|
|
Modification of Organic High Performance Pigments for Applications in Organic Electronics
Cigánek, Martin ; Imramovský, Aleš (referee) ; Vyňuchal, Jan (referee) ; Krajčovič, Jozef (advisor)
Dizertační práce pojednává o studiu, syntéze a chemické derivatizaci molekul spadajících do skupiny organických vysoce výkonných pigmentů a jejich potenciálním uplatnění v oblastech organické elektroniky. Teoretická část práce je zaměřena na nejnovější trendy v dané oblasti, a to jak z aplikačního potenciálu konkrétních derivátů, tak z pohledu syntetických možností a jejich strukturálních derivatizací. V experimentální části je pak podrobně popsána příprava pestré škály intermediátů a výsledných produktů, zahrnujících deriváty diketopyrrolopyrrolů (DPP), benzodifuranonu (BDF), epindolidionu (EP), naphthyridinedionu (NTD) a polymeru na bázi thiofenu (PT). Celkově bylo nasyntetizováno 103 molekul, přičemž 49 tvořily výsledné produkty, z nichž 27 bylo zcela nových, dosud nepublikovaných. Hlavním motivem derivatizace molekul pigmentů je zde inkorporace derivátů adamantanu do finálních struktur. V další části práce jsou blíže diskutovány jednotlivé chemické modifikace vedoucí k výsledným produktům. Na sérii N,N'-; N,O'- a O,O'-substituovaných derivátů DPP je popsána komplexní studie vlivu charakteru alkylových řetězců a také pozice jejich navázání v molekule DPP, a to nejen na selektivitu reakce, ale rovněž na optické i termické vlastnosti syntetizovaných produktů.
|
|
|
Synthesis and Study of Nano-Structured Perovskites for Applications in Organic Electronics
Jančík Procházková, Anna ; Kuřitka, Ivo (referee) ; Částková, Klára (referee) ; Krajčovič, Jozef (advisor)
Nanočástice perovskitů halogenidů kovů vykazují unikátní vlastnosti, především výjimečně vysoké hodnoty kvantových výtěžků fluorescence, které předurčují tyto materiály pro aplikace v optoelektronických a fotonických zařízeních. Tato práce popisuje přípravu nanočástic perovskitů halogenidů kovů pomocí stabilizačních činidel inspirovaných přírodou. Stabilizační činidla zde slouží nejen ke stabilizaci, ale i k modifikaci povrchu nanočástic za účelem zvýšení funkčnosti výsledných nanostruktur. Úvod práce popisuje optimalizaci přípravy nanočástic precipitační technikou za použití stabilizačních činidel; jako stabilizační činidlo byl zvolen adamantan-1-amin spolu s hexanovou kyselinou. Bylo prokázáno, že klíčový vliv na optické vlastnosti výsledných koloidních roztoků má volba rozpouštědel a teploty při precipitaci. Mimo jiné byl zkoumán vliv koncentrace prekurzorů na výslednou morfologii a optické vlastnosti nanočástic a jejich koloidních roztoků. V neposlední řadě byly nanočástice stabilizovány adamantan-1-aminem spolu s různými karboxylovými kyselinami a byly studovány optické vlastnosti a koloidní stabilita výsledných koloidních roztoků. V dalším kroku byly nanočástice perovskitů stabilizovány pomocí proetogenních aminokyselin L-lysinu and L-argininu. Takto stabilizované nanočástice vykazovaly úzká emisní spektra ve viditelné oblasti a kvantové výtěžky fluorescence dosahující hodnot téměř 100 %. Stabilizace nanočástic prostřednictvím postranních skupin aminokyselin byla prokázána navázáním chránící terc-butoxykarbonylové skupiny na -amino skupinu. Nanočástice stabilizované modifikovaným lysinem v průběhu jejich přípravy vykazovaly závislost optických vlastností na přítomnosti vody. Předpokládá se, že molekuly vody jsou schopné kontrolovat růst krystalové mřížky po navázání na prekurzory perovskitů a ovlivňovat tak výslednou velikost nanočástic, což vede k projevení kvantových jevů. Spojení nanočástic perovskitů s peptidy představuje nový typ materiálů kombinujících výjimečné optické vlastnosti se samoorganizačními a senzorickými vlastnostmi. Tento koncept byl představen přípravou nanočástic perovskitů stabilizovaných cyklo(RGDFK) pentapeptidem. Vzhledem k citlivosti peptidů na jejich byly nanočástice stabilizovány peptidovými nukleovými kyselinami, robustními analogy nukleových kyselin. Ke stabilizaci nanočástic byl připraven monomer a trimer peptidové nukleové kyseliny obsahující thymin jako dusíkatou bázi. Thymin byl na povrchu nanočástic dostupný k interakci s adeninem přes vodíkové můstky umožňující přenos náboje. Kombinace peptidových nukleových kyselin a perovskitů s unikátními optickými vlastnostmi otevírá aplikační možnosti zejména v oblasti optických senzorů.
|
|
|
Synthesis and Characterization of New Organic Materials for Organic Electronics
Richtár, Jan ; Vícha,, Robert (referee) ; Weidlich,, Tomáš (referee) ; Krajčovič, Jozef (advisor)
Organická elektronika a bioelektronika zažívá v moderním věku obrovskou snahu o vývoj nových organických materiálů s vlastnostmi, které běžná elektronika na bázi křemíku obvykle nedosahuje. Tato práce se zabývá syntézou a charakterizací nových organických materiálů pro organickou elektroniku. Zaobírá se přípravou nových pentafluorsulfanylových heterocyklických stavebních bloků, alkylovaných vysokoúčinných organických pigmentů a bioinspirovaných organických -konjugovaných materiálů s modifikovatelnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi a racionálními syntetickými přístupy k jejich přípravě. Pentafluorsulfanylová skupina (SF5) je ceněna pro svou vysokou elektronegativitu, lipofilitu, tepelnou a chemickou stabilitu. Pozitivně ovlivňuje optické a elektronické vlastnosti, rozpustnost a stabilitu v často lepší míře než u zavedených CF3-analogů. Šesti a čtyřkrokovou syntézou byly připraveny dva typy derivátů 3-SF5-substituovaných pyrrolidinů, které mohou sloužit jako všestranné stavební jednotky pro začlenění do pokročilých aromatických a heteroaromatických -konjugovaných systémů prostřednictvím atomů dusíku jako fluorované terminální skupiny. Modelový derivát byl zaveden jako terminální skupina do elektronově chudého heteroaromatického systému nukleofilní substitucí. Vodíkovými můstky vázané vysokovýkonné organické pigmenty přitahují velkou pozornost díky svým působivým polovodivým vlastnostem, silné 2D molekulární asociaci, vysoké tepelné, chemické a fotochemické stabilitě a nízké toxicitě. Přesto jsou pouze omezeně rozpustné a zpracovatelné, což lze vyřešit zavedením solubilizačních skupin. Je známo, že obzvláště objemné rigidní skupiny nesoucí adamantyl zlepšují uspořádání molekulární struktury, tepelnou stabilitu a výsledné vlastnosti díky samoorganizační schopnosti adamantanu. Adamantylmethylová a adamantylethylová skupina byla zavedena do vybraných barviv a pigmentů ze skupiny karbonylových azaacenů, rylen-diimidů a indigoidů pomocí nukleofilní substituce se zaměřením na zvýšení rozpustnosti a zpracovatelnosti při zachování tepelné stability a efektivní molekulární organizaci v pevné fázi. Fyzikálně-chemické studie série derivátů quinacridonu a epindolidionu ukázaly srovnatelnou, nebo vyšší tepelnou stabilitu než u nesubstituovaných derivátů, dobrou rozpustnost v organických rozpouštědlech, silnou fluorescenci v pevné fázi a roztoku v oblasti VIS a unikátní krystalovou strukturu pozorovanou z RTG analýzy. Flaviny jsou všudypřítomné bioinspirované organické materiály s nepostradatelnými biologickými funkcemi, výhodnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi, chemickou a aplikační všestranností. Cílem práce byla modifikace optických, elektronických, elektrochemických, tepelných a dalších vlastností rozšířením -konjugovaného systému syntetizovaných materiálů. V první fázi byly navrženy dva syntetické přístupy pro přípravu série NH-nesubstituovaných flavinů, u kterých byly provedeny komplexní fyzikálně-chemické studie. Poté byly navrženy dva přístupy k syntéze N,N'-dialkylovaných flavinů s inkorporovaným butylovým, adamantylethylovým a triethylenglykolovým substituentem. Alkylací byla zvýšena rozpustnost v organických rozpouštědlech a vodném prostředí, zesílena fluorescence v pevné fázi a v roztocích a modifikovány tepelné vlastnosti v závislosti na zavedeném alkylovém substituentu.
|
|
|
Nature-inspired macro cyclic systems for bioorganic applications
Prekopová, Terézia ; Cigánek, Martin (referee) ; Krajčovič, Jozef (advisor)
The bachelor thesis deals with nature-inspired macrocyclic compounds and their possible use in organic bioelectronics. The theoretical part of this bachelor thesis introduces semiconductor materials in organic bioelectronics and provides a general overview of selected classes of macrocyclic compounds currently occurring. It includes their history, properties, reactivity and use in various industries. An important point of this part are cyclodextrins, which are characterized by their high biocompatibility and affinity for a wide range of guests depending on the structure of the cyclodextrin. They are capable of molecular recognition to form inclusion complexes with guest particles. The work also deals with chemical modifications of cyclodextrins in order to improve selected physicochemical properties and practical applications of cyclodextrins. The experimental part consists of the synthesis, purification and characterization of key macrocyclic -cyclodextrin derivatives selectively modified at position 6 of one glucopyranose unit for the synthesis and study of advanced supramolecular structures for potential applications in organic bioelectronics.
|
|
| |
|
|
Synovial Hemorrhages of the knee Joints as a Vital Sign of Fatal Hypothermia
Zátopková, Lenka ; Hejna, Petr (advisor) ; Sokol, Miloš (referee) ; Krajčovič, Jozef (referee)
Synovial hemorrhages of the knee joints as a vital sign of fatal hypothermia The cold represents an underestimated health issue for a man because the abilities of the human body to resist low ambient temperatures without adequate clothing are minimal. The professional literature defines hypothermia as a non-physiological state with core body temperature being below 35 řC, severe hypothermia sets when core body temperature is lower than 27 řC. Death due to hypothermia usually appears if core body temperature declines to 25 řC. The most hypothermia-prone and vulnerable individuals involve infants, seniors, homeless people, intoxicated or injured subjects and people from various reasons exposed to extreme cold. Even in the era of molecular, genetical and virtual methods, postmortem diagnostics of hypothermia remains difficult mainly because of the absence of any specific and consistent diagnostic sign. Accordingly, the optimal diagnostic approach has to encompass not only careful external and internal examination of the deceased person, but also critical analysis of available information from the place of fatality, appraisal of the medical history, evaluation of the local meteorological situation, body temperature measurements, performance of histological and chemico-toxicological analyses, ultimately also...
|
|
|
Study of effect of side chains of organic semiconductors for bioelectronic applications
Ivanová, Lucia ; Cigánek, Martin (referee) ; Krajčovič, Jozef (advisor)
Organic bioelectronics is a relatively young but perspective science discipline that introduces the applicability of organic electronic materials in bioelectronic devices. The promising outlook for using these applications ranges from improving the quality of the disabled people's life to the development of artificial intelligence. The theoretical part describes the essential properties of semiconducting polymers for the utilization in bioelectronics and, moreover, it presents a way of improving these properties by the proper implementation of the side chains. It deals with the possibility of optimizing the biomimetic properties of conjugated polymers by using bio-inspired molecules as peripheral chains, specifically nucleic bases. The nucleobase groups introduced onto the polymer chain thus provide the synthetic molecules with the ability of self-assembly and recognition of each other. The second part of the thesis focuses on the modification of the adenine molecule, with the preparation of the key intermediate for Stille coupling. Subsequent cross-coupling reaction results in the extension of the adenine’s -conjugated system with the thiophene molecule.
|
|
|
Novel organic semiconductors for bioelectronic applications
Veselý, Dominik ; Richtár, Jan (referee) ; Krajčovič, Jozef (advisor)
This bachelor’s thesis deals with a highly perspective field of bioorganic electronics. It is divided into a theoretical and an experimental part. In the theoretical part of the thesis basic device functioning principles in conjunction with living organisms and production of such devices together with their practical application are elaborated on. In the next part of the thesis conductive polymers as advanced materials for organic electronics, their synthesis, chemical modification and functionalisation, but also their use for functional electronic devices are analysed. A synthetic route for preparation of new functional organic materials by the means of modification of a basic monomer on a molecular level is proposed in the final chapter. This chapter is connected with an experimental part where a basic monomer of the most important conductive polymer for bioelectronic applications is prepared.
|
|
|
Back analysis of embankment dam and prediction of its behaviour during accidental design situations
Krajčovič, Ján ; Říha, Jaromír (referee) ; Chalmovský, Juraj (advisor)
Diplomová práce představuje vytvoření softwarového 2D MKP modelu přehrady Slezská Harta v České Republice za pomoci softwaru PLAXIS 2D. V úvodu práce je analýza vodní nádrže, vytvořené jako zásobárna vody a protipovodňové dílo. Analýza sleduje geomorfologii, geologii, konstrukci tělesa hráze, použité materiály a metody, a stávající monitorovací zařízení. Pro pochopení tvorby 2D MKP modelu jsou předloženy a definované metody použitých analýz - metoda konečných prvků, analýza prosakování, materiálové modely, citlivostná analýza. Následně byla definována tvorba struktury modelu - určení posloupnosti použitých analýz, definování vstupních dat a mezních podmínek a tvorba kalibračního segmentu. V závěrečné části práce je analýza dosažených výstupů rozsáhlého testování modelu, jejich korelace s reálnými naměřenými hodnotami a celkové shrnutí přínosu vytvořeného modelu pro jeho využití při předpovídání chování přehrady v extrémních případech.
|
|
| |
guest ::
RSS feed.