Struktura materiálů

Vedoucí práce: prof. RNDr. Ondrej Gedeon, Ph.D. DSc.

Sklo lze popsat pomocí geometrických a topologických kvantifikátorů. Běžně se používá radiální distribuční funkce distribuce délek vazeb a velikosti úhlů, distribuce cyklů apod. Nicméně, dosud není jasné jaké jsou "správné" kvantifikátory, které by jednoduše a jednoznačně popsaly strukturu skla. Jedná se o teoretickou práci, v rámci které se budou navrhovat nové kvantifikátory, použitelné pro analýzu počítačově simulovaných skel. Lze využít stávající kódy pro počítačové simulace molekulové dynamiky, připravit "počítačové sklo" a provést jeho strukturní analýzu.

Odkaz na téma.

Vedoucí práce: prof. RNDr. Ondrej Gedeon, Ph.D. DSc.

Sklo se používá ve vesmíru, v detektorech a na pracovištích vystavených ionizujícímu záření. Cílem práce je studovat vliv specifického záření na sklo. Sledované změny ve skle zahrnují změny objemu, migraci alkalických iontů, změny povrchové drsnosti, strukturní změny apod. Experimentální práce, v jejímž rámci se provede ozáření vybraných typů skel ionizujícím zářením s proměnnými parametry. Změny ve skle se identifikují, proměří a vhodně interpretují.

Odkaz na téma.

Vedoucí práce: prof. RNDr. Ondrej Gedeon, Ph.D. DSc.

Během tvarovacího procesu je povrch skla vystaven řadě vlivů: kontakt s formou, se specifickou atmosférou, s vodou, změny teploty, mechanické působení atd. Práce cílí na zachycení změn na povrchu vlivem tvářecí technologie pomocí elektronové mikroskopie a mikroanalýzy, hmotnostní spektroskopie a případně dalších spektroskopických metod. Lepší poznání vlivu tvarovacího procesu na povrch skla umožní zlepšit jeho povrch a vlastnosti a přispěje k zefektivnění výroby.

Odkaz na téma.

Vedoucí práce: Ing. Bc. Adéla Polonská, Ph.D.
Konzultant: Ing. Petra Kšírová, Ph.D.

Práce se zabývá charakterizací povrchu skla float a jeho řízené koroze. Cílem práce je vytvořit definovaný defekt ve skle a sledovat vliv okolních podmínek na jeho relaxaci a korozní změny v okolí defektu. Student vytvoří definované defekty na povrchu skla a bude sledovat jejich vývoj během expozice v definovaných korozních podmínkách. Změny topografie a morfologie povrchu bude vyhodnocovat pomocí laserového konfokálního a skenovacího elektronového mikroskopu. Chemické změny v oblasti defektů bude studovat s využitím mikroanalýzy EDX a metody TOF-SIMS.

Odkaz na téma.

Vedoucí práce: Ing. Bc. Adéla Polonská, Ph.D.
Konzultant: Ing. Petra Kšírová, Ph.D.

Cílem práce bude sledovat vliv tepelné modifikace skla na jeho strukturu a chemickou odolnost. Pozornost bude věnována procesům strukturní relaxace a počátečním stádiím krystalizace a jejich vlivu na korozní chování skla. Jako modelový systém bude použito komerční sklo float, reprezentující běžná sodnovápenatá skla. Student bude připravovat vzorky skla float tepelně modifikované při různých teplotách. Následně bude zkoumat vliv tepelného zpracování na chemickou odolnost skla ve vodném prostředí. Získané výluhy bude analyzovat pomocí ICP-OES a změny povrchu vzorků hodnotit pomocí skenovací elektronové mikroskopie. Na základě získaných výsledků posoudí souvislost mezi tepelnou historií skla a jeho chemickou odolností.

Odkaz na téma.

Vedoucí práce: Ing. Bc. Adéla Polonská, Ph.D.
Konzultant: Ing. Jiří Hamáček

Geopolymerní materiály jsou alternativní, nízkoenergetické a nízkoemisní materiály. V práci se budeme věnovat zpracování méně kvalitních surovin a jejich vlivem na mechanické a termomechanické vlastnosti vyrobeného geopolymeru. Student připraví vzorky geopolymerů z vybraných surovin a změří jejich mechanické a termomechanické vlastnosti. Na základě zkoušek pevnosti, únosnosti v žáru a tečení v tlaku vyhodnotí vliv složení a tepelného zatížení na vlastnosti materiálu. Vliv tepelné úpravy na mikrostrukturu geopolymerů bude sledovat pomocí skenovacího elektronového mikroskopiu v kombinaci s mikroanalýzou EDX.

Odkaz na téma.

Vedoucí práce: Ing. Bc. Adéla Polonská, Ph.D.
Konzultant: Ing. Jiří Hamáček

Žárovzdorné malty a tmely se používají ke spojování tvarových žárovzdorných výrobků nebo k utěsnění spár. Jsou to směsi jemnozrnných kameniv, pojiv a mikropřísad. Možné využití je spoj dvou keramických materiálů nebo i problematický spoj kov-keramika. Student se seznámí s problematikou žárovzdorných malt a tmelů. Na vybraném systému keramika-keramika nebo kov-keramika připraví zkušební spoje a bude studovat jejich adhezi a pevnost za laboratorní a zvýšené teploty. Součástí práce bude návrh a ověření metodiky měření pevnosti spojů za vysokých teplot. Mikrostrukturu spojů a charakter porušení bude hodnotit pomocí skenovací elektronové mikroskopie v kombinaci s mikroanalýzou EDX.

Odkaz na téma.

Vedoucí práce: Ing. Bc. Adéla Polonská, Ph.D.
Konzultant: Ing. Jiří Hamáček

Budou studována biorozpustná vlákna na bázi systému SiO2-CaO-MgO. Tato vlákna mají zvýšenou rozpustnost v plicních tekutinách. Avšak po krystalizaci za vysokých teplot se ve vláknech mění fázové složení, což může mít za následek i snížení biorozpustnosti a negativní vliv na lidské zdraví při expozici. Student se seznámí s problematikou biorozpustných vláken. Připraví vzorky vláken a podrobí je tepelné expozici při vybraných teplotách. Bude sledovat změny smrštění, chemického složení pomocí rentgenfluorescenční analýzy a fázového složení pomocí rentgenové difrakce. Morfologické změny vláken vznikající v důsledku tepelné expozice a rozpouštění bude charakterizovat pomocí skenovací elektronové mikroskopie v kombinaci s mikroanalýzou EDX. Biorozpustnost tepelně exponovaných vláken bude hodnotit na základě analýzy výluhů metodou ICP-OES.

Odkaz na téma.

Vedoucí práce: Ing. Petra Kšírová, Ph.D.
Konzultant: Ing. Bc. Adéla Polonská, Ph.D.

Úprava chemických a mechanických vlastností skleněného substrátu pomoci tenkých vrstev připravovaných metodou sol gel. Student se během práce v laboratoři seznámí se základní přípravou tenkých vrstev metodou sol-gel na skle a jejich charakterizací. Bude zjišťována korelace mezi vybranými vlastnostmi vrstev a jejich chemickým složením.

Odkaz na téma.

Vedoucí práce: Ing. Petra Kšírová, Ph.D.
Konzultant: Ing. Bc. Adéla Polonská, Ph.D.

Popis vlastností taženého skla, jehož výsledné rozměry dosahují tloušťky v řádech jednotek mikrometrů je zajímavá vědecká disciplína. Cílem práce je navrhnout vhodnou přípravu a metodiku na charakterizaci pipet na umělé oplodnění. Student odladí současný postup přípravy vzorků pro SEM a EDX. Následně bude provádět charakterizaci různých typů pipet.

Odkaz na téma.

Vedoucí práce: Ing. Petra Kšírová, Ph.D.
Konzultant: Ing. Bc. Adéla Polonská, Ph.D.

Iontová výměna na povrchu skla významně ovlivňuje jeho chemické a mechanické vlastnosti. Cílem práce je zachytit jednotlivé fáze iontové výměny sledováním změn v barvě a měřením pomocí SEM, EDX, SIMS a nanoindentace. Student s využitím různých režimů SEM, EDX a SIMS ocharakterizuje povrchy skla po iontové výměně. Následně bude měřit jejich mechanické vlastnosti v nanoměřítku.

Odkaz na téma.

Vedoucí práce: Ing. Petra Kšírová, Ph.D.
Konzultant: Ing. Bc. Adéla Polonská, Ph.D.

Získání kvalitních výsledků z měření na SEM (obrázky a analýzy) velmi závisí na přípravě vzorku a zvolených podmínkách měření. Cílem práce je nalezení vhodné metodiky přípravy a měření vzorku v závislosti na jeho typu. Student bude v rámci experimentální práce zkoušet různé přípravy vzorků pro měření na SEM. Následně bude testovat vliv přípravy vzorků na data získávaná na SEM. Dalším krokem bude zkoušení různých nastavení mikroskopu a jejich vliv na výsledky. Na závěr práce student vypracuje metodiku přípravy a měření buď práškových, nebo vláknitých nebo rovinných vzorků.

Odkaz na téma.

Vedoucí práce: Ing. Jan Macháček, Ph.D.
Konzultant: Ing. Jiří Hamáček

Cílem bakalářské práce je připravit pomocí streolitografického 3D tisku porézní biomateriál (scaffold) ze suspenze bioskla a fotocitlivé pryskyřice. Tento materiál má potenciální využití jako náhrada kostí v medicínských dentálních a ortopedických aplikacích. Důraz bude kladen na optimalizaci výpalu vzorku a charakterizaci mikrostruktury po výpalu. Student/ka připraví 3D tiskem scaffold a bude hledat nejvhodnější křivku výpalu tak, aby výsledná struktura obsahovala co nejméně vad. Jedná se především o zbytky uhlíku, rozměrové deformace, delaminace vrstev, trhliny apod.

Odkaz na téma.

Vedoucí práce: Ing. Jan Macháček, Ph.D.

Povrch skla hraje důležitou roli v mnoha aplikacích. S kvalitou povrchu souvisí např. pevnost skla nebo jeho korozní odolnost. Vlastnosti povrchu skla ovšem také souvisí s jeho atomární strukturou. Obecně platí, že experimentálními metodami nelze strukturu skla na rozdíl od krystalů jednoznačně charakterizovat. Často je třeba vytvořit model struktury skla např. pomocí simulací. Cílem práce je vytvořit pomocí víceměřítkové simulace model koroze povrchu vybraných skel. Jedná se o teoretickou práci s využitím výkonného počítače. Student se seznámí s problematikou struktury a vlastností povrchu skel; se základními principy molekulových simulací, se zadáváním simulačních úloh a analýzou jejich výsledků. Student bude měnit parametry simulací (např. složení skel, teplota) s sledovat vliv na výsledky (např. koordinační čísla atomů, spektra aj.)

Odkaz na téma.

Vedoucí práce: Ing. Jan Macháček, Ph.D.

Polarizační mikroskop v principu umožňuje provádět analýzu tvaru a velikosti částic. Často se ale naráží na problém spolehlivé identifikace částic ve snímcích, kde je chabý kontrast mezi částicí a pozadím nebo kde se částice vzájemně dotýkají. Umělou inteligenci lze vytrénovat pro rychlou automatickou identifikaci částic a tím umožnit jejich kvantifikaci např. v podobě distribuce velikosti částic. Student připraví mikroskopické preparáty vybraných léčiv; provede měření na velkém souboru snímků a bude se podílet na vývoji metodiky pro automatizované zpracování výsledků pomocí AI.

Odkaz na téma.