|
|
Mechanics of flow of inhaled fibres in a replica of human airways
Kánská, Jana ; Elcner, Jakub (referee) ; Lízal, František (advisor)
The ability to describe the movement of fibrous particles is essential not only because inhaled fibers can cause serious lung diseases, but also because the fibrous shape of particles could be suitable for inhalable medications. The theoretical part of the work is dedicated to the methods currently used to model the transport of fibers, both in simple cases and in models of human lungs. Furthermore, it summarizes the current state of knowledge in the field of fiber movement a deposition. An overview of experimental and computational studies is provided. In the experimental part, two deposition experiments with polydisperse fibers were conducted. One experiment represented a woman’s breathing during heavy activity, with an effective inhalation flow rate of 127 l/min. The other represented a woman’s normal breathing, with an effective inhalation flow rate of 19.1 l/min. A female lung model was used, created by modifying a male lung model. The results confirmed that with a lower inhalation flow rate, fibers have the potential to penetrate deeper into the lungs, specifically beyond the 7th generation of branching in the tracheobronchial tree. Among the most significant findings is the fact that to ensure effective targeted drug delivery in the case of aerosolized fibrous medications, it is necessary to control the inhalation style, particularly the maximum flow rate.
|
|
|
Reactive Powder Concrete
Gabko, Miroslav ; Klečka,, Tomáš (referee) ; Hela, Rudolf (advisor)
Reactive powder composites (RPC) have been recently a subject of many researches of modern concrete technology. This type of concrete is very fine and its behaviour exceeds the other types of concrete, therefore there are new possibilities of its use. The design and production of RPC is complex technology process which needs to gain new results in RPC research to get the best features regarding its higher price. This thesis is focused on design of reactive powder concrete (RPC200), which compressive strength is between 200 – 300 MPa. Next goal is to prove the influence of curing regimes like high temperature or pressure, and also check the possibilities of production of low cement reactive powder composite (LCRPC).
|
|
|
The development of ultra-high strength (UHPC) and reactive powder (RPC) composites
Rundt, Lukáš ; Hela,, Vlastimil (referee) ; Hela, Rudolf (advisor)
Bachelor’s thesis studies ultra-high strength concrete and reactive powder composites. In theoretical part there are researched and described properties of raw materials used for their production, mainly additions. Design methodology, processing and types of curing are also studied. Psychical mechanic and durability properties of fresh and hardened concrete are described. In practical part 4 mixtures were designed and prepared and their rheological properties, strengths after 7 and 90 days in case of UHPC and strengths after 7, 28 and 60 days in case of RPC were tested.
|
|
|
Properties of fibers based on polyhydroxybutyrate
Štulrajterová, Lujza ; Tocháček, Jiří (referee) ; Přikryl, Radek (advisor)
Táto práca sa zaoberá zvlákňovaním biopolymérov z taveniny. V teoretickej časti sú zhrnuté doterajšie poznatky o zvlákňovaní poly(3-hydroxy butyrátu) (PHB) a poly(mliečnej kyseliny) (PLA). Následne boli zvláknené polymérne zmesi na báze PHB s rôznym zložením, čo umožnilo štúdium vplyvu PLA, zmäkčovadiel a ich množstva na vlastnosti pripravených vlákien. Boli použité tri komerčné zmäkčovadlá (ATBC, PEG, A6) a dva experimentálne syntetizované. Zvláknenie bolo prevedené na troch rôznych zvlákňovacích linkách. Konvenčné zvlákňovacie linky s odťahovými rýchlosťami nad 150 m/min sa preukázali ako nevhodné pre spracovanie našich zmesí. Kvôli nedostatočnej pevnosti taveniny sú potrebné nízke odťahové rýchlosti. Boli pripravené vlákna s dĺžiacim pomerom 6,4; ktoré boli následne analyzované pomocou GPC, MDSC a ťahovej skúšky. Na základe nameraných teplôt skelného prechodu zmäkčovadlá ATBC a PEG vykázali lepšiu schopnosť zmäkčiť skúmané PLA/PHB zmesi. Vlákna obsahujúce A6 vykazovali najvyššiu pevnosť v ťahu (250 MPa) a modul pružnosti (2,7 GPa). Nakoniec bol skúmaný vplyv starnutia, tepla a vriacej vody na mechanické vlastnosti týchto vlákien.
|
|
|
In Vitro Study of the Effect of Particle Characteristics and Flow Rate on Regional Deposition in Human Airways
Bělka, Miloslav ; Adamec, Vladimír (referee) ; Farkas, Árpád (referee) ; Jedelský, Jan (advisor)
Dlouhodobé vdechování částic může přispívat ke vzniku nebo zhoršení nejrůznějších plicních onemocnění. Na druhou stranu, vdechování léčiv je často používanou metodou podávání léků proti astmatu a jiným nemocem dýchacího ústrojí. V obou případech je důležité dobře porozumět mechanismům, na jejichž základě funguje pohyb částic a jejich usazování v dýchacích cestách. Cílem této disertační práce bylo získat nová experimentální data depozice částic a analyzovat vliv tvaru částic a průtoku vzduchu na depozici. Byla studována depozice porézních a vláknitých částic v realistickém modelu dýchacích cest. Porézní částice byly vyrobeny různými metodami, např. sprejovým sušením nebo metodou krystalizace. Takto vyrobené částice byly použity při depozičních experimentech. Detekce částic byla provedena pomocí UV/VIS spektrofotometrie. Vláknitý aerosol byl vytvořen rozdrcením skelné vaty. Takto vzniklé vláknité částice byly několikrát prosety přes řadu sít a dále roztříděny podle délky pomocí klasifikátoru pracujícím na principu dielektroforézy. Následná depozice byla vyhodnocena použitím mikroskopie s fázovým kontrastem. Ke zrychlení analýzy byl vyvinut program, který dokáže na základě analýzy obrazu najít a spočítat vlákna. Výsledky experimentu byly použity k určení depozičních charakteristik. S jejich pomocí pak byl kvantifikován vliv tvaru částic a průtoku na míru usazování. Depoziční účinnost částic rostla v závislosti na Stokesově čísle, což poukazuje na vliv setrvačnosti při usazování částic. Bylo prokázáno, že depoziční účinnost porézních částic je podobná té u částic kulových při stejném Stokesově čísle. Vláknité částice se usazovali méně efektivně v porovnání s kulovými částicemi majícími stejné Stokesovo číslo. Jelikož byly okrajové podmínky dostatečně popsány a model plic je k dispozici i v digitální podobě, je možné data použít k validaci výsledků numerických simulací.
|
|
|
Development glass-concrete of with high mechanical properties
Plochý, Ondřej ; Lederer, Peter (referee) ; Hela, Rudolf (advisor)
This master thesis summarizes the current knowledge regarding the design and properties of glass fiber reinforced concrete products. It also deals with the design of a new concrete recipe for Dako spol. s.r.o company. There is verified effect of changes in input materials in real conditions the company to increase tensile bending strength above 20 MPa.In particular, verification of the use of building chemistry like superplasticizing additives, polymer-cement matrix or a change type or dose of glass fiber.
|
|
|
Study of the development, trends and innovations in shotcrete technology
Záruba, Jiří ; Hela, Vlastimil (referee) ; Hubáček, Adam (advisor)
The Bachelor thesis is focused on the study of development, trends and innovations in shotcrete technology. The main target of this thesis is to summarize new procedures in shotcrete technology. Secondary targets include a description of basic properties of sprayed concrete, introducing new trends and technology in recent years. The next sub-goal is to propose experiment that will try new ways of testing shotcrete. Based on these secondary targets is possible to evaluate the current situation in shotcrete technology and fulfil the main objective of this thesis.
|
|
|
Electrospinning of bioglass and glass-ceramic fibers
Kozáková, Zdenka ; Šťastná, Eva (referee) ; Částková, Klára (advisor)
Bachelor thesis is focused on the preparation of fibers based on bioglass and glass ceramics. The theoretical part of the work summarizes the division and description of biomaterials and their use in biomedical applications. The main part of the work deals with the preparation of bioglass with a focus on the preparation by electrospinning. Experimental part is focused on the preparation of fibers based on bioglass by electrospinning. Different types of bioglass precursors were studied and their spinnability, morphology and bioactivity of the prepared fibers were assessed. The fibers were analyzed by scanning electron microscopy and interactions in simulated body fluid. Fibers prepared from bioglass 45S5 and polyvinylalcohol precursor were evaluated as promising for biomedical applications.
|
|
|
Studies towards the Preparation of Organic-Inorganic Hybrid Silica Fibers via Electrospinning
Koukolová, Anna ; Dzik, Petr (referee) ; Hüsing, Nicola (advisor)
Polyorganosilany spadají do skupiny hybridních materiálů třídy II, které nabízejí nové možnosti materiálových funkcí a jejich vlastností. Ačkoliv byly v této kategorii již některé materiály zkoumány a stejně tak i jejich aplikace, nebyly doposud vlákna na základě polyorganosilanu v mikro a nano rozměru popsány což bylo motivací pro tuto práci. Předkládaná diplomová práce se zabývá podrobným zkoumáním poly(vinylmethyldimethoxysilanu) jako možného prekurzoru pro elektrostatické zvlákňování. Za účelem přípravy polymeru na bázi vinylmethylsilanu byla provedena radikálová polymerace a podmínky reakce byly modifikovány se záměrem změny molekulové hmotnosti získaného polymeru. Stupeň polymerace byl upravován na základě změny koncentrace iniciátoru a byl stanovován dynamickým rozptylem světla v roztoku polymeru a spektroskopickou metodou nukleární magnetické rezonance. Elektrostatické zvlákňování je velkou měrou spojeno s vlastnostmi roztoku a důraz byl proto kladen právě na zjištění těchto vlastností. Na základě experimentů bylo zjištěno, že syntetizovaný polymer je na přípravu vláken vhodný. Nicméně byly získány i fragmenty vláken a to s využitím polymeru v roztoku methanolu. Předpokladem zvlákňování je dostatek propojení mezi polymerními řetězci. Tento přístup byl studován se zapojením sol-gel postupu a bylo zjištěno, že fáze sol-gel procesu je velmi významná s ohledem na tvorbu vláken. Dalším využitým postupem pro získání vláken bylo začlenění dalšího polymeru do směsi jako nosiče a tímto postupem byla získána vlákna s různým průměrem.
|
|
|
Lightweight concrete with reinforcement
Plochý, Ondřej ; Hubertová,, Michala (referee) ; Hela, Rudolf (advisor)
This bachelor thesis summarizes the current knowledge regarding to the design and properties of lightweight concrete and concrete with reinforcement. Also deals with research of lightweight aggregate concrete with Liapor and its interaction with dispersed steel fibers. The work examined recipes of volume classes D1,6 and D1,8 and strength classes SFRLC 20/22 and SFRLC 25/28. Recipes are monitored by physical-mechanical and rheological properties.
|
guest ::
