PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V PROGRAMU ANALYTICKÁ A FYZIKÁLNÍ CHEMIE / CHEMICKÉ A PROCESNÍ INŽENÝRSTVÍ

Jak ovlivňuje přítomnost vody vlastnosti iontových kapalin s různými funkčními skupinami?

Školitel: Ing. Magdalena Bendová, Ph.D., Dr. Manuel Maréchal (SyMMES@CNRS)
Školitel specialista: Ing. Jan Rotrekl, Ph.D.²

Oddělení chemie a fyziky aerosolů

Funkcionalizace iontových kapalin je již dvě desetileté předmětem intenzivního výzkumu vzhledem k jejich aplikačnímu potenciálu v mnoha chemických odvětvích. Jednoznačný vztah mezi strukturou a vlastnostmi iontových kapalin však stále nebyl nalezen, stejně tak jako nejsou zcela objasněny jejich interakce s molekulovými rozpouštědly na molekulární úrovni. Tato práce se tedy zaměří na výzkum směsí různých funkcionalizovaných iontových kapalin s vodou. Studována bude rovnováha v kapalné fázi syntetickými a dynamickými metodami. Struktura těchto směsí na molekulární úrovni pak bude studována za pokojové teploty difrakčními a spektroskopickými metodami..

Požadavky na uchazeče:

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

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V PROGRAMUCHEMIE / CHEMIE A CHEMICKÉ TECHNOLOGIE

Mikrovlnná fotochemie a příprava polyaromatických látek

Školitel: Dr. Ing. Vladimír Církva

Oddělení pokročilých materiálů a organické syntézy

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, vedoucí k derivátům fenanthrenu, trifenylenu, fenacenu, helicenu či k jejich N- a S-heteroanalogům, které mohou nalézt uplatnění v molekulární elektronice.

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 PROGRAMU  CHEMIE

Syntéza a studium vlastností receptorů aniontů a elektronově bohatých sloučenin

Školitel: Ing. Petra Cuřínová, Ph.D.

Oddělení analytické chemie

Anionty hrají důležitou roli v řadě biologických procesů a porušení rovnováhy jejich koncentrací může být příčinou značných medicinálních i environmentálních problémů. Receptory aniontů a elektronově bohatých molekul představují nástroj pro detekci těchto částic či dělení jejich směsí. Tento projekt cílí na design a syntézu receptorů pro biologicky významné anionty a elektronově bohaté molekuly, jejich testování pomocí NMR, UV-vis a HRMS spektrometrie a jejich případné kotvení na nosiče. Uchazeč kromě syntetické práce získá zkušenosti v oblasti těchto spektroskopických technik.

Požadavky na uchazeče:

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

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V PROGRAMU ANALYTICKÁ A FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Nanostruktury na bázi křemíku pro řízenou fotokatalýzu

Školitel: RNDr. Vladislav Dřínek, CSc.

Oddělení laserové chemie

Účinnost katalyzátoru je mj. určena i jeho povrchem, tj. jeho velikostí, morfologií a složením. Z tohoto důvodu je proto vhodné studovat nanostrukturní povrchy, které mají vysoký měrný povrch. Bude-li navíc hlavní materiál katalyzátoru křemík, lze očekávat u takového katalyzátoru fotoaktivitu. Jak bylo ve skupině laserové chemie ověřeno, na povrchu dochází k fotoreakcím, které byly ve vodném prostředí aktivovány (simulovaným) slunečním zářením. Ve vhodně zvoleném roztoku budou připravovány jednoduché uhlíkaté sloučeniny, které jsou standardně vyráběny a používány v průmyslu (metanol, etanol, metan...). Příprava takového materiálu a studium jeho fotokatalytických vlastností bude hlavním úkolem pro uchazeče v naší skupině.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v chemickém inženýrství, fyzikální chemii, organické technologii, chemické fyzice, materiálové fyzice a chemii apod.;
• ochota experimentovat a učit se nové věci;
• samostatnost.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V PROGRAMU ANALYTICKÁ A FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Laserově a tepelně indukované redoxní procesy pro depozici nových struktur využitelných ve fotokatalýze

Školitel: RNDr. Radek Fajgar, CSc.

Oddělení laserové chemie

V současné době stále trvá zájem o studium polovodičových materiálů (např. materiálů na bázi TiO2) vzhledem k jejich potenciálnímu využití pro konverzi sluneční energie na elektrickou (fotovoltaické články) nebo chemickou (štěpení vody, fotokatalyzovaná degradace polutantů v atmosféře nebo vodě). Velká pozornost věnovaná tématice zlepšení účinnosti sluneční katalýzy je dokumentována rozsáhlou literaturou.

V předkládaném projektu navrhujeme nový přístup k přípravě aktivních materiálů, založený na redoxních reakcích ve směsích oxidů, indukovaných laserovou excitací a konvenčním zahříváním. Depozice při vysoce nerovnovážných podmínkách laserové excitace umožní přípravu nových materiálů, které jsou obtížně připravitelné standardními technikami.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v anorganické / organické / fyzikální chemii, fyzice;
• experimentální zručnost, schopnost učit se spektroskopickým, mikroskopickým a difrakčním technikám.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V PROGRAMU CHEMICKÉ A PROCESNÍ INŽENÝRSTVÍ / ANALYTICKÁ A FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Pevnost a tekutost granulárních materiálů

Školitel: Doc. Ing. Jaromír Havlica, Ph.D.
Školitel specialista: Mgr. Stanislav Pařez, Ph.D.

Oddělení vícefázových reaktorů

Mechanika granulárních materiálů (písek, jíl, bahno, suť) je jedním z nejcitovanějších problémů v geologii a průmyslové výrobě. Přírodní katastrofy jako jsou zemětřesení nebo sesuvy půdy jsou způsobeny mechanickou nestabilitou granulární sutě. Z pohledu stavebnictví, farmaceutické a chemické výroby je nutné zabývat se mísením a transportem granulárních materiálů, kdy je obvykle vyžadována jejich "tekutost". Cílem této práce je studovat pevnost granulárních materiálů, která charakterizuje přechod ze statického do tekoucího stavu, a porozumět mechanismům, které vedou ke snížení pevnosti. Student bude provádět a analyzovat počítačové simulace granulární vrstvy namáhané smykovými silami. Výhodou virtuálních experimentů je, že umožnují separovat vliv jednotlivých procesů, které ovlivňují pevnost materiálu. Student se zaměří především na možnost degradace pevnosti vlivem porézní tekutiny nebo vnějších oscilací.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v chemickém inženýrství, fyzice, geologii, fyzikální chemii, matematickém modelovaní, počítačových vědách;;
• ochota učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V PROGRAMU CHEMICKÉ A PROCESNÍ INŽENÝRSTVÍ / ANALYTICKÁ A FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Dělení racemických směsí pomocí membránových procesů

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

Oddělení membránových separačních procesů

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, polymerní chemii;
• ochota experimentovat a učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V PROGRAMU CHEMIE

Pro nové glykomateriály: Cílené manipulace vodíkových vazeb v syntetických segmentech polysacharidů

Školitel: Mgr. Jindřich Karban, Ph.D.

Oddělení bioorganické chemie a nanokompozitů

Polysacharidy jsou dlouhé polymerní řetězce sestávající z monomerních sacharidových jednotek propojených glykosidickými vazbami. Některé polysacharidy, například celulóza nebo chitin, plní v organismech strukturní funkci. Jedinečné materiálové vlastnosti těchto polysacharidů vyplývají z husté sítě vodíkových vazeb a dalších nekovalentních interakcí. Cílené modifikace vybraných vodíkových vazeb mohou vést k novým glykomateriálům s aplikačním potenciálem v medicíně a dalších oblastech. Cílem tohoto projektu doktorského studia je syntéza a charakterizace krátkých (max. 6 jednotek) segmentů polysacharidů, ve kterých byly vybrané vodíkové vazby selektivně narušeny náhradou hydroxylu za fluor. Porovnáním konformace, rozpustnosti, agregačních a optických vlastností a krystalinity mezi přirozenými a fluorovanými segmenty můžeme odvodit jak korelují struktury segmentů s jejich vlastnostmi. Na základě těchto poznatků bude možno v budoucnu přikročit k syntéze glykomateriálů s definovanými vlastnostmi.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v organické chemii, organické technologii a příbuzných oborech;
• ochota provádět náročné organické syntézy.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V PROGRAMU CHEMICKÉ A PROCESNÍ 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 fáze 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, stavbu jednoúčelových drobných zařízení pro prováděné experimenty a interpretaci získaných výsledků.

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.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ studium chemického, strojního inženýrství nebo fyzikální chemie;
• systematický a tvůrčí přístup k práci, schopnost týmové spolupráce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V PROGRAMU CHEMICKÉ A PROCESNÍ 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 PROGRAMU CHEMICKÉ A PROCESNÍ INŽENÝRSTVÍ / CHEMIE A CHEMICKÉ 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

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 PROGRAMU CHEMIE A CHEMICKÉ TECHNOLOGIE / CHEMICKÉ A PROCESNÍ INŽENÝRSTVÍ

Superkritická impregnace přírodních extraktů do polymerů

Školitel: Ing. Marie Sajfrtová, Ph.D.

Oddělení pokročilých materiálů a organické syntézy

Účinné látky se do polymerů zabudovávají různými impregnačními technikami. Nevýhody konvenčních metod impregnace, jako jsou nízká difuzivita, dlouhá doba kontaktu, vysoká spotřeba rozpouštědel i přísad, případně vysoká provozní teplota, mohou být překonány použitím superkritického CO₂ (scCO₂) jako rozpouštědla. Kromě toho, že je šetrný k životnímu prostředí, snadno proniká díky jeho vysoké difuzivitě, nízké viskozitě a téměř nulovému povrchovému napětí do různých matric. Další výhodou CO₂ je, že je při pokojové teplotě a tlaku plynný, tudíž výsledná polymerní matrice neobsahuje žádné zbytky rozpouštědla. Cílem této práce je použít scCO₂ jako rozpouštědlo pro impregnaci přírodních zdraví prospěšných látek do polymerní matrice a otestovat vliv provozních podmínek (tlak, teplota, hmotnostní poměr extraktu: scCO₂, typ matrice a doba impregnace) na její účinnost.

Požadavky na uchazeče:

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

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V PROGRAMU ANALYTICKÁ A FYZIKÁLNÍ CHEMIE / CHEMICKÉ A PROCESNÍ INŽENÝRSTVÍ

Vývoj nových kompozitních materiálů pro efektivní adsorpci a separaci plynů

Školitel: Ing. Kateřina Setničková, Ph.D.

Oddělení bioorganických látek a nanokompozitů

Vysoká produkce skleníkových plynů má negativní vliv na životní prostředí. Proto je žádoucí vývoj nových separačních technologií se zvýšenou účinností a nízkými kapitálovými náklady. Separace, adsorpce a skladování skleníkových plynů, zejména CO2 a získávání H2 či CH4 jako zdrojů energie mají nesmírný význam pro další rozvoj společnosti.

Projekt je zaměřen na přípravu, charakterizaci a využití pokročilých materiálů pro zachycování a separaci plynů, převážně oxidu uhličitého. Jednou z možností je využití dendrimerů, třídy syntetických makromolekul s pravidelnou a vysoce rozvětvenou strukturou vyznačují se velkým vnitřním prostorem a velkým počtem funkčních skupin na povrchu. Tyto vlastnosti dendrimeru mohou vést ke zvýšení adsorpční kapacity a selektivity nového materiálu. Práce zahrnuje zejména experimentální stanovení adsorpční kapacity a separační výkonnosti nově připravených materiálů pro vybrané plyny.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru chemické inženýrství, fyzikální chemie nebo environmentální vědy;
• systematický a kreativní přístup k práci;
• samostatnost i schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V PROGRAMU CHEMIE A CHEMICKÉ TECHNOLOGIE / ENVIRONMENTÁLNÍ VĚDY

Vertikální gradient chemického složení atmospherických aerosolů

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

Oddělení chemie a fyziky aerosolů

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 PROGRAMU CHEMIE A CHEMICKÉ TECHNOLOGIE / ENVIRONMENTÁLNÍ VĚDY

Cukerné látky v městských a venkovských aerosolech

Školitel: Ing. Jaroslav Schwarz, CSc.

Oddělení chemie a fyziky aerosolů

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 PROGRAMU ENVIRONMENTÁLNÍ VĚDY

Kovy v atmosféře

Školitel: Ing. Jaroslav Schwarz, CSc.

Školitelé specialisti: RNDr. Petra Pokorná, Ph.D., Ing. Petr. Vodička, P.hD.

Oddělení chemie a fyziky aerosolů

Pro rozhodování o snižování emisí musí být známy vlivy jednotlivých zdrojů. Některé kovy jsou důležitými markery různých zdrojů atmosférického aerosolu. Cílem této práce bude studium sezónních trendů jednotlivých kovů na České národní atmosférické observatoři Košetice. Za tímto účelem bude pro kontinuální dlouhodobé měření ve vysokém časovém rozlišení použit nový analyzátor aerosolových částic s rentgenovou fluorescencí. V České republice takové měření dosud nebylo provedeno. Kromě zkoumání sezónních a denních trendů v závislosti na různých meteorologických parametrech bude pro studium vertikálního profilu těchto markerů použita jedinečná infrastruktura ve formě 250 metrů vysoké věže.

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 PROGRAMU CHEMIE A CHEMICKÉ TECHNOLOGIE

Příprava nanovlákenných nosičů pro depozici nanočástic katalyzátorů a imobilizaci živých buněk

Školitel: Ing. Karel Soukup, Ph.D.

Oddělení katalýzy a reakčního inženýrství

Hlavním cílem navrhované disertační práce je vyhodnocení významu specifických vlastností nových polymerních nanovlákenných materiálů připravených technikou elektrostatického zvlákňování pro jejich využití jako účinných nosičů katalyticky aktivních složek a tkáňových buněk. 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 imobilizaci tkáňových buněk. Dále bude provedeno posouzení vlivu mikrostruktury nosičů na fenomenologickou kinetiku modelových reakcí a adhezi a růst buněk. Studované modelové reakce budou zahrnovat jak reakci v plynné fázi (úplná oxidace těkavých organických sloučenin), tak v kapalné fázi (selektivní hydrogenace organických nenasycených sloučenin).

Požadavky na uchazeče:

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

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V PROGRAMU CHEMIE / CHEMIE A CHEMICKÉ TECHNOLOGIE

Modifikace kovových povrchů heliceny pro molekulární sensing

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 syntéza, charakterizace a optická resoluce vhodných derivátů helicenů pro použití v hybridních plasmonických nanostrukturách se silnou optickou odezvou. Takové systémy mohou sloužit v detekci malých chirálních molekul k přímému stanovení absolutní konfigurace i enantiomerního přebytku v enantiomerně obohacených směsích [1].

Požadavky na uchazeče:

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

Literatura:

1. Kalachyova, Y.; Guselnikova, O.; Elashnikov, R.; Panov, I.; Žádný, J.; Církva, V.; Storch, J.; Sykora, J.; Zaruba, K.; Švorčík, V.; et al. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11 (1), 1555–1562.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V PROGRAMU CHEMIE / CHEMIE A CHEMICKÉ TECHNOLOGIE

Syntéza chirálních polymerů na bázi helicenů

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

Oddělení pokročilých materiálů a organické syntézy

Cílem této práce bude syntéza, charakterizace a optická resoluce vhodných derivátů helicenů pro přípravu nových chirálních polymerních materiálů a studium jejich polymerace: chemickou cestou, elektrosyntetickou cestou či pomocí koordinace s přechodnými kovy (MOFs). Pozornost bude věnována také studiu chiroptických vlastností nově připravených materiálů.

Požadavky na uchazeče:

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

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V PROGRAMU CHEMIE / CHEMIE A CHEMICKÉ TECHNOLOGIE

Vývoj senzorů na bázi polyaromátů pro detekci polárních molekul

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

Oddělení pokročilých materiálů a organické syntézy

Cílem této práce bude syntéza a charakterizace derivátů helicenů a fenacenů pro přípravu elektrochemických detektorů [1] polárních molekul. Takové systémy mohou sloužit pro detekci vlhkosti např. v automotive; geologickém průzkumu či ve speciálních medicínských aplikacích.

Požadavky na uchazeče:

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

Literatura:

1. Storch, J.; Zadny, J.; Strasak, T.; Kubala, M.; Sykora, J.; Dusek, M.; Cirkva, V.; Matejka, P.; Krbal, M.; Vacek, J. Chem. - A Eur. J. 2015, 21 (6), 2343–2347.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V PROGRAMU CHEMIE / CHEMIE A CHEMICKÉ TECHNOLOGIE

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

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.
• pracovní poměr na ÚCHP.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V PROGRAMU CHEMICKÉ A PROCESNÍ INŽENÝRSTVÍ

Studium interakcí bublin a kapek s turbulentním vírem

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

Oddělení vícefázových reaktorů

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 aparáty pro řízenou tvorbu bublin, toroidního víru i pro tvorbu intenzivní turbulence. Dále disponuje potřebnými řídícími a vyhodnocovacími 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 PROGRAMU CHEMICKÉ A PROCESNÍ INŽENÝRSTVÍ

Hydrogely a jejich nanokompozity

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

Oddělení vícefázových reaktorů

Hydrogely jsou zesíťované polymery obsahující vysoký podíl vody. Mohou být využívány například v medicíně (kontaktní čočky, obvazový materiál, tkáňové inženýrství) a v čištění odpadních vod (mají vysokou schopnost adsorbovat organická barviva). Zakomponováním vhodných nanočástic většinou anorganického původu do struktury hydrogelů vznikají nanokompozity, které často vykazují ještě lepší fyzikálně chemické vlastnosti než původní hydrogely – typicky se zvyšuje pevnost, mění se obsah zachycené vody, adsorpční schopnost pro různé polutanty nebo naopak schopnost uvolňovat léčiva.

V tomto projektu bude studována příprava nových hydrogelových nanokompozitů, jejich fyzikálně chemické vlastnosti a možnosti jejich využití, ať už v oblasti medicíny nebo životního prostředí.

Projekt je vhodný pro absolventa či absolventku chemicko-inženýrského, fyzikálně-chemického nebo jiného technického oboru. Experimentální zručnost je vítána. Hlavním předpokladem je však chuť do výzkumné práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V PROGRAMU CHEMICKÉ A PROCESNÍ INŽENÝRSTVÍ

Diagnostika dvoufázového toku v mikrokanálech

Školitel: Ing. Jaroslav Tihon, CSc.

Oddělení vícefázových reaktorů

Cílem projetku je experimentální studium charakteru dvoufázového proudění (kapalina-plyn) v kanálech mikrometrických rozměrů. Naše pozornost se zaměří na zmapování tokových režimů pro různé geometrie kanálků (např. pravoúhlé křížení, T-větvení, náhlé rozšíření) i různé typy kapalin (Newtonské, viskoelestické, či pseudoplastické). Originální experimentální technika vyvinutá v našem oddělení, elektrodifúzní diagnostika proudění, bude využita jak pro určení směru a rychlosti proudění v blízkosti stěny, tak i pro detekci průchodu bublin. Dodatečné informace o proudění budou získány pomocí vizualizačních experimentů využívajících špičkovou rychloběžnou kameru Redlake MotionPro X3, popřípadě pomocí měření rychlostních polí metodou PIV (Particle Image Velocimetry).

Projekt je vhodný pro absolvent(a/ku) chemicko-inženýrského studia nebo studia jiného typu s technickým zaměřením. Uchazeč by měl být experimentálně zručný a měl by mít alespoň základní znalosti z oblasti hydrodynamiky. Základním předpokladem je ovšem chuť do samostatné výzkumné práce. Případný zájemce se bude moci opřít o naše bohaté zkušenosti jak v oblasti automatizovaných experimentálních měření s následným zpracováním dat (LabView), tak i  řešení složitých hydrodynamických úloh (MatLab, Mathematica).

Literatura:

1. Tabeling P.: Introduction to Microfluidics. Oxford University Press (2005).

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

Výroba nových produktů v oblasti biotechnologie a farmacie je založena na návrhu bioreaktoru. Výběr vhodného typu bioreaktoru je klíčový s ohledem na maximální výtěžek, ale také je limitován životností přítomných mikroorganismů. Cílem doktorského studia je porovnat návrhové parametry (transportní charakteristiky) tří typů nejčastěji používaných bioreaktorů. Výsledky práce budou sloužit k charakterizaci rozdílů a podobností jednotlivých typů bioreaktorů z hlediska distribuce plynu, přenosu hmoty a promíchávání v závislosti na celkové energii dodávané do systému. Transportní charakteristiky budou získány experimentálně pro modelové vsádky, které budou navrženy na základě fyzikálních vlastností reálných médií.

Obě spolupracující pracoviště jsou dostatečně vybavené a celkem disponují třemi typy bioreaktorů i) mechanicky míchaný reaktor, ii) probublávaná kolona a iii) air-lift reaktor. Všechny typy reaktorů jsou uzpůsobené pro měření transportních charakteristik stejnými a tudíž srovnatelnými metodami.

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 PROGRAMU CHEMICKÉ A PROCESNÍ INŽENÝRSTVÍ / ANALYTICKÁ A FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Transformace aerosolových částic vlivem změn v plynném prostředí

Školitel: Ing. Vladimír Ždímal, Dr.
Školitelé specialisté: Ing. Jaroslav Schwarz, CSc., Ing. Jakub Ondráček, Ph.D.

Oddělení chemie a fyziky aerosolů

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 PROGRAMU ANALYTICKÁ A FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Studium transformací organických aerosolů

Školitel: Ing. Vladimír Ždímal, Dr.
Školitelé specialisté: Ing. Tereza Trávníčková, PhD., Ing. Jaroslav Schwarz, CSc.

Oddělení chemie a fyziky aerosolů

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 PROGRAMU ANALYTICKÁ A FYZIKÁLNÍ CHEMIE / ENVIRONMENTÁLNÍ VĚDY

Hygroskopicita aerosolových částic

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

Oddělení chemie a fyziky aerosolů

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.

Literatura:

1. Seinfeld J. H., Pandis S. N.: Atmos. Chemistry and Physics, J. Wiley, NY, 1998.

Zpět na seznam projektů