|
|
Macromolecular avenues for the creation of bio-inspired hierarchically structured surfaces
Wang, Yu-Min ; Pop-Georgievski, Ognen (vedoucí práce) ; Kostka, Libor (oponent) ; Sedláček, Ondřej (oponent)
Pro potlačení nežádoucích nespecifických interakcí mezi materiály používanými v biomedicínských aplikacích a biologickými tekutinami se často využívá pokrytí jejich povrchu polymerními kartáči. Modifikaci je možnou provést metodou "roubování na" (GT) nebo "roubování z" (GF). Tato práce se zabývá studiem hustoty roubování a účinnosti proti zanášení u poly[N-(2-hydroxypropyl) methakrylamidových] (poly(HPMA)) kartáčů syntetizovaných pomocí polymerace s vratným adičně-fragmentačním přenosem řetězce (RAFT) s využitím technik GT i GF. Ke stanovení molárních hmotností poly(HPMA) připraveného v roztoku a na povrchu byla kombinována a důkladně využita rozměrově vylučovací chromatografie (SEC) vybavená více úhlovým detektorem rozptylu světla (MALS) a silová spektroskopie jedné molekuly (SMFS) založená na mikroskopii atomárních sil (AFM). Dále byl zkoumán vliv rozpouštědla na kinetiku růstu polymerních kartáčů během povrchově iniciované polymerizace (SI-RAFT). Byly experimentálně zjištěny rozdíly mezi řetězci poly(HPMA) narostlými z povrchu a vzniklými v roztoku. Zejména složení rozpouštědla ovlivnilo rychlost propagace i odvozenou hustotu roubování z povrchu narostlého poly(HPMA) v důsledku změn v botnání polymeru, které se připisují vodíkovým vazbám. Tato práce využívá kombinace metod SEC-MALS a AFM-SMFS...
|
|
|
Analýza profilu povrchů pomocí interferometrie nízké koherence
Pikálek, Tomáš ; Novák, Jiří (oponent) ; Buchta, Zdeněk (vedoucí práce)
Práce se zabývá interferometrií nízké koherence, zejména jejím využitím v kombinaci s laserovou interferometrií pro optickou analýzu profilu povrchů. Uvádí principy laserové interferometrie se zaměřením na přesné měření délek a také principy interferometrie nízké koherence. Detailně popisuje metody detekce středu interferenčního proužku v interferometrii nízké koherence a jejich implementaci do prostředí MATLAB. Na základě měření a numerické simulace srovnává přesnost popsaných metod při detekci profilu povrchů, odolnost vůči disperzi a výpočetní náročnost a vybírá nejvhodnější metodu pro použití při analýze profilu povrchů. Popisuje také návrh a realizaci experimentální sestavy pro optické měření profilu povrchů kombinující možnosti laserové interferometrie a interferometrie nízké koherence, měření provedená na této sestavě a zpracování naměřených dat. Pro naměřené hodnoty jsou stanoveny nejistoty a hodnoty jsou srovnány s referenčním měřením.
|
|
|
Atomární struktura povrchu FeRh(001)
Ondračka, Václav ; Bábor, Petr (oponent) ; Čechal, Jan (vedoucí práce)
Slitina železo-rhodia, Fe50Rh50, vykazuje nízkoteplotní metamagnetickou přeměnu z antiferomagnetické na feromagnetickou fázi. Detailní popis této přeměny pomocí nástrojů povrchové analýzy nebyl dosud proveden. Tato bakalářská práce se věnuje přípravě a charakterizaci čistého povrchu slitiny pomocí nástrojů rentgenové fotoelektronové spektroskopie a nízkoenergiové elektronové difrakce. Je provedena korekce obrazu a kvantifikace měření difrakce pomocí kalibrace vzorkem známé krystalové mřížky.
|
|
|
VOLUMETRIC WEAR ANALYSIS OF HIP JOINT IMPLANTS BY OPTICAL METHODS
Ranuša, Matúš ; Bryant, Dr Michael (oponent) ; Dr Prashant K. Sharma (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
This dissertation thesis deals with wear analysis of total hip replacements (THR) using optical methods. We introduced a new approach to volumetric wear assessments of polyethylene liners using a 3D optical scanner. The new approach brought benefits of time-efficient measurements, large number of points collected for post-processing, the possibility to create pre-worn models of retrieved samples as well as the possibility to exclude damages caused by surgeon during revision surgeries. The method was validated by gravimetric method according to the ISO 14242 Standard. The new approach was then used in three studies focusing on wear rate and mechanical changes of polyethylene liners. In the studies, the analysis of polyethylene liners geometry was followed by a detailed surface analysis of contact areas down to the microstructural level. Clinical history data for 23 retrieved liners combined with wear analysis showed several issues affecting failure of the polyethylene implants. We worked with Bicon-plus type implants, that are widely used in clinical practice in the Czech Republic. Structural surface analysis of the retrieved samples showed several different wear mechanisms such as adhesion/abrasion, pitting, delamination and plastic deformation. Analysis of material behaviour showed mechanical changes and chemical degradation in retrieved prostheses which mostly correlated with the wear depth. Investigated samples showed plastic deformations, an increased oxidation index and lower hardness to elasticity ratio compared to the new samples. Creep phenomenon or plastic deformation, which was investigated in the final part of thesis, occurred in all the retrieved samples. Further in vitro testing showed presence of creep in the run-in phase of implants. This thesis aimed to introduce a new approach to wear analysis using the optical scanning method and to apply the new approach for investigations of surface geometry of retrieved polyethylene liners. The method proved to be a suitable method for investigations of retrieved polyethylene liners helping to better understand the processes leading to implant failures.
|
|
|
Studium chemického čištění povrchů metodou LEIS
Staněk, Jan ; Polčák, Josef (oponent) ; Bábor, Petr (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá studiem chemicky čištěných povrchů krystalů teluridu kademnatého (CdTe krystalů) pomocí rozptylu nízkoenergiových iontů (metoda LEIS). V teoretické části je popsána fyzikální podstata metody LEIS, včetně experimentálního uspořádání přístroje Qtac100, na kterém byl experiment měřen. Metoda LEIS je také porovnána s rentgenovou fotoelektronovou spektroskopii (XPS). Jsou zde také shrnuty základní vlastnosti a struktura CdTe krystalů, včetně principu fungování detektorů rentgenového záření, pro něž jsou použité krystaly primárně využívány. V experimentální části je popsán samotný proces měření, od kalibračního měření, přes chemické leptání, až po zkoumání leptaného povrchu. Jsou zde ukázky LEISovských spekter s komentáři a interpretacemi, včetně porovnání s daty naměřenými pomocí metody XPS.
|
|
|
Faktory ovlivňující kvalitu obrobené plochy po frézování
Černý, Libor ; Jaroš, Aleš (oponent) ; Fiala, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá výslednou kvalitou povrchu za proměnlivých pracovních podmínek při frézování. První část práce se věnuje definici kvalitativních parametrů, popisujících vlastnosti povrchu. V návaznosti na to je stručné vysvětlení týkající se měření řezných odporů. Práce je doplněna experimentálním ověřením pomocí čelního frézování a jeho následným vyhodnocením. Cílem experimentu je zjistit závislost jakosti povrchu a velikosti řezných odporů na proměnlivých pracovních podmínkách stroje, které nejsou běžnou součástí výrobních postupů.
|
|
|
Studium povrchových vlastností tenké vrstvy PEDOT:DBSA
Bellan, Boris ; Salyk, Ota (oponent) ; Tumová, Šárka (vedoucí práce)
Táto diplomová práca sa zaoberá analýzou povrchových vlastností s dôrazom na drsnosť povrchu a hydrofilitu tenkých vrstiev pripravených z čistých a modifikovaných organických konjugovaných polymérov na báze poly(3,4-etyléndioxytiofénu) (PEDOT) z hľadiska ich potencionálneho využitia v bioelektronických aplikáciach. Hlavným predmetom práce bola povrchová analýza materiálu poly(3,4-etyléndioxytiofén):poly(dodecylbenzosulfonát) (PEDOT:DBSA) a ďalej bol pozorovaný vplyv prídavku sekundárnych dopantov ako (3-glycidyloxypropyl)trimetoxysilánu (GOPS), etylénglykolu (EG) a dodecylbenzosulfonovej kyseliny (DBSA) na zmenu povrchových vlastností polyméru PEDOT:DBSA, s cieľom pripraviť materiál s optimalizovanými povrchovými vlastnosťami pre bioelektronické aplikácie. V prvej časti experimentálnej činnosti bola skúmaná povrchová energia tenkých vrstiev pomocou stanovenia kontaktných uhlov. V druhej časti práce boli pozorované a porovnané morfologické vlastnosti povrchov pripravených tenkých vrstiev pomocou mikroskopie atomárnych síl (AFM), skenovacej elektrónovej mikroskopie (SEM) a profilometrie.
|
|
|
Characterization of ultra-thin polymer films on solid substrates using different physical techniques
Pop-Georgievski, Ognen ; Rypáček, František (vedoucí práce) ; Adam, Pavel (oponent) ; Werner, Carsten (oponent)
Cílem disertační práce je příprava ultratenkých polymerních filmů na pevných substrátech a jejich charakterizace pomocí fyzikálních metod. Fyzikální techniky, které jsou použity v této práci, selektivně popisují jednotlivé charakteristiky studovaných filmů. Některé z těchto technik jsou více specifické pro stanovení některých vlastností povrchů, avšak neposkytují informace o jiných důležitých vlastnostech těchto systémů. Proto pouze kombinací jednotlivých metod lze získat celkový pohled na architekturu, složení a funkci filmů a jejich vrstev. Tento kombinovaný přístup umožňuje získat hodnoty jednotlivých charakteristik a současně osvětluje fyzikální mechanizmy zodpovědné za chování zkoumaných systémů, což je důležité pro jejich další aplikace. Konkrétní polymerní filmy, jimiž se tato práce zabývá, reprezentují rozdílné typy systémů, které jsou významné pro aplikace v biomedicíně, biotechnologiích a tkáňovém inženýrství. Lze je zařadit do čtyř skupin: 1. Filmy polylaktidu vytvářené roubováním z tenkých filmů silanizovaného alakritu. 2. Polydopaminové filmy, které lze využít jako vhodnou platformu pro další modifikaci povrchů. 3. Polyethylenoxidové filmy roubované na povrchy potažené polydopaminem. 4. Poly(ω-methoxy-oligo(ethylene oxide) methacrylatovové), poly(ω-hydroxy-oligo(ethylene oxide)...
|
|
|
VOLUMETRIC WEAR ANALYSIS OF HIP JOINT IMPLANTS BY OPTICAL METHODS
Ranuša, Matúš ; Bryant, Dr Michael (oponent) ; Dr Prashant K. Sharma (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
This dissertation thesis deals with wear analysis of total hip replacements (THR) using optical methods. We introduced a new approach to volumetric wear assessments of polyethylene liners using a 3D optical scanner. The new approach brought benefits of time-efficient measurements, large number of points collected for post-processing, the possibility to create pre-worn models of retrieved samples as well as the possibility to exclude damages caused by surgeon during revision surgeries. The method was validated by gravimetric method according to the ISO 14242 Standard. The new approach was then used in three studies focusing on wear rate and mechanical changes of polyethylene liners. In the studies, the analysis of polyethylene liners geometry was followed by a detailed surface analysis of contact areas down to the microstructural level. Clinical history data for 23 retrieved liners combined with wear analysis showed several issues affecting failure of the polyethylene implants. We worked with Bicon-plus type implants, that are widely used in clinical practice in the Czech Republic. Structural surface analysis of the retrieved samples showed several different wear mechanisms such as adhesion/abrasion, pitting, delamination and plastic deformation. Analysis of material behaviour showed mechanical changes and chemical degradation in retrieved prostheses which mostly correlated with the wear depth. Investigated samples showed plastic deformations, an increased oxidation index and lower hardness to elasticity ratio compared to the new samples. Creep phenomenon or plastic deformation, which was investigated in the final part of thesis, occurred in all the retrieved samples. Further in vitro testing showed presence of creep in the run-in phase of implants. This thesis aimed to introduce a new approach to wear analysis using the optical scanning method and to apply the new approach for investigations of surface geometry of retrieved polyethylene liners. The method proved to be a suitable method for investigations of retrieved polyethylene liners helping to better understand the processes leading to implant failures.
|
|
|
Atomární struktura povrchu FeRh(001)
Ondračka, Václav ; Bábor, Petr (oponent) ; Čechal, Jan (vedoucí práce)
Slitina železo-rhodia, Fe50Rh50, vykazuje nízkoteplotní metamagnetickou přeměnu z antiferomagnetické na feromagnetickou fázi. Detailní popis této přeměny pomocí nástrojů povrchové analýzy nebyl dosud proveden. Tato bakalářská práce se věnuje přípravě a charakterizaci čistého povrchu slitiny pomocí nástrojů rentgenové fotoelektronové spektroskopie a nízkoenergiové elektronové difrakce. Je provedena korekce obrazu a kvantifikace měření difrakce pomocí kalibrace vzorkem známé krystalové mřížky.
|
host ::
RSS.