Struktura materiálů

Materiál vytváříme, charakterizujeme a chceme pochopit do všech detailů. Disponuje špičkovým experimentálním a teoretickým zázemím. Spolupracujeme s lidmi a pracovišti u nás i ve světě.

Nabízíme práci na špičkových až unikátních přístrojích. Vedení lidmi, kteří dělají vědu rádi a mají na Vás čas. Řešíme témata, která jsou zajímavá pro celosvětovou komunitu.

Hlavní směry výzkumu

charakterizace materiálu
křemičitá skla, jejich vlastnosti a struktura
povrch skla, charakterizace, chemické a fyzikální vlastnosti
odezva skla na ionizující záření
počítačové simulace skla
žáruvzdorné a izolační materiály
měření vysokoteplotních vlastností
elektronová mikroskopie a mikroanalýza
optická mikroskopie a analýza obrazu

Získaná ocenění

Aktuálně vypsaná témata závěrečných prací

Po individuální domluvě lze vypsat i jiná témata ze směru našeho výzkumu.

Bakalářské práce

Pokročilá spektroskopie a mikroskopie povrchu skla - Povrch skla je dosud jednou z málo probádaných oblastí. Na jeho studium je nutno použít sofistikované metody s vysokou povrchovou citlivostí. Metody byly často vyvinuty pro objemové vzorky a proto je nutno je používat s velkou obezřetností při vyhodnocování analýz povrchu. Nejlepší variantou je pak vyvinout novou metodiku analýzy povrchů.
Struktura skla a skelný přechod - 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.
Modifikace skla zářením - 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.
Vliv tvarovacího procesu na povrch skla - 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.
Studium defektů na povrchu tabulového skla vytvořených nanoindentorem - Cílem práce je vytvořit definovaný defekt ve skle pomocí nanoindentoru a sledovat vliv okolních podmínek na jeho relaxaci a korozní změny v okolí defektu.
Změna povrchových vlastností skla - Studium povrchu skel je náročnou disciplínou, která vyžaduje využití metod s vysokou povrchovou citlivostí. Práce se zabývá charakterizací povrchu skla a jeho řízené koroze.
Metodika přípravy a měření různých typů vzorků na SEM - Získání kvalitních výsledků z měření na SEM (obrázky, 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.
Nízkoteplotní příprava skelných materiálů metodou sol-gel - Snížení energetické náročnosti přípravy skelných materiálů je jednou z výzev současného sklářského průmyslu. Jednou z cest jak toho dosáhnout by mohlo být použití metody sol-gel. Vzhledem k dražším vstupním materiálům se tato metoda nehodí na výrobu objemového skla. Lze ji však úspěšně využít k přípravě tenkých vrstev, které dokáží vhodným složením vylepšit vlastnosti podkladového materiálu. Cílem práce je připravit tenké vrstvy, které změní vybrané vlastnosti podkladového skla.
Studium koroze na rozhraní skla a aktivní vrstvy - Sklo vystavené působení vodného prostředí podléhá korozi. Předkládaná práce se bude zabývat korozí skla při neustálém kontaktu s gelovou aktivní fotografickou vrstvou. Cílem práce bude porovnat působení gelové vrstvy na různé typy skel.
Teplotní odolnost geopolymerních materiálů - 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.
Teplotní expozice biorozpustných vláken - 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.
Žárovzdorné tmely s chemickou vazbou - Žárovzdorné malty a tmely se používají ke spojování tvarových žárovzdorných výrobků nebo k utěsnění spár atd. Jsou to směsi jemnozrnných kameniv, pojiv a mikropřísad. Možné využití je spoj dvou keramických materiálů nebo i problematický spoj kov-keramika.
Výpal keramických materiálů vyrobených 3D tiskem - Při 3D-tisku keramických materiálů (např. na bázi zirkonu, korundu nebo SiO₂) musí následně vzorky procházet teplotní expozicí. Během zahřívání dochází k vyhořívání použitého organického pojiva a slinování. Při výpalu může dojít i k destrukci výrobku, proto je zvládnutí výpalu po 3D-tisku keramiky důležitou součástí tohoto procesu. Cílem práce bude najít vhodnou teplotní křivku výpalu těchto materiálů.
Příprava porézních sklokeramických biomateriálů 3D tiskem metodou DLP - Cílem bakalářské práce je připravit pomocí stereolitografického 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.
Porézní keramika pro radionuklidové zářiče cesium-137 - 3D tisk ze suspenze - Práce se zabývá vytvářením keramiky pro porézní nosiče radionuklidových zářičů cesia-137. Tyto nosiče jsou připravovány smísením organického pórotvorného činidla a keramické hmoty. Vytvářeny mohou být tradičními keramickými technikami, ale nově je testována možnost jejich přípravy 3D tiskem ze suspenze fotocitlivé pryskyřice a metakaolinu.
Modelování struktury a vlastností povrchu skla pomocí víceměřítkového přístupu - 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.
Využití umělé inteligence při identifikaci a kvantifikaci anizotropních částic léčiv na snímcích z polarizačního mikroskopu - 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.