|
|
A Review of the Li-ion Battery in-situ Experiments in Scanning Electron Microscope
Trochta, David ; Klvač, Ondřej ; Kazda, Tomáš
This paper focuses on the description of in-situ experiments with lithium-ion batteries in a scanning electron microscope during cycling. With these experiments, we are able to better understand the working principles and internal processes of Li-ion batteries and improve their efficiency, reliability, and safety based on this knowledge. However, conducting these experiments poses several challenges, which are described in the paper, along with ways in which they can be partially mitigated.
|
|
|
Interconnection of three-dimensional printing, material science and bone tissue engineering for creating ideal bone scaffolds
Šromová, Veronika
The interconnection of three-dimensional (3D) printing, material science, and bone tissue engineering holds immense promise in the realm of scaffold development for bone repair. This work delves into the intricate interplay between various factors influencing the success hydroxyapatite biomaterials in bone regeneration, including material selection, porosity, structural design, surface modification, and other mechanical characteristics. Our aim is the pursuit of ideal biomaterials possessing both favorable biological responses and mechanical integrity. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) is used to analyze the chemical structure of the material, particularly the chemical bonds present. Using SEM, we were subsequently able to analyze the microstructure and nanostructure of the 3D printed hydroxyapatite sample.
|
|
|
Novel materials for sensing and biosensing
Jyoti, Jyoti ; Mayorga, Paula (oponent) ; Cho, Nam-joon (oponent) ; Pumera, Martin (vedoucí práce)
The 2D material-based 3D-printed electrodes and nano/micromotors have emerged as the cutting-edge technologies. It has drawn widespread attention due to their distinctive characteristics that make them suitable for sensing and biosensing applications. The research offers valuable insights through systematic experimentation to promote advancements in sensing technologies. The 3D-printed nanocarbon electrodes have eliminated the need for the conventional electrodes by providing the benefits such as ease of fabrication, quick production, excellent precision and customization of the shapes depending upon our requirements. Consequently, the findings of this thesis highlight the versatility of 3D-printed nanocarbon electrodes in applications involving phenols, pesticides and biosensing, particularly DNA sensing. Next, we explored the active quantum materials-based micromotors for DNA detection as well the food safety applications. This next-generation technology combines the appealing features of the quantum materials along with their autonomous mobility as micromotors, which makes the detection fast and offers inexpensive platforms for sensing and bio-analysis. Thus, by addressing challenges related to analyte use, particularly those with rapid action and toxicity, the study explores advanced detection methods, incorporating modern technologies to offer innovative solutions. The findings contribute to the ongoing evolution of technologies crucial for addressing contemporary challenges in analytical chemistry and bioanalytical chemistry.
|
|
|
Odpařování tenkých vrstev pomocí intenzivního laserového světla za současného pozorování elektronovým rastrovacím mikroskopem
Boleloucká, Eliška ; Ukropcová, Iveta (oponent) ; Nováček, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na modifikaci povrchu vzorku pomocí intenzivního laserového světla, což je jedna z požadovaných vlastností vyvíjené multifunkční sondy SPM nové generace. Nejprve je představena samotná sonda SPM umožňující korelativní měření. Dále je rozebrána problematika zavedení intenzivního laserového světla do komory elektronového mikroskopu společně s provedenou úpravou v detekční větvi mikroskopu. Pro simulaci interakce laserového světla s povrchem vzorku je použito programového prostředí COMSOL Multiphysics. Následně jsou výsledky simulací teplotního pole ve vzorku srovnány s výsledky přímého ovlivňování povrchu vzorku v komoře elektronového mikroskopu.
|
|
|
Využití elektronové mikroskopie pro detekci nanočástic ve vybraných potravinách
Boriková, Natália ; Hrabalová, Vendula (oponent) ; Dzurická, Lucia (vedoucí práce)
Táto bakalárska práca sa zaoberá detekciou nanočastíc vo vybraných potravinových produktoch za využitia elektrónového mikroskopu. K tomuto účelu boli vybrané konkrétne strieborne perly, strieborný prášok a potravinárska beloba. Samotné nanočastice môžu mať vo vysokých koncentráciách negatívny vplyv na ľudský organizmus. Je potrebné, aby spĺňali určité legislatívne normy. Hlavnou podstatou danej práce je zistiť spôsob, akým by bolo možné detegovať nanočastice v potravinových produktoch. Teoretická časť poskytuje pohľad na vlastnosti nanočastíc, ich využitie a popisuje metódy na ich stanovenie, primárne s dôrazom na elektrónovú mikroskopiu. V praktickej časti boli pripravené roztoky s umelo pridanými nanočasticami, ktoré slúžili ako štandardy. Zo zvolených potravín boli pripravené dve vzorky – s pridanými nanočasticami a bez prídavku nanočastíc. Vzorky boli analyzované pomocou nízkonapäťového elektrónového mikroskopu typu LVEM 25E spolu s prvkovou analýzou pomocou energiodisperznej spektroskopie (EDS). Výsledky poskytujú zloženie daných potravín a informácie o ich samostatnej prítomnosti nanočastíc. Tento výskum prispieva k lepšiemu pochopeniu ich charakteristík a bezpečnosti v potravinách.
|
|
|
Nízkoenergetické cementy na bázi slínkových minerálů
Šmeral, Miloslav ; Koplík, Jan (oponent) ; Bartoníčková, Eva (vedoucí práce)
Tato závěrečná práce se zabývá nízkoenergetickými cementy a vlivem dopantů na jejich hydrataci, konkrétně mědi a síry. V teoretické části jsou shrnuty obecné poznatky o slínkových minerálech, jejich nízkoenergetických/nízkouhlíkových alternativách a udržitelnosti v cementářském průmyslu. Dále jsou popsány možné syntézy slínkových minerálů. V experimentální části jsou uvedeny postupy přípravy dopovaného trikalcium aluminátu a analýzy syntetizovaných produktů. Nejvyšší hydratační teplo měl trikalcium aluminát dopovaný sírou. Naopak nižší hydratační teplo vykazoval trikalcium aluminát dopovaný mědí a trikalcium aluminát v kombinaci těchto dopantů. Přítomnost dopantů měla také vliv na složení hydratačních produktů.
|
|
|
Vývoj metody současného měření katodoluminiscence a topografie nanostruktur
Vacek, Martin ; Klok, Pavel (oponent) ; Nováček, Zdeněk (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zaměřuje na kombinované použití techniky SPM a SEM za použití optického vlákna sloužícího ke sběru katodoluminiscenčního záření. Práce obsahuje část shrnující použité techniky s detailnějším popisem jevu katodoluminiscence a další části popisuje vývoj metody, včetně návrhu a konstrukce sondy, úprav ladičky a optického vlákna. Výsledky ukazují, že nově vyvinutá metoda je schopná poskytovat přesné a spolehlivé výsledky, čímž na Ústavu fyzikálního inženýrství přispívá k rozšíření možností charakterizace nanostruktur.
|
|
|
Localized oxidation of vanadium films accompanied by in-situ analysis
Spousta, Jiří ; Neuman, Jan (oponent) ; Ligmajer, Filip (vedoucí práce)
This diploma thesis deals with development and application of a unique method of locally oxidizing vanadium-based thin films inside the vacuum chamber of a scanning electron microscope. For this purpose, we use photonic crystal fiber to bring both O\2 gas and intense laser light ($\lambda=532$\,nm). After several iterations of finding the optimal configuration for the local modification on the vanadium-based sample surface (single-fiber or dual-fiber version of the method), the configuration deemed most suitable involved bringing a planar photonic crystal fiber, attached to the LiteScope AFM microscope tuning fork from NenoVision, close to the sample surface in a precise manner. Close sample surface-AFM probe proximity and sufficient flow of O\2 molecules lead to a successful local modification of oxidation state in the thin vanadium-based film. The thesis also describes results obtained by measuring Raman fingerpints of locally modified (oxidized) regions, that prove our novel approach of local oxidation successful and open new fabrication procedures of vanadium oxides. The work also contains descriptions of the necessary modifications made to the SEM to accommodate the experimental setup for local oxidation (multifunctional gas injection system), along with details on the fabrication process of thin vanadium-based films by IBAD.
|
|
|
Využití dutých optických vláken pro tvorbu a modifikaci nanostruktur
Dejmek, Michael ; Průša, Stanislav (oponent) ; Spousta, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářské práce se zabývá vývojem SPM sondy nové generace, konktrétně tvorbou a modifikací nanostruktur v komoře elektronového mikroskopu. V rámci předložené práce se věnujeme popisu vedení světla v standardních optických vláknech a popisu vedení světla a plynu vlákny na bázi fotonického krystalu. Dále popisujeme využité metody (depozice indukovaná elektronovým svazkem, depozice z plynné fáze) pro tvorbu nanostruktur. V experimentální části se věnujeme návrhu a následnému testování sestav využitých pro tvorbu nanostruktur. Výsledky ukazují, že námi použitá metoda je úspěšná a nabízí tak novou možnost tvorby nanostruktur na Ústavu fyzikálního inženýrství, FSI VUT.
|
|
|
Defect localization and analysis in GaN
Gazdík, Richard ; Šik, Ondřej (oponent) ; Bábor, Petr (vedoucí práce)
This master’s thesis is concerned with the localisation and analysis of threading dislocations in GaN epitaxial layers. The thesis is divided into two parts – theoretical and experimental. The theoretical part explains the origin and nature of threading dislocations. Additionally, it lays foundations for a better understanding of perhaps less known techniques, which can be used to study them – electron channeling contrast imaging and defect-selective etching. The experimental part describes the procedures done to carry these techniques, in addition to TEM diffraction-contrast imaging and its associated FIB sample preparation, out. We show that each of the techniques can be used independently to characterize threading dislocations, but that there is a possibility to gain complementary information by combining them.
|
host ::
RSS.