Bakalářské práce - 13102
http://hdl.handle.net/10467/3155
2024-03-28T14:35:38ZInterakce opticky aktivních tenkých diamantových vrstev s biomolekulami
http://hdl.handle.net/10467/104004
Interakce opticky aktivních tenkých diamantových vrstev s biomolekulami; Interaction of optically active thin diamond films with biomolecules
Rufat Ibrahimov
Když jsou dva atomy uhlíku v diamantové mřížce nahrazeny jedním atomem křemíku, vytvoří se defekty v diamantech, známé jako barevná centra Si-V. Volná místa Si-V mají charakteristický vrchol při 738-739[nm] a vykazují velký potenciál v aplikacích biochemického a kvantového zpracování. V této práci připravujeme několik vzorků křemíku a polovinu z nich okysličíme, nukleujeme speciálně připraveným roztokem O-DnD 520/30 (detonační nano-diamant) 2 mg/ml. Takovéto jaderné vzorky o tloušťce 2-4[nm] vrstvy by měly optimální hustotu jaderných povrchových zrn v mocnině 10^11 [cm-2], zatímco konvenční mají v průměru 10^5 [cm-2]. Provádíme na nich analýzu SEM (scanning electron microscopy) a pozorujeme hustotu jaderného povrchu ve třech bodech v měřítku 200x200[nm2] v jednotkách [cm -2] z každého skenu. Příprava NCD (nano-krystalický diamant) se provádí v elipsoidní rezonátorové CVD komoře s přídavkem H2 a CH4 (poměr 95/5 %) a čistého křemíku pro vytvoření Si-V center a cílem dosažení tenkého povrchu NCD na povrchu Si substrátů méně než 50[nm]. Za účelem výzkumu potenciální biochemické aplikace jsou chemikálie BSA (bovinní sérový albumin) a FBS (fetální bovinní sérum) nakapány na horní stranu tenké vrstvy NCD. Po pozorování jejich elektronických a vibračních charakteristik pomocí spektroskopie (Raman, AFM, PL) sledujeme dopad chemikálií na jejich povrch s ohledem na vakance Si-V.; When two carbon atoms in the diamond lattice are replaced with one silicon atom, the defects in diamonds, known as Si-V color centers, are formed. Si-V vacancies have a characteristic peak at 738-739[nm] and show great potential in biochemical and quantum processing application. In this work we prepare multiple silicon samples and oxygenate half of them, nucleate them with a specially prepared O-DnD 520/30 (detonation nano-diamond) solution of 2mg/ml. Such nucleated samples of 2-4[nm] thick layer would have an optimal density of the nucleated surface grains in the power of 10^11 [cm-2], while conventional have 10^5[cm-2] on average. We conduct SEM (Scanning electron microscopy) analysis on them and observe density of the nucleated surface in three spots of 200x200[nm2] scale in [cm -2] units from each scan. The NCD (nano-crystalline diamond) preparation is done in the ellipsoidal resonator CVD chamber with addition of H2 and CH4 (95/5% ratio respectfully) and pure silicon for creation of the Si-V centers and the goal of achieving thin NCD surface on top of the Si substrates of less than 50[nm]. In order to research potential biochemical application, chemicals BSA (Bovine Serum Albumin) and FBS (Fetal Bovine Serum) are drop-cast on top of the thin NCD layer. After observing their electronic and vibrational characteristics through spectroscopy(Raman, AFM, PL) we observe impact of chemicals on their surface regarding the Si-V vacancies.
2022-08-31T00:00:00ZStabilita a stárnutí materiálů pro solární články na bázi perovskitů
http://hdl.handle.net/10467/101671
Stabilita a stárnutí materiálů pro solární články na bázi perovskitů; Stability and aging of perovskite solar cell materials
Jimi Xu
Perovskitové (PVSK) solární články se v posledních několika letech staly hlavním proudem výzkumu. Poskytují velmi dobré laboratorní výsledky při přeměně energie. Problematickou částí PVSK je však jeho stabilita a citlivost k prostředí. V této práci jsme studovali degradaci a stárnutí PVSK s různými poměry MAI/PbI2 a různými kombinacemi vrstev transportujících náboj (CTL) po období dvou let. Poměry, které jsme použili pro MAI/PbI2, byly 0,9 a 1,0. Navíc jsme použili dva typy CTL, SnO2 jako vrstvu transportující elektrony a Spiro-OMeTAD jako vrstvu transportující díry. Morfologie vzorků byla charakterizována mikroskopií atomových sil. Spektra a mapování byly měřeny konfokální fotoluminiscenční (PL) mikrospektroskopií. Povrchový potenciál a fotovoltáž byly studovány pomocí Scanning Kelvin Probe ve tmě a při osvětlení. Použili jsme dva zdroje osvětlení, Solar Simulator a halogenovou žárovku. Studie Kelvin Probe ukazují, že vzorky s poměrem MAI/PbI2=0,9 jsou méně stabilní než vzorky s poměrem 1,0. Substrát ITO sklo významně ovlivnilo fotovoltáž vzorků. PL mapy ukazují významné lokální variace intenzit a rozdíly v PL spektrech. I přes určitou degradaci jsou vzorky perovskitu po dvou letech stále fotoaktivní.; Perovskite (PVSK) solar cells have become the mainstream research in the past few years. They generate very good laboratory results in the conversion of energy. However, the problematic part of PVSK is its stability and sensitivity to the environment. In this thesis, we studied the degradation and aging of the PVSK with different ratios of MAI/PbI2 and different combinations of the charge transporting layers (CTLs) after a period of two years. The ratios we used for MAI/PbI2 were 0.9 and 1.0. Moreover, we used two types of CTLs, SnO2 as the electron transporting layer and Spiro-OMeTAD as the hole transporting layer. The morphology of the samples was characterized by Atomic Force Microscopy. The spectra and mapping were measured by the Confocal Photoluminescence (PL) microspectroscopy. The surface potential and photovoltage were studied by Scanning Kelvin Probe in the dark and under illuminations. We used two sources of illumination, Solar Simulator and Halogen lamp. The Kelvin Probe studies illustrate that the samples with the ratio MAI/PbI2=0.9 are less stable than the samples with the ratio of 1.0. The substrate ITO glass significantly influenced the photovoltage of the samples. PL maps show significant local variation of intensities and differences in the PL spectra. In spite of some degradation, perovskite samples are still photoactive after two years.
2022-06-09T00:00:00ZVývoj mikrobiální rezistence v reakci na neletální expozici nanočásticům: S. aureus studie
http://hdl.handle.net/10467/99199
Vývoj mikrobiální rezistence v reakci na neletální expozici nanočásticům: S. aureus studie; Development of microbial resistance in response to non-lethal nanoparticle exposure: S. aureus study
Eva Wohlgemuthová
Antimikrobiální resistence je považována za velký problém medicíny i celé moderní společnosti. Nanočástice mohou mít antibakteriální efekt, a proto se nyní testují pro případné použití namísto antibiotik. Studie se týkala bakterií Staphylococcus aureus a toho, zdali si tyto bakterie dokážou vytvořit mikrobiální resistenci na nanočástice oxidu zinečnatého. Pro výrobu bakteriálního roztoku byl použit Mueller-Hintonův vývar a pro kultivaci byl použit Mueller-Hintonův agar. Koncentrace žijících bakterií se měřila vždy na začátku a na konci experimentu. Zároveň, se v průběhu experimentu v Bioreaktorech měřila aktuální optická hustota obou vzorků, za účelem sledování růstu bakterií a vytvoření růstové křivky. Po sedmi re-expozicích nebyl pozorován žádný statisticky zásadní rozdíl mezi referenčním vzorkem a vzorkem nanočásticemi oxidu zinečnatého. Proto, v těchto kontrolovaných podmínkách, po sedmi re-expozicích a při použití neletální koncentrace nanočástic oxidu zinečnatého, jsem nepozorovala vývoj mikrobiální rezistence.; Antimicrobial resistance is a huge problem in modern society and medicine. Nanoparticles can have antibacterial effects so they are now tested if they could be used instead of antibiotics. Zinc oxide nanoparticles were studied to see, if bacteria, specifically Staphylococcus aureus, can develop microbial resistance. The bacteria stock was prepared using Mueller-Hinton broth and were cultivated on Mueller-Hinton agar plates. Viable cell concentration was measured at the start and at the end of the experiment and the bacteria growth was studied in bioreactors, which monitored the change in optical density of the solution. After seven re-exposures to the ZnO nanoparticles, there was not seen a significant difference between the ZnO sample and Reference sample. Therefore, under these controlled experimental conditions, after 7 re-exposures and with using a non-lethal ZnO nanoparticles concentration, I did not observe any evidence of developing microbial resistance.
2022-01-26T00:00:00ZGazifikace a pyrolýza odpadních látek s využitím termického plazmatu
http://hdl.handle.net/10467/96690
Gazifikace a pyrolýza odpadních látek s využitím termického plazmatu; Gasification and pyrolysis of waste materials using thermal plasma
Jakub Pilař
Tato práce je zaměřena na popis zpracování odpadu formou gazifikace a pyrolýzy v plazmovém reaktoru. Teoretická část se nejprve zabývá problematikou nakládání s odpady, včetně stručné statistiky o odpadech a jejich rozdělení, dále pak popisem plazmatu, jeho forem, charakteristik a základního chování v elektromagnetickém poli. Následně jsou vysvětleny metody generování plazmatu, zejména termického, včetně zdrojů tohoto typu plazmatu a jejich vzájemných rozdílů. Teoretická část končí popisem laboratorního vybavení používaného na Ústavu fyziky plazmatu, konkrétně zařízení PLASGAS (plazmový zplyňovací reaktor) a vnitřními reakcemi, které probíhají v reakční komoře. Během experimentu byl připravený materiál (simulovaný nemocniční odpad) zpracován za několika různých počátečních a provozních podmínek, konkrétně se jednalo o gazifikaci, částečnou pyrolýzu a pyrolýzu. Z naměřených dat byla provedena analýza, zejména elektrických veličin a složení výstupních produktů. Získané znalosti jsou využity pro výpočet účinností jednotlivých reakcí. Nakonec jsou diskutovány energetické bilance a potenciál technologie v porovnání s konvenčními metodami nakládání s odpady.; This thesis is focused on the description of plasma waste treatment in the form of gasification and pyrolysis in a plasma reactor. The theoretical part first concerns itself with the issues of waste management, including brief statistics about waste, it’s categories and their division, further a description of plasma, its forms, characteristics and basic behavior in the electromagnetic field. Subsequently methods of plasma generation are explained, with a focus on the thermal, including the sources of specific types of plasma and their mutual differences. The theoretical part ends with a description/overview of the laboratory equipment used by the Institute of Plasma Physics, specifically with the PLASGAS apparatus (plasma gasification reactor) and the inner reactions that occur in the reaction chamber. During the experiment material samples (simulated medical waste) were processed under several different initial and operating conditions, specifically gasiffication, partial pyrolysis and pyrolysis. Using the measured data, analyses were performed, particularly of electrical quantities and composition of output products. This attainment is used to calculate the efficiency of individual reactions. Finally energy balances were discussed and the technology was compared to conventional methods of waste management.
2021-08-24T00:00:00Z