PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Experimentální stanovení a modelování tepelné kapacity iontových kapalin

Školitel: Ing. Magdalena Bendová, Ph.D.
Školitel specialista: Ing. Zdeněk Wagner, CSc.

Oddělení chemie a fyziky aerosolů
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Cílem této práce bude získat experimentální data o isobarické tepelné kapacitě v závislosti na teplotě pro ucelenou sadu vybraných iontových kapalin. Tyto organické soli se vyznačují velkou variabilitou struktur, která má výrazný vliv na jejich termofyzikální vlastnosti. Právě tento vliv bude studován v této práci, přičemž struktury iontových kapalin budou vybrány tak, aby o něm vypovídal co nejjasněji. Naměřená data budou kriticky vyhodnocena pomocí metod založených na matematické gnostice a dále využita pro modelování a nalezení jedno-značného vztahu mezi strukturou a tepelnou kapacitou.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru fyzikální chemie, fyziky, nebo organické chemie;
• základy programátorské gramotnosti a zkušenosti s Linuxem výhodou;
• systematický a kreativní přístup k práci;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Modelování interakce terpenů s vodním aerosolem pomocí COSMO-RS

Školitel: Ing. Magdalena Bendová, Ph.D.

Oddělení chemie a fyziky aerosolů
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Terpeny jsou skupina chemických látek přirozeně se vykytujících v ovzduší, do kterého se uvolňují z rostlin a zeleně. Tento projekt se obecně zaměřuje na jejich roli ve vzniku sekundárních organických aerosolů (SOA), a to z hlediska pochopení jejich interakce s vodním aerosolem. Konkrétním cílem této disertační práce bude modelování této interakce pomocí metodologie COSMO-RS predikcí rozdělovacích koeficientů voda-vzduch a sorpce terpenů na povrchu kapek vodního aerosolu.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru fyzikální chemie, fyziky, nebo organické chemie;
• základy programátorské gramotnosti a zkušenosti s Linuxem výhodou;
• systematický a kreativní přístup k práci;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU BIOTECHNOLOGIE

Elektrokoagulace mikroorganismů

Školitel: prof. Ing. Tomáš Brányik¹, Ph.D.
Školitel specialista: Ing. Irena Brányiková², Ph.D.

¹Ústav biotechnologie, VŠCHT Praha, Technická 5, Praha 6
²Oddělení vícefázových reaktorů, Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Standardní součástí „down-stream“ procesů v biotechnologiích je separace mikrobiální biomasy od kultivačního média. V některých případech jsou sklizňové koncentrace biomasy tak nízké, že využití klasických postupů (centrifugace, filtrace) je vysoce energeticky a finančně náročné. Alternativním způsobem zahuštění biomasy může být elektrokoagulace, která byla doposud využívána především v oblastech čistírenství a vodárenství. Cílem doktorského studia je rozšířit použití elektrokoagulace do biotechnologických aplikací, ať už je žádaným produktem biomasa (např. při fototrofní produkci jednobuněčných řas) nebo kultivační roztok s extracelulárními produkty (např. produkce extracelulárních biosurfaktantů). Při studiu bude kombinován fundamentální přístup (měření povrchových vlastností částic a modelování jejich interakcí) s inženýrským přístupem (studium elektrokoagulace v laboratorních a čtvrtprovozních zařízeních, spolupráce na návrhu a testování průtočného elektroflokulačního zařízení). Obě spolupracující pracoviště disponují veškerými zařízeními nutnými k výše popsané experimentální práci (kultivační zařízení, Zetasizer Nano-ZS, rychloběžná kamera, atd.)

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (magisterský studijní program) v oboru biotechnologie, potravinářství, chemického inženýrství apod.;
• schopnost týmové, systematické a tvořivé práce;
• zájem o experimentální práci;
• aktivní znalost angličtiny.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ CHEMIE / ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Mikrovlnná fotochemie a příprava polyaromatických látek

Školitel: Dr. Ing. Vladimír Církva

Oddělení pokročilých materiálů a organické syntézy
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Projekt spočívá v propojení dvou vědeckých oborů: tradiční fotochemie a nedávno vzniklé mikrovlnné chemie, kdy je studován vliv UV/Vis a mikrovlnného záření na chemické a fyzikální vlastnosti molekul. UV záření je generováno zcela netypicky, a to přímo mikrovlnným polem, pomocí tzv. bezelektrodových lamp.

Cílem projektu je základní výzkum vlivu mikrovlnného záření na průběh cis-trans fotoizomerace a fotocyklizace stilbenů a o-terfenylů, které následně vedou k derivátům fenanthrenu, trifenylenu, fenacenu, helicenu či k jejich heteroanalogům.

Uchazeč by měl být experimentálně zručný a prakticky obeznámený s organickou syntézou.

Literatura:

1. Církva V.: Microwaves in Photochemistry and Photocatalysis. V knize: Microwaves in Organic Synthesis, 3^rd Edition, kap. 14. (de la Hoz, A. and Loupy, A., Eds.), pp 563-605, Wiley-VCH, Weinheim 2012.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ / ORGANICKÁ TECHNOLOGIE / FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Separace enantiomerů pomocí membránových procesů

Školitel: Ing. Pavel Izák, Ph.D., DSc.
Školitel specialista: RNDr. Jana Gaálová, Ph.D.

Oddělení membránových separačních procesů
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Cílem doktorandské práce bude dělení racemických směsí membránovými separačními procesy. Racemické směsi obsahují stejné množství L a D enantiomerů. Jednotlivé enantiomery mají tytéž fyzikálně-chemické vlastnosti v achirální prostředí, a proto je velmi obtížné je vzájemně odseparovat. Nicméně v lidském organismu mají L a D enantiomery jiné účinky a D enantiomery mohou být zdraví škodlivé. Ph.D. práce bude zaměřena na vývoj nových membrán a separačních technik pro selektivní separaci enantiomerů z racemických směsí s praktickými aplikacemi, především ve farmaceutickém, potravinářském nebo agrochemického průmyslu. U kandidáta doktorské práce bude vyžadováno zpracování podrobné rešerše zahraniční literatury v dané problematice (nutnost aktivní znalosti anglického jazyka), samostatné měření a zpracování výsledků a ve spolupráci se školitelem i napsání publikací do zahraničních periodik.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, fyzikální chemii, organické technologii;
• ochota experimentovat a učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ / ORGANICKÁ TECHNOLOGIE / FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Odstraňování polutantů ze vzduchu membránovými procesy

Školitel: Ing. Pavel Izák, Ph.D., DSc.
Školitel specialista: Ing. Michal Šyc, Ph.D.

Oddělení membránových separačních procesů
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Společenská snaha o ochranu životního prostředí klade zvyšující se nároky na limity, které musí daný energetický zdroj splňovat. Tento trend bude pokračovat a bude postupně prosazován v globálním měřítku. Hlavními polutanty, např. při výrobě elektrické energie cestou spalování, jsou stále oxidy uhlíku (CO₂), síry (zbytkový SO₂) a dusíku (NO_x). Cílem projektu je využití naší skupinou vyvinuté kapalné kondenzující membrány k výraznému omezení hlavních polutantů ze vzduchu. Podstatou projektu je laboratorní ověření principu membránového dělení plynů vzniklých např. při spalování. U kandidáta doktorské práce bude vyžadováno zpracování podrobné rešerše zahraniční literatury v dané problematice (nutnost aktivní znalosti anglického jazyka), samostatné měření a zpracování výsledků a ve spolupráci se školitelem a školitelem specialistou i napsání publikací do zahraničních periodik. V případě kvalitní práce a osobního nasazení možnost odměn z grantů.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, fyzikální chemii, organické technologii;
• ochota experimentovat a učit se nové věci a schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ CHEMIE

Syntéza fluorovaných oligosacharidů a studium jejich konformace a interakce s proteiny pomocí NMR spektroskopie

Školitel: Mgr. Jindřich Karban, Ph.D.

Oddělení bioorganické chemie a nanokompozitů
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Mimořádná strukturální rozmanitost sacharidů z nich činí ideální molekuly pro kódování biologické informace. Nekovalentní interakcí sacharidů s příslušnými proteiny je tato informace dekódována a převedena na řadu inter- a intracelulárních procesů. Interakci sacharidů s těmito proteiny lze účinně detekovat a charakterizovat pomocí ¹⁹F NMR spektroskopie díky jedinečným vlastnostem jádra fluoru ¹⁹F. Předmětem disertační práce je syntéza vybraných biomedicínsky relevantních oligosacharidů a jejich fluorovaných analog, studium jejich konformace v roztoku a analýza jejich interakcí s příslušnými proteiny sledováním změn v resonanci jádra ¹⁹F v NMR spektru. Student by měl zvládnout velký objem syntetické práce, osvojit si pokročilé techniky v NMR spektroskopii a základy glykobiologie.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání v oboru organické chemie nebo organické technologie;
• Zájem o organickou syntézu a chemii a biologii sacharidů.

Literatura:

1. Matei, E. et al. Chem. Eur. J. 2013, 19, 5364.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Termodynamika a struktura racemických směsí: Molekulární studie

Školitel: Prof. RNDr. Ivo Nezbeda, DrSc.

Oddělení membránových separačních procesů
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Většina bioorganických molekul se v přírodě vyskytuje pouze v jedné enantiometrické formě. Tyto molekuly se však produkují farmaceutickým a agrochemickým průmyslem jako racemická směs (ekvimolarní směs dvou chirálních forem) a separace této směsi je proto velmi důležitým prvkem.

Jednou z metod separace racemických směsí je separace pomocí porozních materiálů či membrán. Existuje velký soubor příslušných experimentálních dat, ale pouze hrstka studií tohoto procesu na molekulární úrovni. Plné porozumění tohoto separačního procesu na molekulární úrovni tedy stále chybí a návrhy separačních zařízení jsou založeny na metodě pokus-omyl.

Předmětem navrhovaného doktorského projektu je studium termodynamických a strukturních vlastností roztoků chirálních molekul pomocí metod molekulárního a numerického modelování. Cílem projektu je odhalit molekulární mechanismy vedoucí k preferenční afinitě chirálních molekul k různým adsorbentům a vliv různých typů mezimolekulárních interakcí na tento proces.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru fyzikální chemie, fyziky, chemického inženýrství;
• základy programování;
• zájem o bádání a přemýšlení.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Vliv vlastností mezifázového rozhraní na dynamiku bublin a kapek

Školitel: Sandra Orvalho, Ph.D.
Školitel specialista: Ing. Petr Stanovský, Ph.D.

Oddělení vícefázových reaktorů
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Vícefázové systémy tvořené přítomností plynné či kapalné fáze v kapalném prostředí, jako jsou pěny, emulze jsou všudypřítomné, jak v přírodě a živých systémech, tak i v průmyslových aplikacích s vysokou přidanou hodnotu např. ve farmacii, kosmetice. Přítomnost povrchově aktivních látek (PAL) mění chování mnoha procesů, přičemž pro systémy v pohybu je třeba mezifázová rozhraní charakterizovat i jinak než prostým povrchovým napětím – např. méně běžnou povrchovou reologií a adsorpčně/desorpčními charakteristikami.

Cílem práce je experimentální stanovení vlivu PAL na dynamiku procesů u bublin a kapek (pohyb, rozpouštění, rozpad, koalescence apod.) spolu s charakterizací vybraných PAL s pomocí vhodných fyzikálně-chemických a transportních vlastností.

Typická práce zahrnuje měření povrchovým reometrem, pozorování jevů u bublin a kapek s pomocí rychloběžné kamery, zpracování získaných dat v prostředí Matlab, stavbu jednoúčelových drobných zařízení pro prováděné experimenty a interpretaci získaných výsledků.

Uchazeč by měl být absolventem magisterského studia v oboru chemického, strojního inženýrství nebo fyzikální chemie, a měl by být schopen systematické a tvořivé práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Nukleace, desaturace, pěny

Školitel: Doc. Ing. Marek Růžička, CSc., DSc.
Školitelé specialisti: Ing. Petr Stanovský Ph.D., Ing. Mária Zedníková, Ph.D.

Oddělení vícefázových reaktorů
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Cílem této práce je studovat problematiku tvorby pěn netradičními mechanismy. Inspirací jsou pozoruhodné vlastnosti biologických povrchově aktivních látek dnes intenzivně zkoumané v potravinářském průmyslu. Typickou situací zde je uvolnění tlaku nad plynem nasycenou kapalinou obsahující povrchově aktivní látku, heterogenní nukleace zárodků plynných bublin na kondenzačních jádrech v kapalině či stěnách nádoby, růst bublin a jejich vzestup k hladině, dynamika tvorby a rozpadu pěny. Nástroje pro tento výzkum budou laboratorní experiment s využitím vysokorychlostní kamery, charakterizace povrchových vlastností aktivních látek a matematické modelování (např. v Matlabu).

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání v oboru inženýrství, chemie, fyziky, matematiky;
• schopnost a ochota se učit a týmově pracovat.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Dynamika vícefázových soustav: kapalina-plyn-tuhá fáze

Školitel: Doc. Ing. Marek Růžička, CSc., DSc.
Školitelky specialistky: Ing. Mária Zedníková, Ph.D., Sandra Orvalho Ph.D.

Oddělení vícefázových reaktorů
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Vícefázové disperzní soustavy se vyskytují všude kolem nás, jak v přírodě, tak v technologiích a průmyslových aplikacích (sedimentace, fluidace, plynokapalinové soustavy - probublávané kolony, flotační systémy, atd.). Díky své složitosti a aplikačnímu potenciálu představují seriózní výzvu pro základní výzkum v oboru vícefázové hydrodynamiky. V této disertační práci budou experimentálně i teoreticky studovány klíčové procesy probíhající v disperzích na malém měřítku (coalescence bublin, kolize bublina-částice v kapalině) a jejich důsledky pro režimy proudění disperzí ve velkém měřítku (probublávané kolony, flotační nádrže, apod.). Získané poznatky budou uplatnitelné v průmyslových aplikacích různého typu (chemický průmysl, ropný, potravinářský, metalurgický, farmaceutický, environmentální, atd.).

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání v oboru chemického inženýrství, nebo strojního inženýrství, nebo matematiky a fyziky;
• schopnost a ochota se vzdělávat;
• kreativní přístup a týmová práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Tvorba mikročástic z přírodních extraktů pomocí superkritického CO₂

Školitel: Ing. Marie Sajfrtová, Ph.D.

Oddělení pokročilých materiálů a organické syntézy
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Extrakty z přírodních materiálů jsou získávány především v kapalném nebo pastovitém stavu. Pro lepší tržní využití se suší do práškovité formy, čímž se sníží cena skladování a zvýší se koncentrace a stabilita aktivních složek. Při sušení (sprejové sušení, lyofilizace atd.) však může docházet k degradaci účinných složek, ke kontaminaci organickými rozpouštědly a k produkci příliš velkých částic. Těmto nevýhodám je možné předejít použitím šetrné relativně nové metody tvorby částic, tzv. superkritickým antisolvent procesem (SAS), při kterém je roztok účinné složky v kapalném rozpouštědle vstřikován do proudu superkritického CO₂, který působí jako antisolvent. To vede k přesycení rozpuštěné látky a následně k nukleaci a růstu částic. Produktem je jemný suchý prášek. Cílem práce je pro zvolený rostlinný extrakt vyhodnotit vliv provozních parametrů SAS (tlak, teplotu, koncentraci rozpuštěné látky atd.) na vlastnosti vytvořených částic. Student se bude také podílet na sestavení aparatury pro SAS.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru organická technologie, fyzikální chemie, materiálové inženýrství, chemické inženýrství a přírodní látky;
• systematický a kreativní přístup k práci, chuť učit se novým věcem, spolehlivost.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ TECHNOLOGIE / ENVIRONMENTÁLNÍ VĚDY

Chemické složení atmosférických nanočástic a jeho dynamika

Školitel: Ing. Jaroslav Schwarz, CSc.

Oddělení chemie a fyziky aerosolů
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Nanočástice (částice menší než 100 nm) tvoří většinu z celkového počtu částic v atmosféře, ale jen malou část jejich hmoty. Zároveň v sobě nesou nejvíce informací o svém původu. Tato informace je ale ztracena při běžných analýzách částic všech velikostí dohromady, neboť ty větší tvoří většinu hmoty. Nanočástice pocházejí z vysokoteplotních procesů (např. hoření) nebo jsou vytvářeny chemickými reakcemi následovanými kondenzací méně těkavých produktů (tzv. sekundární aerosol) přímo v atmosféře. Cílem této doktorské práce bude získání dat o chemickém složení nanočástic kombinací on-line a off-line analytických metod (AMS - aerosolová hmotnostní spectrometrie, IC, LC-MS). Získaná data budou použita pro určení zdrojů nanočástic v ovzduší pomocí receptorových modelů (zejména PMF).

Požadavky na uchazeče:

• VŠ (Ing., Mgr.) s chemickým, environmentálním nebo meteorologickým zaměřením;
• systematický a kreativní přístup k práci;
• samostatnost i schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ TECHNOLOGIE / ENVIRONMENTÁLNÍ VĚDY

O původu organických aerosolů v ČR

Školitel: Ing. Jaroslav Schwarz, CSc.

Oddělení chemie a fyziky aerosolů
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Organické sloučeniny patří mezi hlavní složky atmosférických aerosolů („jedovatého prachu“). Protože množství organických sloučenin v aerosolu je nespočitatelné, používá se pro jejich kvantifikaci suma uhlíku nebo analýza menšího počtu sloučenin specifických pro jednotlivé zdroje. Další možností je analýza jednotlivých fragmentů získaných při on-line aerosolové hmotnostní spektrometrii nebo měřením absorpce světla o různých vlnových délkách. Ve všech případech se pak používá metod faktorové analýzy ke stanovení podílu jednotlivých zdrojů. Výsledky těchto analýz například mohou určit, zda přechod na spalování biomasy pro vytápění domácností nebo biopaliva u aut skutečně pomáhají zlepšit kvalitu ovzduší. Práce při odběrech vzorků budou kromě Prahy probíhat zejména na stanici Košetice na Českomoravské Vysočině, analýzy v laboratořích ÚChP.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ (Ing., Mgr.) s chemickým, environmentálním nebo meteorologickým zaměřením;
• systematický a kreativní přístup k práci s důrazem na detail;
• samostatnost i schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ TECHNOLOGIE / ENVIRONMENTÁLNÍ VĚDY

Jsou aerosoly sladké? (O původu cukerných látek v atmosféře)

Školitel: Ing. Jaroslav Schwarz, CSc.

Oddělení chemie a fyziky aerosolů
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Cukerné látky (cukry, cukerné anhydridy a cukerné alkoholy) tvoří nezanedbatelnou část hmoty atmosférických aerosolů. V závislosti na svém původu jsou svázány s částicemi různých velikostí, stejně jako samotná velikost částic je svázána s jejich původem. Zároveň tyto látky představují některé z tzv. tracerů, které jsou do ovzduší emitovány specifickými zdroji. Charakterizace obsahu těchto látek v závislosti na velikosti částic a určování jejich zdrojů v kombinaci s dalšími analytickými technikami na různých stanicích v České republice bude hlavním obsahem navrhované disertační práce. Pro rozlišení zdrojů budou využity metody receptorového modelování (zejména PMF).

Požadavky na uchazeče:

• VŠ (Ing., Mgr.) s chemickým, environmentálním nebo meteorologickým zaměřením;
• systematický a kreativní přístup k práci;
• samostatnost i schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Příprava nanovlákenných katalyzátorů technikou elektrostatického zvlákňování

Školitel: Ing. Karel Soukup, Ph.D.
Školitel specialista: Ing. Pavel Topka, Ph.D.

Oddělení katalýzy a reakčního inženýrství
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Hlavním cílem navrhovaného projektu je vyhodnocení významu specifických vlastností nových polymerních nanovlákenných útvarů připravených technikou elektrostatického zvlákňování pro jejich využití jako účinných nosičů katalyticky aktivních složek. Další oblasti zkoumání, na které se zaměřuje tento projekt, budou zahrnovat optimalizaci procesních parametrů elektrostatického zvlákňování vzhledem k vlastnostem připravovaných nosičů, nanášení katalyticky aktivních center nebo jejich prekurzorů a hodnocení vlivu mikrostruktury nosičů na fenomenologickou kinetiku modelových reakcí. Modelové reakce budou zahrnovat jak reakce v plynné fázi (úplná oxidace těkavých organických látek), tak reakce v kapalné fázi (hydrogenace). Kromě toho bude také zkoumán vliv možných rozdílů mezi povrchem polymerní hmoty nanovláken a konvenčních polymerních katalyzátorových nosičů na katalytické vlastnosti.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru chemické technologie, chemické inženýrství nebo chemie materiálů;
• systematický a kreativní přístup k práci;
• ochota experimentovat a učit se nové věci.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ / ANORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Použití mikroreaktoru s meandrovým kanálem pro studium reakcí v plynné fázi na heterogenním katalyzátoru

Školitel: Ing. Petr Stavárek, Ph.D.

Oddělení vícefázových reaktorů
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Mikroreaktory představují perspektivní zařízení, která pro své výhodné vlastnosti nacházejí uplatnění v mnoha chemických procesech. Náplní předkládaného tématu je studium katalytických oxidačních reakcí s použitím nového prototypu mikroreaktoru s meandrovým kanálem, vyvinutým na ÚCHP. Reakční prostor tohoto jinak kompaktního mikroreaktoru má geometrii meandrujícího kanálu o délce >3 m. Tato geometrie dovoluje, na rozdíl od běžných laboratorních reaktorů, studovat reakce nebo testovat katalyzátory za v podstatě totožných podmínek transportu hmoty a tepla jako v průmyslových reaktorech. Práce bude zahrnovat experimentální laboratorní testy s mikroreaktorem a modelovými reakcemi a zpracování získaných dat.

Uchazeč by měl disponovat dobrými znalostmi chemického a reakčního inženýrství, organické chemie a také mít kladný vztah k práci na počítači, který je potřebný k osvojení si systémů sběru dat, jejich vyhodnocení a matematickému modelování. K plnění zadaných úkolů bude vyžadována samostatnost, kreativnost, schopnost týmové práce, zájem učit se nové věci a v neposlední řadě také znalosti anglického jazyka.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU OBORU ORGANICKÁ CHEMIE / ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Nové selektory pro chirální stacionární fáze

Školitel: Ing. Jan Storch, Ph.D.
Školitel specialista: RNDr. Jaroslav Žádný, Ph.D.

Oddělení pokročilých materiálů a organické syntézy
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Separace racemických směsí hraje důležitou roli nejen v oblasti farmaceutického průmyslu, ale i na poli materiálové chemie, např. v molekulární elektronice. Přestože existuje celá řada komerčně dostupných chirálních stacionárních fází, jejich selektory jsou v drtivé většině postaveny na derivátech sacharidů. V rámci tohoto ambiciózního postgraduálního projektu budou studovány nové chirální selektory, ať už na bázi přírodních látek, nebo dosud pro tento účel nepoužívaných molekul s helikální chiralitou. Práce bude zaměřena jak na přípravu a design samotných selektorů, tak na přípravu stacionárních fází a funkčních prototypů HPLC kolon, včetně testování jejich účinnosti na vybraných modelových látkách, ve spolupráci s komerčním partnerem.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru organické chemie, nebo organické technologie;
• systematický, kreativní a samostatný přístup k práci;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU OBORU ORGANICKÁ CHEMIE / ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Funkční vrstvy na bázi polyaromatických uhlovodíků

Školitel: Ing. Jan Storch, Ph.D.
Školitel specialista: RNDr. Jaroslav Žádný, Ph.D.

Oddělení pokročilých materiálů a organické syntézy
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Polyaromatické uhlovodíky, především [n]heliceny a [n]fenaceny, vykazují řadu zajímavých fyzikálně chemických vlastností. Díky nim mohou nalézt uplatnění v celé řadě výzkumných oborů, zejména v optoelektronice a konstrukci senzorů. A právě zde se uplatňují nové materiály na bázi helicenů/fenacenů ve formě tenkých vrstev. Snadná imobilizace těchto molekul pomocí spin/dip coatingu či elektropolymerace otevírá širokou škálu potenciálních aplikací např. v konstrukci optoelektronických prvků, jako jsou (CPL)-OLEDs/OFETs, či senzorů pro detekci biomolekul (viz obr.). V rámci tohoto ambiciózního projektu budou designovány, syntetizovány a později charakterizovány nové molekuly a z nich připravené vrstvy s požadovanými vlastnostmi.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru organické chemie/technologie;
• systematický, kreativní a samostatný přístup k práci;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU OBORU ORGANICKÁ CHEMIE / ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Vývoj laboratorní výroby semi-syntetických kanabinoidů

Školitel: Ing. Jan Storch, Ph.D.
Školitel specialista: Ing. Jan Sýkora, Ph.D.

Oddělení pokročilých materiálů a organické syntézy
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Biologická aktivita kanabinoidů, které se nacházejí v odrůdách konopí, je dána interakcí s endokanabinoidním systémem receptorů, převážně CB1 a CB2. Endokanabinoidní systém má široké spektrum účinků v CNS i v periferních tkáních. V současné době je nejvíce užívaným kanabinoidem kanabidiol (CBD), v mnohem menší míře kanabigerol (CBG). V budoucnu však budou významnou roli hrát další kanabinody, jejichž výroba je zatím neprozkoumaná. Tento projekt si klade za cíl vývoj laboratorní produkce semi-syntetických kanabinoidů, vycházejících z CBD a CBG, které se nacházejí v rostlinách konopí, avšak ve velmi malé koncentraci. Jejich extrakce je proto ekonomicky neefektivní.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru organické chemie/technologie;
• systematický, kreativní a samostatný přístup k práci;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ CHEMIE / ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Modulární syntéza silanových dendritických materiálů

Školitel: Ing. Tomáš Strašák, PhD

Oddělení bioorganických látek a nanokompozitů
Ústav chemických procesů AV ČR, 165 02 Praha 6-Suchdol

Precizně vybudovaná molekulární architektura je hlavním předpokladem funkčnosti daného materiálu. Proto je v současnosti vývoj metod, které umožňují přípravu přesně definovaných makromolekulárních látek předmětem intenzivního zájmu. Tématem projektu bude aplikace principů modulární syntézy při přípravě nových dendritických materiálů s vlastnostmi vhodnými pro medicínské uplatnění (především nová theranostika). Knihovna modulárních jednotek, která je už v naší laboratoři k dispozici, bude dále rozšířena syntézou nových sloučenin popř. funkcionalizací již existujících. Následně budou z těchto modulů, pomocí vhodně navržených postupů, sestavovány nové dendritické multifunkční materiály s požadovanými vlastnostmi. V aplikačním uplatnění těchto materiálů budeme navazovat na dlouhodobou spolupráci s externími pracovišti. Součástí práce bude důkladná analýza produktů pomocí vhodných technik (NMR, HRMS, GPC atd.).

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v organické chemii, organické technologii;
• ochota experimentovat a učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ A ENERGETICKÉ ZPRACOVÁNÍ PALIV

Účinnost odstraňování rtuti z modelových plynů pomocí vybraných a upravených anorganických sorbentů

Školitel: Doc. Ing. Karel Svoboda, CSc.

Oddělení environmentálního inženýrství
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

V blízké budoucnosti bude věnována zvýšená pozornost emisím rtuti a možnostem jejich omezování u spalovacích procesů (spalování uhlí a odpadů). Pro emise rtuti je specifické, že se objevují ve třech formách (páry elementární rtuti, páry chemických sloučenin a rtuť vázaná na emise prachu). Procesy snižování emisí rtuti využívají různé sorbenty (např. aktivní uhlí) nebo absorpční procesy, hlavně pro sloučeniny rtuti rozpustné ve vodě. Nově se začíná uvažovat o možném využití upravených anorganických sorbentů. Studie bude zaměřena na modelové laboratorní experimenty sorpčního odstraňování rtuti z modelových plynů obsahujících N₂, O₂, CO₂, vodní páru, SO₂, HCl, NO a páry rtuti, případně také HgCl₂. Vybrané anorganické sorbenty a jejich úpravy budou studovány pomocí různých fyzikálně-chemických analytických technik (XRD, XRF, SEM-EDX, porozimetrie, termické analytické metody apod.). Práce by měla přispět k výběru vhodných sorbentů a jejich úprav pro účinné odstraňování rtuti ze spalin a odpadních plynů.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v chemickém inženýrství, environmentálních technologiích, chemické technologii, analytické chemii, apod.;
• schopnost experimentální práce, čtení odborné literatury v angličtině.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Příprava sorpčních nanomateriálů se specifickými vlastnostmi

Školitel: Ing. Olga Šolcová, DSc.

Oddělení katalýzy a reakčního inženýrství
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Tato doktorská práce bude zaměřena na přípravu nanomateriálů vhodných pro selektivní sorpce různorodých kapalných látek. Studován bude vliv různých typů modifikací nejen na strukturní, ale také na funkční vlastnosti materiálů jako je např. hydrofobicita nebo hydrofilicita povrchu. Modifikace připravených sorbentů budou probíhat především za účelem zvýšení sorpční kapacity a zefektivnění selektivity. Sorbenty, které budou připraveny ve formě prášku nebo tenkých vrstev, budou dále charakterizovány řadou analýz i pomocí speciálních sorpčních experimentů. Zvláště budou studovány i zcela nové sorbenty tzv. maršmelounového typu schopné zcela oddělit například olej a vodu využitelné v environmetálních procesech.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru organická technologie, fyzikální chemie nebo organické chemie;
• systematický a kreativní přístup k práci;
• samostatnost a zodpovědný přístup;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMIE A TECHNOLOGIE PALIV A PROSTŘEDÍ

Pokročilé způsoby využití škváry ze ZEVO

Školitel: Ing. Michal Šyc, Ph.D.

Oddělení environmentálního inženýrství
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Struska z energetického využití odpadů odpadu obsahuje řadu cenných složek, které je potenciálně možno dále využít, jako jsou železné i neželezné kovy, kovy vzácných zemin, sklo a minerály pro ve stavebnictví. Práce bude zaměřena na výzkum vhodných metod zpracování a úpravy strusky s cílem získat cenné složky a zbylou frakci využít ve stavebnictví. Řešeny budou technologické aspekty jednotlivých postupů recyklace s cílem zefektivnění těchto postupů. Práce bude probíhat ve spolupráci s provozovateli ZEVO v ČR i zahraničí.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru environmentální inženýrství, chemie životního prostředí, chemického inženýrství, atd.,
• samostatnost, systematický a kreativní přístup k práci, schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Přístěnný skluz při toku reologicky složitých tekutin

Školitel: Ing. Jaroslav Tihon, CSc.
Školitel specialista: Ing. Věra Pěnkavová, PhD.

Oddělení vícefázových reaktorů
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

V mechanice tekutin je poměrně častým jevem, že klasická okrajová podmínka úplného přilnutí kapaliny k obtékané stěně není splněna. Skluz běžné kapaliny na stěně je pozorován především pro extrémně hladké a hydrofobní povrchy. V případě toku reologicky složitých tekutin, např. mikrodisperzí, polymerních roztoků, či nanotekutin, se často uplatňuje tzv. zdánlivý přístěnný skluz vyvolaný vlivem snížení koncentrace mikrodisperze při stěně. Jak skluzovou, tak tokovou materiálovou funkci je možno stanovit z viskometrických měření provedených v senzorech s různou geometrií.

Cílem této práce bude studovat skluzové jevy pro různé typy tekutin a obtékaných povrchů (vliv materiálu a drsnosti). Experimenty budou využívat originální metodiku měření vyvinutou v našem oddělení (včetně nových viskometrických sensorů a programového vybavení). Práce budou zahrnovat přípravu mikrodisperzí, provádění viskometrických měření, zpracování a analýzu naměřených dat a případné zdokonalení používaných vyhodnocovacích programů.

Projekt je vhodný pro absolventa či absolventku chemicko-inženýrského, fyzikálně-chemického nebo jiného technického oboru. Experimentální zručnost a znalosti z oblasti hydrodynamiky jsou vítány. Hlavním předpokladem je však chuť do výzkumné práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Termodynamická studie role terpenů při tvorbě sekundárního organického aerosolu

Školitel: Ing. Zdeněk Wagner, CSc.

Oddělení chemie a fyziky aerosolů
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Terpeny, uvolňované přirozenými procesy zejména ze zeleně, a produkty jejich fotooxidace a ozonolýzy hrají významnou roli při vzniku sekundárních organických aerosolů (SOA). Mechanismus jejich vzniku však není dosud plně objasněn, protože experimentální hodnoty potřebných fyzikálně-chemických veličin nejsou v literatuře dostupné. Cílem práce je tedy měření fyzikálně-chemických vlastností, které jsou důležité pro pochopení vzniku SOA, tedy tlaků nasycených par, hustot, UV-Vis absorpce a povrchového napětí řady terpenů a jejich vodných roztoků. Tyto vlastnosti budou též popsány pomocí vhodných termodynamických vztahů.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru fyzikální chemie, fyziky, nebo organické chemie;
• základy programátorské gramotnosti a zkušenosti s Linuxem výhodou;
• systematický a kreativní přístup k práci;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Studium transportních charakteristik v různých typech bioreaktorů

Školitel: Dr. Ing. Tomáš Moucha¹
Školitel specialista: Ing. Mária Zedníková², Ph.D.

¹Ústav chemického inženýrství, VŠCHT Praha, Technická 5, Praha 6
²Oddělení vícefázových reaktorů, Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Stále častěji je návrh nových komplexních technologií založen na výsledcích z numerických simulací. Aby však tyto výsledky odpovídaly realitě, numerické metody potřebují spolehlivé fyzikální modely založeny na spolehlivých experimentálních datech. Fermentace, ve kterých dochází ke kontaktu kapaliny a plynu, k takovým komplexním biotechnologiím patří a výběr vhodného bioreaktoru je klíčový s ohledem na životnost přítomných mikroorganismů. Cílem doktorského studia je pro různé typy bioreaktorů experimentálně získat návrhové parametry (transportní charakteristiky), které umožní ověřit spolehlivost fyzikálních modelů a tím i výsledky numerických metod. Takto ověřené výpočetní metody budou výhodné jednak svou univerzalitou pro různé typy zařízení, a jednak možností extrapolovat návrhové parametry mimo rozsah měřitelných provozních podmínek.

Obě spolupracující pracoviště jsou dostatečně vybavené a celkem disponují třemi typy bioreaktorů, které jsou vhodné pro měření transportních charakteristik: i) mechanicky míchaný reaktor, ii) probublávaná kolona a iii) air-lift reaktor.

Požadavky na uchazeče: VŠ vzdělání (magisterský studijní program) v oboru chemického inženýrství, strojního inženýrství, organické technologie, biotechnologie a podobných oborech; schopnost týmové, systematické a tvořivé práce; zájem o experimentální práci.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE / CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Transformace aerosolových částic vlivem změn v plynném prostředí

Školitel: Ing. Vladimír Ždímal, Dr.
Školitel specialista: Ing. Jaroslav Schwarz, CSc.

Oddělení chemie a fyziky aerosolů
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Aerosolové částice jsou v atmosféře všudypřítomné a ovlivňují mnoho dějů na Zemi, od globálního oteplování po lidské zdraví. Nacházejí se převážně v chemické a fuzikální rovnováze se svým okolím, ale kvůli kontinuálním změnám v atmosféře nebo během jejich transportu např. do našich plic se během své doby života mění. Proto je nutné studovat jejich chování při změnách prostředí, aby bylo možné předpovědět jejich osud a transformace, když se dostanou do atmosféry a nebo v ní vzniknou. Studie bude provedena za použití nově vyvinutého systému laminárních reaktorů, které umožní kontrolovat vlastnosti okolního prostředí částic. Jevy budou studovány za použití pokročilých metod aerosolové instrumentace včetně on-line chemické a fyzikální charakterizace částic aerosolovým hmotnostním spektrometrem.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v chemickém inženýrství, fyzikální chemii, organické technologii, chemické fyzice, meteorologii ...;
• ochota experimentovat a učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU LÉČIVA A BIOMATERIÁLY / CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Experimentální studium chování aerosolů při inhalaci

Školitel: Ing. Vladimír Ždímal, Dr.
Školitel specialista: Ing. Jakub Ondráček, Ph.D.

Oddělení chemie a fyziky aerosolů
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02, Praha 6-Suchdol

Práce se bude zabývat experimentálním studiem změn reálných aerosolů při změnách teploty a relativní vlhkosti. Téma má silnou vazbu na dvě aktuální témata aerosolového výzkumu: zdravotní aspekty inhalace aerosolu a vliv aerosolu na globální změny klimatu. Experimenty budou prováděny jak v laboratoři na modelových systémech, které reprezentují některé třídy atmosférických aerosolů, tak při odběrech reálných aerosolů, např. z dopravy, při spalování biomasy apod. Specifických případem bude studium léčebných inhalantů a jejich chování po vstupu do dýchacího ústrojí.

Téma je vhodné pro vysoce motivované studenty schopné pracovat samostatně se špičkovými přístroji, s předpoklady pro práci v týmu doktorandů a postdoků, s častým kontaktem s mezinárodní vědeckou komunitou v rámci evropských projektů a mezinárodních konferencí a workshopů. Pracoviště je vybaveno na špičkové evropské úrovni a samo má kapacitu konstruovat nové přístroje pro konkrétní aplikace.

Literatura:

1. Harrison R. M., van Grieken R.E.: Atmospheric Particles, John Wiley, New York, 1998.
2. Seinfeld J. H., Pandis S. N.: Atmospheric Chemistry and Physics, John Wiley, New York, 1998.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE / CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Studium transformací organických aerosolů

Školitel: Ing. Vladimír Ždímal, Dr.
Školitel specialista: Ing. Tereza Trávníčková, Ph.D.

Oddělení chemie a fyziky aerosolů
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Sekundární organické aerosoly (SOA) jako významná součást atmosférických aerosolů ovlivňují klima Země, lidské zdraví i délku života. Vznikají po atmosférické fotooxidaci antropogenních a biogenních těkavých organických sloučenin (BVOCs) kondenzací reakčních produktů. Terpeny a isopreny patří mezi chemické látky nejčastěji zjištěné v emisích BVOC. Mohou být oxidovány do formy částečně a nízko-těkavých karbonylů, kyselin, a dalších produktů, přecházejících mezi plynnou a kondenzovanou fází. Pro správný popis těchto transformací matematickými modely je nutná znalost termodynamických a transportních vlastností těchto látek. Doktorand bude tyto jevy studovat s využitím pokročilých aerosolových zařízení včetně on-line chemické a fyzikální charakterizace částic pomocí hmotnostní spektrometrie.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru chemické inženýrství, fyzikální chemie, organická technologie, chemická fyzika,
  meteorologie ... ;
• ochota dělat experimentální práci a učit se novým věcem;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů