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 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 FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Syntéza nanostrukturovaných silicidů CoSi_x, germanidů CoGe_x a směsných silicidů/germanidů kobaltu CoSi_xGe_y

Školitel: RNDr. Vladislav Dřínek, CSc.

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

Binární a ternární slitiny křemíku s germaniem a příslušným kovem mohou mít téměř neomezené vlastnosti jako např. elektronické vlastnosti či katalytickou schopnost v dané chemické reakci. V našem případě jako kov bude vystupovat kobalt, který nemá mnoho vhodných prekursorů v klasické CVD, a proto je logickým kandidátem pro pulsní laserovou ablaci, kterou budou slitiny připravovány. Cílem práce bude příprava nanostrukturovaných vzorků z těchto materiálů (nanodrátů, nanodestiček...), přičemž se dají očekávat další změny fyzikálních vlastností podmíněné velikostí nanostruktur na atomové úrovni.

K dispozici pro vyhodnocení vzorků budou metody přístupné na ústavu jako Ramanova, infračervená, UV/Vis a fotoelektronová spektroskopie a skenovací elektronová mikroskopie s elementární analýzou. Předpokládá se, že doktorand bude tyto techniky postupně ovládat.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) ve fyzikální, analytické a materiálové chemii, chemické fyzice i v dalších chemických a fyzikálních oborech;
• ochota experimentovat a učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMIE A TECHNOLOGIE OCHRANY ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ

Odstraňování polutantů ze vzduchu membránovými procesy

Školitel: RNDr. Jana Gaálová¹
Školitel specialista: Ing. Gwendoline Lafaye, Ph.D.²

¹Oddělení membránových separačních procesů, Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol
²Université de Poitiers, 9 rue Charles-Claude Chenou 86073 Poitiers, Francie

Léčiva a endokrinní disruptory představují alarmující environmentální výzvu současnosti jakožto látky znečišťující vodu. Mohou mít negativní účinky na zdraví zvířat i člověka vlivem na endokrinní systém, přesto běžné metody čištění vod nejsou dostatečně účinné v odstraňování těchto sloučenin. Intencí studia je zkoumat jejich odstranění z vody pomocí hybridního M-O procesu stávajícího z membránového procesu (M na ÚCHP AV ČR) a následného oxidačního procesu (O na Universtité de Poitiers FR). Ve srovnání s přímými oxidačními procesy může úspěšný vývoj selektivních membrán eliminovat cílené polutanty z vody, aniž by proces ovlivnil přirozené složení vody nebo paradoxně ji kontaminoval nežádoucími vedlejšími produkty. Mimoto difúzní/desorpční membránový systém výrazně sníží potřebu regenerace technologie v porovnání s adsorpčními látkami, které trpí rychlou saturací. Část studia bude probíhat ve Francii jen za podmínky úspěšného získání stipendia Francouzské vlády (cotutelle).

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) s chemickým nebo environmentálním zaměřením;
• ochota experimentovat, cestovat a učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

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

Dělení racemických směsí pomocí membránových procesů

Školitel: Ing. Pavel Izák, Ph.D., DSc.

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 achirálním 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 (Ing., Mgr.) v chemickém inženýrství, fyzikální chemii, organické technologii nebo polymerní chemii;
• ochota experimentovat a učit se nové věci;
• 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 ORGANICKÁ CHEMIE

Příprava ruthenium-sacharidových konjugátů jako antimetastatik a cytostatik se zvýšenou selektivitou pro rakovinové buňky

Školitel: Mgr. Jindřich Karban, Ph.D.

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

Nádorové buňky vykazují drasticky vyšší příjem glukosy než buňky zdravých tkání. Tento jev je doprovázen vyšší expresí transportérů glukosy (GLUT) v cytoplasmatické membráně nádorových buněk. Bylo prokázáno, že navázání cytostatické látky na molekulu glukosy může vést k zvýšení účinnosti a selektivity protinádorového účinku díky specifickému transportu konjugátu do nádorových buněk prostřednictvím GLUT. Cílem doktorského projektu je příprava antimetastatických ruthenium-arenových komplexů a cytostatických ruthenium tetrazenových komplexů regioselektivně navázaných přes arenový nebo azidový ligand na glukosu a další relevantní monosacharidy. Ve spolupráci s Masarykovým onkologickým ústavem bude pak stanovena antimetastatická a cytostatická aktivita připravených komplexů.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru organické chemie, organické technologie nebo anorganické chemie.

Literatura:

1. Patra, M.; Awuah, S. G.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 12541.
2. Calvaresia, E. C.; Hergenrother, P. J. Chem. Sci., 2013, 4, 2319.

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

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

Enzymy katalyzované reakce rostlinných olejů v superkritickém CO₂

Školitel: Ing. Marie Sajfrtová, Ph.D.
Školitel specialista: Ing. Helena Sovová, CSc.

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

Výzkum enzymatických reakcí v superkritickém oxidu uhličitém (scCO₂), které spojují výhody specificity enzymů, rychlé difúze v superkritických tekutinách a zdravotní nezávadnosti scCO₂, je poměrně nový a perspektivní obor. V tomto projektu jsou enzymatické reakce rostlinných olejů v scCO₂ využity k obohacení reakčních produktů o omega-3 a omega-6 polynenasycené (esenciální) mastné kyseliny, potřebné složky potravy. Budou studovány reakce olejů katalyzované regiospecifickým enzymem a metody oddělení frakce obohacené esenciálními mastnými kyselinami z reakční směsi. Cílem je navrhnout „zelený“ postup přípravy obohacených rostlinných olejů pomocí scCO2, který bude integrovat extrakci oleje ze semen, jeho reakci a frakcionaci reakční směsi.

Požadavky na uchazeče:

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

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

Vertikální gradient chemického složení atmosférických aerosolů na venkovské stanici

Školitel: Ing. Jaroslav Schwarz, CSc.
Školitelé specialisté: RNDr. Naděžda Zíková Ph.D., Ing. Petr Vodička, Ph.D.

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

Složení atmosférických aerosolů se obecně liší s výškou nad zemským povrchem. Složení ve vyšší výšce je reprezentativnější pro aerosoly transportované na velké vzdálenosti. 250 m vysoká atmosférická věž na Národní atmosférické observatoři Košetice představuje unikátní možnost studovat tento gradient během delších období na rozdíl od jednorázových měření pomocí různých létajících zařízení. Cílem této doktorské práce bude získání dat o chemickém složení aerosolů ve dvou výškách pomocí metod aerosolové hmotnostní spektrometrie a jejich hodnocení pomocí meteorologických parametrů atmosféry během těchto on-line měření.

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.
Školitelé specialisté: RNDr. Petra Pokorná Ph.D., Ing. Petr. Vodička Ph.D.

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

Cukerné látky v městských a venkovských aerosolech

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 o délce >3 m, vyvinutým na ÚCHP. Geometrie reaktoru 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 v plynné fázi, zpracování získaných dat a matematické modelování procesu.

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 CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ / ANORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Návrh a optimalizace výplní katalytických reaktorů pro dvoufázový tok kapalina-plyn s využitím 3D tisku

Školitel: Ing. Petr Stavárek, Ph.D.
Školitel specialista: Doc. Ing. Jaromír Havlica, Ph.D.

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

Technologie 3D tisku přináší nové možnosti pro návrh chemických reaktorů a také katalyzátorových nosičů. Především je to možnost optimalizace a detailního přizpůsobení zařízení nebo struktury katalyzátoru pro požadavky daného procesu. Předmětem této práce je proto návrh a 3D tisk optimální struktury nosiče katalyzátoru pro modelovou heterogenní reakci zahrnující proudění kapaliny a plynu. Návrh bude vycházet z experimentální studie hydrodynamiky toku kapaliny a plynu vrstvou strukturované výplně a matematického modelování procesu pomocí CFD (OpenFOAM, ANSYS Fluent) zahrnující modelovou exotermní reakci.

Uchazeč by měl disponovat dobrými znalostmi chemického a reakčního inženýrství, také mít kladný vztah k práci na počítači, který je potřebný k osvojení si systémů sběru dat, jejich vyhodnocení, matematickému modelování a technologie 3D tisku. 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 / ANORGANICKÁ CHEMIE

Syntéza a studium helikálních sloučenin pro využití v CP-OLED

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

Cílem této práce bude design, syntéza, charakterizace a resoluce derivátů helicenů a jejich komplexů s přechodnými kovy (např. 1). Takto připravené sloučeniny budou sloužit pro přípravu funkčních povrchů potenciálně využitelných v CP-OLED. Zároveň budou intenzivně studovány chiroptické vlastnosti těchto ligandů i jejich komplexů. Tato část bude prováděna v úzké spolupráci s Université Rennes 1.

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 ORGANICKÁ CHEMIE / ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Syntéza organosilanových dendrimerů pro bioaplikace a materiálovou chemii

Školitel: Ing. Tomáš Strašák, PhD

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

Během posledního desetiletí došlo k významnému posunu ve vývoji systémů pro cílenou dopravu léčiv (DDS – drug delivery systems), s motivací zacílit uvolňování léčivých látek v organismu v požadovaném místě a čase. Projekt je zaměřen na syntézu, charakterizaci a studium biologických účinků nových typů karbosilanových dendronů a výzkum potenciálu jejich využití pro DDS s protinádorovým účinkem (ve spolupráci s katedrou biologie Univerzity J. E. Purkyně). Bude připravena knihovna dendritických nanostruktur 1–3. generace s koncovými fosfoniovými, popř. cukernými funkčními skupinami. Tyto nanostruktury budou dále konjugovány s vazebnými peptidy/fragmenty (imunoglobulinových) protilátek pro zajištění jejich specifického doručení do cílových nádorových buněk. Produkty syntéz budou charakterizovány pomocí vhodných technik (NMR, MS techniky, GPC, atp.).

Požadavky na uchazeče:

Literatura:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v organické chemii, organické technologii;
• ochota experimentovat a učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.
  1. Qin, S.-Y. et al. Biomaterials 2017, 112, 234–247.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ CHEMIE

Syntéza rozšířených polyaromatických systémů pro optoelektroniku

Školitel: Ing. Jan Sýkora, Ph.D.
Školitel specialista: Mgr. Illia Panov, Ph.D.

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

Cílem této práce bude vývoj syntézy, strukturní charakterizace a studium vlastností rozšířených polyaromatických [n]helicenů 1, 3 a [n]fenacenů 2 (n > 16). Syntetizované molekuly budou použity k přípravě funkčních povrchů, u helicenů s důrazem na jejich výjimečné optické vlastnosti (CPL OLED, CPL OFET). Současně budou intenzivně zkoumány elektrochemické vlastnosti a samoskladba těchto molekul na površích substrátů (kovů).

Požadavky na uchazeče:

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

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Stabilita a fyzikálně chemické vlastnosti suspenzí nanočástic

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

Pojmem „nanokapaliny“ jsou označovány suspenze pevných nanočástic (obvykle kovů, oxidů kovů, nebo grafitu s charakteristickým rozměrem 1 až 100 nm) v běžných základních kapalinách (voda, olej, či etylenglykol) často doplněné o různé dispergátory. Tyto suspenze vykazují zvýšenou tepelná vodivost a tudíž je snaha využít je v teplosměnných technologiích. Navzdory intenzivnímu zájmu dokumentovanému množstvím publikací na dané téma nejsou nanokapaliny dosud běžně komerčně využívány. Důvodem je jejich zatím nedostatečná dlouhodobá stabilita.

Cílem projektu je studium faktorů ovlivňujících stabilitu suspenzí nanočástic (jako například velikost, tvar a koncentrace nanočástic, úprava pH suspenze, přídavek dispergátoru, či způsob homogenizace). Dále budou studovány fyzikálně chemické vlastnosti nanokapalin (povrchové napětí, tepelná vodivost, či zeta-potenciál) i jejich tokové vlastnosti (viskozita, ne-Newtonské chování, či možný zdánlivý přístěnný skluz).

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 CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Studium interakcí bublin a kapek s turbulentním vírem

Školitel: Ing. Jaroslav Tihon, CSc.
Školitel specialista: Ing. Mária Zedníková, Ph.D.

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

Disperze kapalina-plyn nebo kapalina-kapalina jsou součástí řady technologických i biotechnologických procesů. Částice tekutiny (bubliny nebo kapky) se v turbulentním proudění kapaliny rozpadají a vytvářejí komplexní vícefázový systém. Pochopení mechanizmu rozpadu částic v turbulentním proudění je důležité, protože teoretické modely popisující tento mechanizmus jsou nezbytné pro numerické modelování složitých vícefázových systémů.

Doktorská práce bude zaměřena na experimentální studium dynamického chování bubliny nebo kapky při interakci s toroidním vírem s cílem určit rychlost rozpadu původní částice a distribuci velikostí nově vzniklých částic. Mechanizmus rozpadu bude studován v závislosti na různě zvolených hydrodynamických a fyzikálně-chemických podmínkách systému. Pracoviště je dostatečně vybavené pro studium rozpadu bubliny/kapky v turbulentním proudění. Má k dispozici jak cely pro řízenou tvorbu bubliny a toroidního víru, či intenzivní turbulence, tak i řídící a vyhodnocovací programy.

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

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 ENVIRONMENTÁLNÍ VĚDY / LÉČIVA A BIOMATERIÁLY

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

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE / ENVIRONMENTÁLNÍ VĚDY

Hygroskopicita aerosolových částic

Školitel: Ing. Vladimír Ždímal, Dr.
Školitelé specialisté: Ing. Hichem Bouzidi, MSc., Ph.D., Ing. Jaroslav Schwarz, CSc.

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

Hygroskopicita aerosolových částic je jejich schopnost na sebe vázat vzdušnou vlhkost. Tím se mění jejich tvar, rozměr a fázové chování. Hygroskopicita má vliv na schopnost částic stát se kondenzačními jádry oblačných kapek, na jejich optické vlastnosti, na globální změny klimatu i na lidské zdraví.

Cílem projektu je studovat hygroskopicitu aerosolových částic v laboratoři i v atmosféře. V laboratoři budou generovány aerosolové částice složené z látek běžně se vyskytujících v atmosférickém aerosolu a jejich hygroskopicita bude studována pomocí spektrometru HTDMA. Na Národní atmosférické observatoři Košetice budou odebírány vzorky aerosolu do spektrometrů HTDMA, SMPS, APS a AMS. Chemické složení částic bude stanoveno v laboratoři na vzorcích z filtrů a impaktorů. Výsledky experimentů budou porovnány s modelovými předpověďmi.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v chemickém inženýrství, fyzikální chemii, organické technologii, chemické fyzice, meteorologii, environmentálních vědách;
• ochota experimentovat, učit se nové věci, a pracovat v týmu.

Zpět na seznam projektů