Návrhy témat diplomových prací pro AR 2022/2023
Studijní program: NANOTECHNOLOGIE
Výzkum materiálů a nanomateriálů pro přípravu vodivých materiálů. (Materials and nanomaterials research for the preparation of conductive materials.)
Výzkum materiálů a nanomateriálů pro přípravu vodivých materiálů využitelných pro aplikace v oboru letectví a kosmonautiky. Studium vlivu uhlíkatých nanomateriálů na zlepšení mechanických a fyzikálních vlastností vodivých materiálů.
Školitelka: prof. Ing. Daniela Plachá, Ph.D., mail: daniela.placha@vsb.cz
Enkapsulace esenciálních olejů metodou superkritické fluidní technologie. (Encapsulation of essential oils using supercritical fluid technology.)
Příprava nanostrukturovaného materiálu na bázi polylaktidu obsahujícího vybrané esenciální oleje s antimikrobiálním účinky vhodného pro biomedicínské aplikace, např. pro hojení ran. Optimalizace přípravy, charakterizace získaných produktů s využitím chromatografických metod, FTIR, SEM, termogravimetrie aj.
Školitelka: prof. Ing. Daniela Plachá, Ph.D., mail: daniela.placha@vsb.cz
Polymerní membrány pro separaci vodíku a jiných plynů. (Polymeric membranes for the separation of hydrogen and other gases.)
Příprava robustních a účinných tenkovrstvých polymerních nanokompozitních membrán vhodných pro separaci plynů a par v průmyslových aplikacích. Připravené membrány budou testovány pro získávání a čištění vodíku a separace a regenerace těkavých organických látek a jiných uhlovodíků.
Školitelka: prof. Ing. Daniela Plachá, Ph.D., mail: daniela.placha@vsb.cz
Příprava nanočástic fotosyntézou. (Preparation of nanoparticles by photosynthesis.)
Studium mechanismu fytosyntézy nanočástic.
Školitelka: prof. Ing. Jana Seidlerová, CSc., mail: jana.seidlerova@vsb.cz
Studium nano/mikro povlaku apatit/kolagen na substrátech Ti6Al4V. (Nano/micro Apatite/collagen coating preparation on Ti6Al4V substrates.)
Studium variací biomedicinské keramiky deponované na slitině. Laboratorní příprava ko-depozice s apatitu a kolagenu, studium stability mechanické a chemické. Hodnoceni struktury XRD FTIR a drsnosti povrchu SEM, AFM pro další modifikací kolagenem.
Školitelka: doc. Ing Gražyna Simha Martynková, Ph.D., mail: grazyna.simha@vsb.cz
Pokročilé quasi-solid elektrolyty s vodivou nano-složkou. (Advanced quasi-solid electrolytes with conductive nanocomponent.)
Keramický materiál infiltrovaný PEO nebo PVDF, vodivost vylepšena vhodnými Me nanočásticemi, testování konduktivity v pevném stavu, studium vodivostních charakteristik a cyklování materiálu.
Školitelka: doc. Ing Gražyna Simha Martynková, Ph.D., mail: grazyna.simha@vsb.cz
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: katerina.mamulova.kutlakova@vsb.cz
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: katerina.mamulova.kutlakova@vsb.cz
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: katerina.mamulova.kutlakova@vsb.cz
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: jonas.tokarsky@vsb.cz
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: jonas.tokarsky@vsb.cz
Funkční a antikorozní povlakování polymerních membránových filmů. (Functional and anticorrosion coating of polymer membrane films.)
Povrchové a funkční povlakování polymerních membránových filmů s využitím hybridních a smíšených jílových nanostruktur za účel dosažení povrchové, teplotní, frikční a mechanické resistence. Hodnocení složení a struktur pomocí technik XRD, FTIR, SEM, TGA/DSC, DVC, SSA aj.
Školitelka: Ing. Karla Čech Barabaszová, Ph.D., mail: karla.cech.barabaszova@vsb.cz
Směsné polymerní nanokompozitní membrány typu scaffold. (Mixed polymer nanocomposites based on scaffold membranes.)
Příprava a studium nových polymerních nanokompozitních materiálů pro využití v biomedicíně a materiálové chemii. Charakterizace pomocí XRD, FTIR, SEM, TGA/DSC, DVC, SSA, porozita, mechanické a frikční vlastnosti, antibakteriální aktivita.
Školitelka: Ing. Karla Čech Barabaszová, Ph.D., mail: karla.cech.barabaszova@vsb.cz
Biodegradabilní polymerní membrány pro čištění vodíku. (Biodegradable polymeric membranes for hydrogen purification.)
Studium přípravy biodegradabilních polymerních membrán pro čištění vodíku od různých chemických nečistot založené na hybridním systému polymer/jíl. Hodnoceni složení a struktury pomocí technik XRD, FTIR, SEM, TGA/DSC, DVC, SSA apod. Základní testy separace nečistot a biodegradability.
Školitelka: Ing. Sylva Holešová , Ph.D., mail: sylva.holesova@vsb.cz
Biodegradabilní polymerní filmy a nanovlákna antimikrobiální povahy pro environmentální aplikace. (Biodegradable polymeric films and nanofibers of antimicrobial nature for environmental solutions.)
Studium přípravy biodegradabilní polymerních filmů a nanovláken použitelných při řešení environmentálních problémů, především využitelných pro separaci a založených na hybridním systému polymer/jíl. Hodnoceni složení a struktury pomocí technik XRD, FTIR, SEM, TGA/DSC, DVC, SSA apod. Základní testy separace, antimikrobiální testy a testy biodegradability.
Školitelka: Ing. Sylva Holešová , Ph.D., mail: sylva.holesova@vsb.cz
Studium syntézy nanočástic kovů na mikrofluidním čipu pro aplikace do vodivých kompozitů pro bateriové aplikace. (Synthesis of metal nanoparticles on a microfluidic chip for applications in conductive composites for battery applications.)
Studium přípravy nanočástic kovů (např. Ag, Cu) pomocí biosyntézy, příprava stabilních koncentrovaných roztoků nanočástic s využitím rostlinných prekurzorů, využití levného a ekologicky šetrného postupu syntézy, optimalizace vlastností nanočástic na mikrofluidním čipu, porovnání se vsádkovou syntézou, kotvení do matric využitelných pro baterie.
Školitelka: Ing. Gabriela Kratošová, Ph.D., mail: gabriela.kratosova@vsb.cz
Zelená syntéza kovových nanočástic s antimikrobiálním účinkem. (Green synthesis of metalic nanoparticles with antimicrobial effect.)
Studium přípravy nanočástic kovů a oxidů kovů s prokazatelným antibakteriálním účinkem (Ag, ZnO, CuO) metodou zelené chemie s využitím biologických prekurzorů. Porovnání vsádkové syntézy s mikrofluidní syntézou na 3D tištěném polymerním čipu. Nanočástice budou připravovány s ohledem na další jejich kotvení na vlákenné matrice, např. nylon.
Školitelka: Ing. Gabriela Kratošová, Ph.D., mail: gabriela.kratosova@vsb.cz
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:pavlina.peikertova@vsb.cz
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: pavlina.peikertova@vsb.cz
Fázová stabilita systému LiF-BeF2 pomocí výpočtových metod. (Phase stability of LiF-BeF2 systems within the Density Functional Theory.)
Student se naučí základní koncepty fyziky pevné fáze a výpočtových metod založených na teorii funkcionálu hustoty (DFT). Student bude pracovat s nejnovějšími HPC klastry v IT4Innovations, včetně využití GPU karet pro výpočty. Student určí fázový diagram a takzvaný eutektický bod dvou fázového systému na základě termodynamických veličin získaných pomocí kvantově-mechanických výpočtů.
Školitel: Ing. Dominik Legut, Ph.D., mail: dominik.legut@vsb.cz, externí vedoucí Dr. Andrzej Kadzielawa
Stabilita a tepelné vlastnosti materiálů pro tzv. první stěnu termonukleárního reaktoru. (Stability and thermal properties of first-wall materials of thermonuclear reactors.)
Student bude modelvat tepelnou vodivost a stabilitu vybraných, experimentálně ověřených komponentů pro fuzní reaktor. Moelování spočívá ve kvantově-mechanickch výpočtech, výpočtech molekulové dynamiky, a Monte-Carlo metod.
Školitel: Ing. Dominik Legut, Ph.D., mail: dominik.legut@vsb.cz, externí vedoucí Dr. Andrzej Kadzielawa
Mechanismus supravodivosti v železitých supravodičích. (Mechanism of superconductivity in Iron-based superconductors stability.)
Student bude mdelovat nekonvenční supravodiče pomoci ab initio metod. Naučí se fyziku supravodičích II druhu a jejich matematický popis.
Školitel: Ing. Dominik Legut, Ph.D., mail: dominik.legut@vsb.cz, externí vedoucí Dr. Andrzej Kadzielawa
Design termoelektrických materiálů (TE). (Design of thermoelectrical materials (TE).)
Dlouhodobě je zájem na zvládnutí konverze tepla v elektrickou energii. Jedna z překážek využití termoelektrických materiálů je jejich efektivita pouze ve velmi omezeném rozsahu teplot. Efektivita se vyjadřuje bezrozměrným číslem tzv. figure of merit (ZT), která je devinována jako ZT = S2σT/κ = S2σT/(κe+κL), kde S je Seebeck koefficient, σ is elektrická vodivost, T je absolutní teplota a κe a κL jsou tepelné vodivosti nosičů náboje a fononů (atomových vibrací). V této tezi se budeme zabývat jaký vliv na tyto veličiny má struktura van der Waalsových heterostruktur a to pomocí kvantově-mechanických kalkulací v rámci HPC v IT4Innovations.
Školitel: Ing. Dominik Legut, Ph.D., mail: dominik.legut@vsb.cz, externí spolupráce se Univerzitou J. Šafárika, Košice
Design nových permanentních magnetů. (Design of novel permanent magnets.)
State-of-the-art materiály pro produkci permanentních magnetů jsou založeny na magnetech kovů vzácných zemin jako jsou Nd a Sm-Co systémy, pak hexagonální ferity, a alnico magnety. Ty s největší účinností jsou bohužel založeny na drahých elementech jako jsou Nd, Co, Sm. Nás zde budou zajímat zejména prototypy založené na strukturách SmCo5 a Sm2Co17 startovací bod substitucí pro Sm a Co podmřížky, kdy budeme chtít tyto drahé elementy nahradit méně kritickýma jako jsou např. Ce a La. V rámci této diplomové práce budeme tedy studovat intrinsické a extrinsicke magnetické vlastnosti pomocí rozsáhlých HPC kvantově-mechanických výpočtů.
Školitel: Ing. Dominik Legut, Ph.D., mail: dominik.legut@vsb.cz, externí vedoucí Dr. Sergiu Arapan