|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Porovnání degradace organických barviv v různých plazmových systémech
Dotsenko, Anastasia ; Králová, Marcela (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá porovnáním degradace organických barviv (konkrétně: Saturnová červeň L4B (Direct Red 79) a Indigokarmín (Acid Blue 74)) v různých plazmových systémech a obecnou charakteristikou optické emisní spektrometrie mikrovlnné plazmové trysky. Stručně shrnuje základní informace o plazmatu a procesech v něm probíhajících. Teoretická část je zaměřena na základní informace o plazmatu a procesech v něm probíhajících, základní informace o barvivech a způsobech jejich odbourávání. Plazma v sobě obsahuje řadu aktivních částic, jako jsou hydroxylové radikály, radikály oxidů dusíku, excitované molekuly dusíku, atomární dusík, argon a kyslík. Všechny tyto částice společně s fotony generovanými plazmatem jsou využitelné v enviromentálních aplikacích. Experimentální část je zaměřena na ošetřeni vzorku modelových barviv ve vybraných plazmových systémech, generujících plazma nad povrchem kapaliny (mikrovlnný výboj s povrchovou vlnou, dielektrický bariérový výboj s tekutou elektrodou) nebo pod ní (plazmová tryska v kapalině), a vyhodnocovaní míry jejich rozkladu. Charakterizaci distribuce aktivních částic podél osy plazmatu vysokofrekvenční trysky v argonu a stanovení podmínek v plazmatu s ohledem na využitelnost systému pro životni prostředí.
|
|
|
Optimalizace distribuce aktivních částic generovaných nízkoteplotním plazmatem na povrchu biopolymerů
Krupičková, Lucie ; Kozáková, Zdenka (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá hledáním optimálních parametrů distribuce aktivních částic, které jsou generovány nízkoteplotním plazmatem, na povrchu biopolymerů. Teoretická část se zaměřuje na charakteristiku plazmatu a jeho aktivních složek. Jsou zde uvedeny možné aplikace plazmatu v medicíně a potravinářském průmyslu a také přehled modelů umělé kůže. Poslední kapitoly teoretické části se věnují popisu anatomie kůže a stručnému přehledu mikroorganismů C. glabrata, E. coli a S. epidermidis. V rámci experimentální části byly nejdříve připraveny biopolymery s obsahem barviv pro detekci reaktivních částic přítomných v plazmatu. Následně byly biopolymery podrobeny bodovému ošetření plazmatem při různých podmínkách. U všech biopolymerů došlo při správných podmínkách po ošetření k barevné změně, což je důkazem přítomnosti aktivních částic. Byl proveden také experiment, při kterém došlo k průchodu UV záření, ale byl zamezen styk aktivních částic s obarveným biopolymerem. Experiment potvrdil, že za změnu barvy biopolymerů jsou skutečně zodpovědné aktivní částice, a ne UV záření. Následně byly nalezeny optimální parametry distribuce aktivních částic po celé ploše biopolymeru. Získané parametry byly dále využity při ošetření agarových ploten s jednotlivými kulturami C. glabrata, E. Coli, S epidermidis a se směsnou kulturou C. glabrata + E. Coli. Při ošetření byly použity dva různé výboje, a to pochodňový s přímým přívodem plynu a mikrovlnný s povrchovou vlnou. Ošetřené vzorky byly po inkubaci nafoceny. Počítačový program Aurora vyhodnotil plochu agarových ploten, která je pokryta danou kulturou. Na základě těchto dat byl vyhodnocen inhibiční účinek ošetřených kultur ve srovnání s neošetřenými. Při použití pochodňového výboje s přímým přívodem plynu došlo k mnohem vyššímu inhibičnímu účinku než při použití mikrovlnného výboje s povrchovou vlnou u všech 4 zkoumaných vzorků.
|
|
|
Využití plazmatu a plazmatem aktivované vody pro podporu hojení ran
Šrámková, Sarah ; Janda,, Mário (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na studium interakce plazmatu s kapalinami a vybranými kožními mikroorganismy, Staphylococcus epidermidis a Escherichia coli. Využití nízkoteplotního plazmatu v oblasti biomedicíny je v poslední dekádě velmi aktuálním tématem. Pro jeho dekontaminační vlastnosti nachází uplatnění nejen v oblasti biomedicíny, ale i potravinářství a zemědělství. V poslední době se velkému zájmu těší i plazmatem ošetřené (aktivované) kapaliny (PTL), díky poměrné jednoduchosti přípravy, možnosti optimalizace složení PTL k dosažení požadovaného účinku, netoxické povaze a šetrnosti k životnímu prostření. Předmětem této práce je prostudovat inhibiční účinky plazmových výbojů a plazmatem ošetřených kapaliny za účelem dekontaminace a podpory hojení ran. Pro prostudování vlivu přímé aplikace plazmatu na vybrané mikroorganismy byly vybrány dva typy výbojů, pochodňový výboj a mikrovlnný jet s povrchovou vlnou. U obou vybraných výbojů byla sledována závislost inhibičního účinku na čase ošetření, použitém výkonu k buzení plazmatu, uzavření ošetřované plochy a bakteriálním druhu (gramnegativní/grampozitivní). U obou výbojů bylo dosaženo srovnatelných výsledků v inhibičním účinku. Jako další byl prostudován účinek nepřímého ošetření pomocí plazmatem ošetřené vody. K redukci mikroorganismů došlo v případě aplikací všech tři studovaných PTL. Jako nejúčinnější se ukázala být PTL připravená pomocí plazmové trysky se stejnosměrným zdrojem (DC). Posledním vytyčeným cílem této práce bylo prostudovat vliv kombinovaného ošetření jak pomocí PTL, tak i přímého působení plazmatu. Na základně výsledků předchozích ošetření byla ošetřena bakteriální kultura Staphylococcus epidermidis pomocí PTL připravené plazmovou tryskou se stejnosměrným zdrojem (DC). K přímému ošetření byl vybrán pochodňový výboj s výkonem 12 W. Kombinací obou typů ošetření bylo dosaženo vyššího inhibičního účinku než při samotných ošetření. Inhibiční účinek byl prokázán u všech typů ošetření, kde se jako nejúčinnější jeví kombinované ošetření, jelikož má vliv jak na grampozitivní, tak na gramnegativní bakterie.
|
|
|
Mikrobiální kontaminanty raw potravin a obilných produktů
VENGLOVIČOVÁ, Kristýna
Plazma je v posledních letech významně používána díky svému letálnímu účinku na mikroorganismy. Potraviny takto ošetřené nejsou pro člověka rizikem z hlediska obsahu chemických látek. Literární rešerše je zaměřená na raw potraviny, popis patogenních mikroorganismů často se vyskytujících na semenech a způsoby likvidace proveditelné v souladu s pravidly raw stravy. Cílem této bakalářské práce bylo vyhodnocení vlivu nízkoteplotního plazmatu na semena. Skupiny semen byly vystaveny plazmě po dobu 4, 5, 6, 7 a 8 minut. Plazmou, která vznikla ve vakuové komoře byla ošetřena semena fazolí mungo, brokolice, řeřichy, ředkvičky a ječmene mladého. V první řadě se hodnotil inhibiční vliv plazmového ošetření na mikroorganismy vyskytující se na semenech. Dále byl sledován dopad na růst klíčků a kořínků. Nepodařil se prokázat inhibiční účinek plazmy na mikroorganismy vyskytujících se na semenech. Ošetřená semena ve srovnání s kontrolní neošetřenou skupinou byla kontaminována podobným množstvím mikroorganismů. Vliv na vývoj semene byl u každého druhu jiný.
|
|
|
Detekce patogenů zemědělských plodin pomocí metagenomické analýzy
KOLÁŘOVÁ, Johana
V rámci této práce byly pomocí sekvenační analýzy genů pro rRNA identifikovány mikroorganismy osidlující osivo pšenice seté (Triticum aestivum L.) a řepky olejné (Brassica napus L.). Bakterie byly identifikovány dle sekvence části genu pro 16S rRNA a houby dle sekvence části genu pro 28S rRNA. Následně byl posuzován vliv ošetření osiva nízkoteplotním plazmatem na životaschopnost detekovaných mikroorganismů.
|
|
|
Studium produktů nízkoteplotního plazmatu pomocí hmotnostní spektrometrie a jejich vztah k chemii tenkých vrstev
Maršálek, Blahoslav ; Bránecký, Martin (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
Cílem této diplomové práce byla analýza a interpretace spekter tetravinylsilanu v závislosti na výkonu výboje plazmatu s cílem najít vztah mezi produkty plazmatu, depozicí vrstvy a chemií tenké vrstvy. Dalším cílem bylo realizovat literární rešerši z oblasti plazmochemické depozice z plynné fáze (PECVD) a hmotnostní spektrometrie. Technologie nízkoteplotního plazmatu na bázi organokřemičitanů umožňuje syntézu specifických materiálů s řízenými chemickými a fyzikálními vlastnostmi. Cílená syntéza povrchů s řízenými vlastnostmi je určena atomárními a molekulárními procesy v plazmatu, které jsou odpovědné za stavbu chemické struktury a výsledného materiálu ve formě tenké vrstvy. V této práci byla pro detekci a kvantifikaci částic produkovaných v procesu PECVD použita hmotnostní spektrometrie, která je jednou z metod umožňující charakterizovat a identifikovat produkty plazmatu. Analýza hmotnostních spekter odhalila, že molekuly, které jsou odpovědné za růst vrstvy, obsahují uhlík a křemík. Rychlost depozice stanovená metodou in situ spektroskopické elipsometrie kvantitativně koreluje s tokem částic uhlíku a křemíku, které jsou chemisorbované na povrchu filmu. Poměr uhlíku a křemíku deponovaného na povrchu také silně koreluje s poměrem toku C/Si výkonově řízených plazmat. Příspěvek křemík obsahujících částic jako stavebních bloků k růstu vrstvy se snižuje s rostoucím výkonem a představuje 20 % (2 W), 5 % (10 W) a pouze 1 % (75 W) z celkového chemisorbovaného podílu. Tento poměr mezi vázanými částicemi obsahujícími křemík a uhlíkovými částicemi ovlivňuje prvkové složení a chemickou strukturu deponovaných vrstev. Vztahy mezi plazmochemickými procesy a adhezí částic na povrchu jsou poměrně složité. Adheze částic křemíku nejprve prudce roste až k maximu při 25 W a poté postupně klesá, což je charakteristické pro tzv. PECVD s nedostatkem prekurzorů. Podobně je tomu s koncentrací vinylových skupin začleněných do deponované vrstvy a podíl sp2 hybridizace uhlíku, které korelují s toky částic příslušného plazmatu. Práce prokázala, že hmotnostní spektroskopie je vhodnou metodou pro studium plazmochemické depozice z plynné fáze (PECVD). Technologie PECVD je perspektivní pro nanášení vrstev s obsahem křemíku, což je technologicky využitelné v mnoha směrech materiálového výzkumu.
|
|
|
Aplikace metod počítačové fyziky při studiu interakce plazmatu s pevnými látkami
Hromádka, Jakub ; Hrach, Rudolf (vedoucí práce) ; Novák, Stanislav (oponent)
Předmětem studia je nízkoteplotní plazma a jeho interakce s povrchy vnořených pevných látek. Výzkum procesů na tomto rozhraní provádíme pomocí vlastního dvoudimenzionálního částicového modelu. Model využívá metodu molekulární dynamiky, vzájemné silové působení částic je řešeno metodou Particle-in-cell. Hlavní aplikace modelu směřuje do oblasti sondové diagnostiky plazmatu. Řešení jednoduchých problémů srovnáváme s teorií a diskutujeme efekty dvoudimenzionálního přístupu. Přínos částicového modelování demonstrujeme při řešení vzájemné interakce stínících vrstev v okolí válcových sond. Zabýváme se také otázkou, zda lze měřením sondových charakteristik v okolí pevné látky získat informaci o nerovnostech na jejím povrchu. Provádíme studii vlivu elektronegativity plazmatu na parametry stínící vrstvy v okolí válcové sondy. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Studium interakce plazmatu s bakteriemi pro zvýšení podpory hojení ran
Šrámková, Sarah ; Krčma, František (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na studium interakce plazmatu s bakteriemi za účelem zvýšení podpory hojení ran. Nejprve je popsán průběh hojení ran, dále nízkoteplotní plazma, jeho působení na bakteriální buňky a využití v biomedicíně. Experimentální část se zabývá aplikací nízkoteplotního plazmatu generovaného mikrovlnným jetem na vybrané mikroorganismy a vlivem experimentálních podmínek na antimikrobiální účinek plazmatu. Jako zástupci mikroorganismů vyskytujících se v ránách byl vybrán jeden zástupce grampozitivních bakterií a gramnegativních bakterií, a to Staphylococcus epidermidis a Escherichia coli. Pomocí získaných výsledků byl potvrzen antimikrobiální účinek plazmatu generovaného pomocí mikrovlnného jetu v argonu. Míra antimikrobiální účinku souvisí s koncentrací mikroorganismů, časem opracování a jedná-li se o grampozitivní či gramnegativní bakterie.
|
host ::
RSS.