Návrhy bakalářských témat pro AR 2022/2023
Studijní program: NANOTECHNOLOGIE
Syntéza funkcionalizovaných nanočástic oxidu křemičitého. (Synthesis of functionalized silica nanoparticles.)
Syntéza funkcionalizovaných nanočástic oxidu křemičitého pro využití v dilatantní kapalině pro balistickou ochranu. Optimalizace přípravy dilatantní kapaliny. Studium vlivu připravených nanočástic na vlastností dilatantní kapaliny.
Školitelka: prof. Ing. Daniela Plachá, Ph.D., mail:
Syntéza polylaktidu metodou superkritické fluidní technologie. (Synthesis of polylactide using supercritical fluid technology.)
Syntéza nanočástic polylaktidu využitelného pro biomedicinské aplikace, např. jako nosiče léčiv) metodou supekritické fluidní technologie. Optimalizace procesu, charakterizace připravených nanočástic s využitím SEM, FTIR, velikost částic, měření povrchů, gelové permeační chromatografie aj.
Školitelka: prof. Ing. Daniela Plachá, Ph.D., mail:
Příprava nanokompozitních membrán pro separaci vodíku a dalších plynů. (Preparation of nanocomposite membranes for the separation of hydrogen and other gases.)
Příprava nanokompozitních membrán pro separace plynů a par, zejména pro účinnou separaci vodíku. Charakterizace připravených materiálů, testování účinnosti materiálu. Spolupráce s průmyslovým partnerem.
Školitelka: prof. Ing. Daniela Plachá, Ph.D., mail:
Příprava interkalovaného jílového minerálu nanočásticemi oxidů kovů. (Preparation of intercalated clay mineral with metal oxide nanoparticles.)
Využití modifikovaných bio materiálů pro odstranění polutantů, úprava povrchu materiálů za účelem zlepšení antikorozních a tribologických vlastností, sledování vlivu nanočástic na růst rostlin.
Školitelka: prof. Ing. Jana Seidlerová, CSc., mail:
Modifikace biokeramiky grafen oxidem. (Bioceramics modification with graphene oxide.)
V rámci práce bud připravena laboratorně medicinská keramika, a to buď oxidická a nebo fosforečnanová a na ní bude deponována vrstva grafén oxidu. Takto modifikovaná keramika je hodnocena po stránce morfologie a struktury metodami mikroskopie a rentgenové difrakční analýzy.
Školitelka: doc. Ing Gražyna Simha Martynková, Ph.D., mail:
Keramický materiál na bázi jílových materiálů pro pevné elektrolyty baterií. (Ceramic material based on clay materials for solid battery electrolytes.)
Studium přípravy porézní keramiky s definovanou porozitou, strukturou a fázovým složením. Stanovení možnosti modifikace pórů polymerní látkou.
Školitelka: doc. Ing Gražyna Simha Martynková, Ph.D., mail:
Výzkum a vývoj fotoaktivních nanokompozitů. (Research and development of photoactive nanocomposites.)
Výzkum a vývoj fotoaktivních nanokompozitů na bázi jílových minerálů modifikovaných fotoaktivními nanočásticemi (TiO2, ZnO, aj.) s důrazem kladeným nejen na reprodukovatelnost syntézy a vysokou fotokatalytickou aktivitu, ale též na ekologickou nezávadnost technologií přípravy a šetrnost výsledných fotokatalyzátorů k životnímu prostředí.
Školitelka: doc. Mgr. Kateřina Mamulová Kutláková, Ph.D., mail:
Výzkum nanovlákenných materiálů. (Research of nanofibrous materials.)
Výzkum nanovlákenných materiálů modifikovaných antibakteriálními činidly či fotoaktivními nanočásticemi. Realizováno ve spolupráci s externími pracovišti.
Školitelka: doc. Mgr. Kateřina Mamulová Kutláková, Ph.D., mail:
Charakterizace nanomateriálů pomocí RTG difrakční analýzy. (Characterization of nanomaterials using X-ray diffraction analysis.)
Charakterizace nanomateriálů pomocí RTG difrakční analýzy, studium optických vlastností s využitím UV-VIS a difúzně reflektanční spektrofotometrie. Studium fotokatalytické aktivity mokrou cestou.
Školitelka: doc. Mgr. Kateřina Mamulová Kutláková, Ph.D., mail:
Výzkum a vývoj elektricky vodivých nanokompozitů. (Research and development of electrically conductive nanocomposites.)
Výzkum a vývoj elektricky vodivých nanokompozitů na bázi jílových minerálů modifikovaných vodivými polymery (polyanilin, polypyrrol). Dlouhodobé monitorování změn elektrické vodivosti různých forem nanokompozitů (prášky, tenké vrstvy, tablety). Realizováno ve spolupráci s Katedrou chemie a fyzikálně-chemických procesů.
Školitel: doc. Ing. Jonáš Tokarský, Ph.D., mail:
Počítačové simulace nanomateriálů. (Computer simulations of nanomaterials.)
Počítačové simulace nanomateriálů s využitím molekulární mechaniky a dynamiky na bázi silových polí. Simulovaná RTG difrakce pro strukturní charakterizaci nanomateriálů. Korelace výsledků s experimentálními daty, jejich interpretace a potvrzení či doplnění informací o struktuře.
Školitel: doc. Ing. Jonáš Tokarský, Ph.D., mail:
Nanostrukturované materiály pro fázově ovlivnitelné nanokompozitní matrice. (Nanostructured materials for the phase affectable nanocomposite matrices.)
Příprava a studium 2D a 3D nanomateriálů na bázi oxidů kovů a jílových minerálů fázově ovlivňující nanokompozitní matrice. Studium strukturních a fyzikálně-chemických vlastností nanomateriálů, využití technik DVC, SSA, DSC, XRD, XRFS, FTIR.
Školitelka: Ing. Karla Čech Barabaszová, Ph.D., mail:
Sonochemické a mechanochemické zpracování hybridních nanomateriálů pro polymerní nanokompozitní materiály. (Sonochemical and mechanochemical processing of hybrid nanomaterials for polymeric nanocomposite materials.)
Příprava a studium uspořádaných a neuspořádaných hybridních nanomateriálů pomocí ultrazvukových a mlecích technik. Hodnocení strukturních změn a charakterizace s využitím DVC, SSA, Zeta-potenciálu, DSC, XRD, XRFS, FTIR.
Školitelka: Ing. Karla Čech Barabaszová, Ph.D., mail:
Modifikace chitosanu pro biomedicínské aplikace. (Modification of chitosane for biomedical applications.)
Modifikace chitosanu aktivními částicemi anorganické a organické povahy pro následné využití při povlakování biomedicinské keramiky deponované na slitině. Hodnoceni složení a struktury pomocí technik XRD, FTIR, SEM, DVC, SSA apod.
Školitelka: Ing. Sylva Holešová , Ph.D., mail:
Zelená syntéza nanočástic kovů a oxidů kovů. (Green synthesis of metals and metal oxides nanoparticles.)
Bude studován princip redukce kovů z prekurzorů, princip a podmínky formování nanostrukturovaných oxidů kovů, optimalizace reakčních podmínek biosyntéz, současné trendy v zelené syntéze nanočástic. Pilotní experiment biosyntézy vybraného nanokovu (např. Ag) a oxidu kovu (např. ZnO) se zvoleným biologickým prekurzorem (např. odpadní produkt ze zpracování medu). Základní metody pro charakterizaci připravených nanočástic – UV-Vis, RTG-difrakce, skenovací transmisní elektronová mikroskopie (STEM).
Školitelka: Ing. Gabriela Kratošová, Ph.D., mail:
Mikrofluidní syntéza nanočástic na 3D tištěných čipech. (Microfluidic synthesis of nanoparticles on 3D printed chips.)
Práce se zaměří na biotechnologickou metodu přípravy kovových nanočástic z jejich prekurzorů a porovnání vsádkového způsobu přípravy se syntézou v prostředí mikrofluidního čipu. V práci budou uvedeny aktuální studie mikrofluidních syntéz anorganických nanočástic a bude diskutován potenciál průtočných reakcí v nanotechnologiích. Bude proveden pilotní experiment zelené syntézy nanočástic (Au jako modelový prvek) na čipu za různých procesních podmínek a nanočástice budou charakterizovány standardními dostupnými analytickými metodami.
Školitelka: Ing. Gabriela Kratošová, Ph.D., mail:
Charakterizace otěrových částic. (Characterization of wear particles.)
Anotace: Bakalářská práce bude zaměřena na odběr a charakterizaci vzniklých pevných emisí frikčních materiálů generovaných pomocí brzdového dynamometru. Student provede literární rešerši zaměřenou na částice vznikající při brzdění z pohledu environmentálního. Praktická část bude zaměřena na dva typy brzdového otěru, u kterého bude stanoveno chemické a fázové složení.
Školitelka: Mgr. Pavlína Peikertová, Ph.D., mail:
Konzultant: Ing. Miroslav Vaculík, Ph.D., mail:
Vliv brzdného otěru na životní prostředí. (The effect of brake wear on the environment.)
Studium modelového i reálného brzdného otěru. Realizováno ve spolupráci s externími pracovišti.
Školitelka: Mgr. Pavlína Peikertová, Ph.D., mail:
Charakterizace nanomateriálů pomocí Ramanovy a IČ spektroskopie. (Characterization of nanomaterials using Raman and IR spectroscopy.)
Charakterizace nanomateriálů pomocí Ramanovy a IČ spektroskopie. Studium morfologie povrchů světelnou mikroskopií.
Školitelka: Mgr. Pavlína Peikertová, Ph.D., mail:
Pokročilé metody ve Výpočetních Materiálových Vědách: Numerické simulace základního stavu a vlastností LiF a BeF2 pro primární okruh jaderných reaktorů. (Advanced methods in Computational Material Science: numerical simulations of groundstate properties of LiF and BeF2 phases.)
Student se dozví ohledně základních konceptů fyziky pevné fáze a výpočtových metod založených na teorii funkcionálu hustoty (DFT). Student získá praktické znalosti výpočetních kódů DFT a jejich běhu na moderních superpočítačích. V rámci tohoto projektu, student zpočítá fyzíkální vlastnosti základního stavu binarních systémů LiF and BeF2. Spolupráce s univerzitou v Bochumi, Německo.
Školitel: Ing. Dominik Legut, Ph.D., mail: , externí vedoucí Dr. Sergiu Arapan
Supravodivost v Niobu. (Superconductivity in Niobium.)
Student bude modelovat vybrané konveční vsupravodiče pomocí ab initio metod. Naučí se fyziku v pozadí supravodičů I druhu včetně příslušných fyzikálních a matematických modelů.
Školitel: Ing. Dominik Legut, Ph.D., mail: , externí vedoucí Dr. Andrzej Kadzielawa
Tání wolframových slitin. (Melting in W-based alloys.)
Student se naučí popsat proces a teplotu taní vs. kompozice wolframových slitin. Tento process zahrne jak termodynamiku pomocí kvantové mechaniky jejichž výsledky budou konfrontovány s experimenty provedenými v Praze na ústavu Fyziky plazmatu AVČR.
Školitel: Ing. Dominik Legut, Ph.D., mail: , externí vedoucí Dr. Andrzej Kadzielawa
Přenos tepla v nových jaderných palivech. (Heat transfer in novel nuclear fuels.)
Karbidy uranu, plutonia a thoria a jejich kombinace představují potenciální materiály pro nové nukleární paliva pro tzv. jaderné reaktory IV generace a to zejména v důsledku jejich vysoké operační teploty. Výhoda těchto paliv oproti běžným uranovým-plutoniovým oxidům je v jejich vysoké tepelné vodivosti. Úkolem této teze bude demonstrovat maximalizaci přenosu energie pomocí kvantově-mechanických a molekulárně dynamických výpočtů na IT4Innovations superpočítačích.
Školitel: Ing. Dominik Legut, Ph.D., mail:
Nové katalyzátory na bázi Ce-sloučenin. (Novel Ce-based compounds for catalysis.)
Cerium je známe fluktuací valenčních stavů, t.j. Ce3+ a Ce4+, kdy každá z variant má jíné fyzikální a chemické vlastnosti. V poslední době byly detektovány nové stechiometrické Ce-sloučeniny titanátů. V této práci budeme pomocí kvantově-mechanických metod a AI snažit identifikovat novou fázi a jeji krystalovou strukturu, jako potencionální kandidáta pro katalytickou reakci.
Školitel: Ing. Dominik Legut, Ph.D., mail: externí vedoucí Dr. Sergiu Arapan
Van der Waalsové heterostruktury. (Van der Waals heterostructures.)
Dvou-dimenzionální materiály se stávají novými materiály pro nanotechnologie a funkční nanozařízení. Jedním z příkladu jsou stálé (nevolatilní) magnetické paměti jejíchž zápis je kontrolován elektrickým proudem na základě jevů jako je např. spin-orbitální interakce (SOI). V tomto projektu budeme zkoumat van der Waalsovy heterostruktury obsahující magnetickou část pro záznam a uchování dat a nemagnetickou část se silnou SOI, která dovolí pomocí tzv. spin-orbit torque kontrolovat magnetizační dynamiku, tj. čtení a zápis informací.
Školitel: Ing. Dominik Legut, Ph.D., mail: dominik.legut@vsb.cz, externí spolupráce se Univerzitou J. Šafárika, Košice
Studium anizotropních jevů ve spinových laserech a jejich využití v moderních technologiích. (Study of anisotropic effects in spin lasers and their application in modern technology.)
Spinové lasery jsou polovodičové zařízení, ve kterých rekombinace spinově polarizovaných fotonů v aktivním prostředí vedou k emisi kruhově polarizovaných fotonů. Možnost použití spinové polarizace společně se zahrnutím nízkodimenzionálních nanostruktur (periodické mřížky, kvantové jámy, kvantové doty) otevírá nové horizonty v moderním polovodičovém výzkumu a informačních technologiích. Navrhovaná bakalářská práce bude zaměřena na studium polarizačních a dynamických jevů v těchto pokročilých strukturách společně s jejich optimalizací pro ultrarychlý přenos dat. Hlavními cíli práce jsou i) studium vlivu anizotropních jevů (dvojlom a dichroismus) ve struktuře na polarizační stav emitovaného světla ii) zahrnutí vlivu periodických mřížek do současných modelů, iii) výpočet optimálních parametrů laserového rezonátoru a anizotropních mřížek s požadovanou funkcionalitou pro ultrarychlé aplikace.