
FEM simulation of the nanoindentation test with rigid non-rigid indenter
Kovář, J. ; Fuis, Vladimír
This paper focuses on the comparing of the results of the FEM simulations of fused silica nanoindentation tests. Fused silica is modelled like bilinear elasto-plastic material with the parameters estimated from the experiment. FEM simulations are made with the 2D axisymmetric conical indenter which is equivalent to the Berkovich indenter and the indentation curves are evaluated. The FEM simulations were made with the rigid and the non-rigid indenter and the difference between the indentation curves obtained with these models is assessed. The evaluated indentation curves are compared with the indentation curves obtained from the experiment.
|
|
|
Effect of sub-micrometer structural features on rheology of polymer nanocomposites
Lepcio, Petr ; Chodák,, Ivan (oponent) ; doc.Ing.Marián Lehocký, Ph.D. (oponent) ; Jančář, Josef (vedoucí práce)
Polymer nanocomposites (PNCs) hold a great promise as future lightweight functional materials processable by additive manufacturing technologies. However, their rapid deployment is hindered by their performance depending strongly on the nanoparticle (NP) spatial organization. Therefore, the ability to control the nanoparticle dispersion in the process of PNCs preparation is a crucial prerequisite for utilizing their potential in functional composites. This work investigates solution blending of PNCs in a model glass forming polymer matrix, a bulk processing technique of a tailored NP spatial organization controlled by structural and kinetic variables of the preparation protocol. The presented results describe the differences between nanoparticle induced changes on the rheological behavior of a polystyrene solution under large amplitude oscillation shear (LAOS). High-affinity OP-POSS NPs seem to interact with the PS at low filler loadings and form stiffened aggregates, whereas low-affinity OM-POSS NPs remained rather uninvolved in the polymer deformation at these conditions. Furthermore, an interest was focused on the impact of the blending solvent on the NP spatial arrangement in silica/PMMA and silica/PS nanocomposites, which has already been suggested as the controlling parameter of the solid-state structure. An emphasis was put on the qualitative differences between “poorly dispersed” NP arrays which, by combination of rheological assessment and structural analysis (TEM, USAXS), were identified as chain bound clusters and two types of aggregates, one of thermodynamic and the other of a kinetic origin, which are characterized by substantially distinct formation kinetics and mismatched properties compared to individually dispersed NPs and each other. The currently observed types of NP dispersion were quantitatively linked with their rheological properties during the solution blending step and the amount of polymer adsorption and depletion attraction. The results were compared to the PRISM theory. Finally, the importance of NP spatial organization was demonstrated on the comparison of glass transition temperatures of various structures at constant chemical composition.
|
|
|
Stanovení obsahových látek v mátě
Novotná, Martina ; Zlámalová Gargošová, Helena (oponent) ; Vávrová, Milada (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá stanovením obsahových látek v mátě. Máta je v lékařství velmi oblíbenou bylinou, která je využívána více než 2000 let. Existuje mnoho druhů máty, nejznámějším a nejčastějším zástupcem je máta peprná. V teoretické části je popis látek, které se běžně vyskytují v rostlinách, charakteristika máty a principy použitých analytických metod. V experimentální části jsou zaznamenány zjištěné látky v jednotlivých čajích.
|
|
|
Organic-inorganic polymers - synthesis and characterization of hybrid polymers and nanocomposites
Depa, Katarzyna ; Strachota, Adam (vedoucí práce) ; Matějka, Libor (oponent) ; Sedláček, Jan (oponent)
V první části této práce byly syntetizovány termo-citlivé hydrogely na bázi poly(N- isopropylakrylamid)u (PNIPAm), které byly vyztuženy nanočásticemi siliky, resp. alternativními nebo přídavnými fázemi plniva. Byly připraveny porézní hydrogely PNIPAm plněné nano-SiO2, které vykazovaly zvýšenou silovou odezvu (až 100 g) na změny teploty. Tohoto výsledku bylo dosaženo několikanásobným zvýšením tloušťky stěn pórů, cestou snížení obsahu rozpouštědla (sloužícího jako porogen) při syntéze. Obdobná optimalizace silové odezvy byla provedena také pro analogické gely vyztužené nano-TiO2, ve kterých byl ovšem účinek nanoplniva slabší. Částečná interkalace amylopektinového škrobu do divinyl-síťovaných neporézních i porézních gelů PNIPAm několikanásobně zlepšila jejich roztažnost. V případě neporézních gelů bohatých na škrob bylo dosaženo velmi rychlého a rozsáhlého jednosměrného odbotnání v reakci na zvýšenou teplotu (znovu-nabotnání po ochlazení pak bylo mnohem pomalejší), což bylo umožněno zvláštními vlastnostmi mezifázového rozhraní škrob-PNIPAm. V neporézních gelech PNIPAm/nano-SiO2/škrob byl pozorován velmi silný synergický efekt obou plniv, siliky a škrobu, což bylo důsledkem specifického systému vodíkových můstků mezi všemi třemi fázemi v gelu. Vysoce porézní kryogely PNIPAm/nano-SiO2/škrob vykazovaly...
|
host ::
RSS.