Středoškolská odborná činnost

Středoškolská odborná činnost představuje odbornou práci vedenou obvykle na vysokých školách a výzkumných ústavech, díky které přicházejí studenti středních škol do styku s vysokoškolskými pedagogy a výzkumníky, podílí se s nimi na řešení vědeckých úkolů a později se učí samostatně řešit vybraná témata. Svoji práci následně obhajují před komisí. Úspěšné obhájení této práce může být ekvivalentem k praktické maturitní zkoušce.

Aktuálně volná témata:

Recyklace městských odpadních vod na vodu pitnou: Teoretická část se bude zabývat seznámením s problematikou recyklace městských odpadních vod na vodu pitnou s důrazem na využití tlakových membránových procesů. Praktická část bude zaměřená na konkrétní aplikaci tlakových membránových procesů v městské čistírně odpadních vod a analýzu vzorků vyprodukovaných vod z této technologie.

Biouhel jako moderní pomocná půdní látka: Půda je nejdůležitějším zdrojem pro obstarání potravy, a proto je nutné se o ni dobře starat a zvyšovat její úrodnost. Dosavadní používání hnojiv způsobuje zasolení půdy, což negativně působí mimo jiné i na mikroorganismy. Použití biouhlu místo klasických hnojiv by mohlo zlepšit vlastnosti půdy. V této práci bude student/ka sledovat vliv aplikace biouhlu do půdy na růst modelové rostliny kukuřice seté. Časový rozsah práce je třikrát týdně dvě hodiny (pondělí, středa, pátek) po dobu dvou měsíců.

Půdní pomocná látka biouhel – vyluhování látek do vodného roztoku: Námět této práce se bude točit kolem biouhlu. Jedná opravdu o pozoruhodnou látku, která se plánuje využívat jako tzv. půdní pomocná látka. Tedy látka, kterou když přidáme do půdy, tak půdu můžeme „vylepšit“. To se projeví např. lepší schopnost zadržovat vodu, lepší kompaktností a strukturou půdy, nebo také lepší úrodností. Toto „černé zlato“ se vyrábí z různých zbytků rostlin, je to tedy vlastně přírodní látka – tzv. „bio“. Takto vylepšená půda bude lépe fungovat a nemusí se tolik hnojit, takže vlastně zemědělci ušetří na hnojivech. V průběhu řešení práce student po dohodě se školitelem zvolí 4 vzorky biouhlu. Následně na těchto vzorcích provede sérii vyluhovacích experimentů. Tyto získané výluhy se následně budou charakterizovat, aby se zjistilo, co se z biouhlu vyluhuje (organická hmota, soli, jaké to má pH, vodivost…). Předpokládá se, že student stráví v laboratoři asi 3 hodiny týdně v 8-10 blocích.

Hedvábný fibroin - izolace a tvorba hydrogelů: Hedvábný fibroin, produkovaný Bourcem morušovým, je vhodným kandidátem pro tvorbu biokompatibilních hydrogelů v biomedicínských aplikacích. V této práci se student/ka seznámí s metodami izolace tohoto proteinu, tvorbou jeho hydrogelů a následnou charakterizací těchto materiálů.

Vlastnosti materiálů na bázi zinku zpracovaného práškovou metalurgií: Tato práce bude zaměřena na analýzu materiálů na bázi Zn s různým obsahem Mg zpracovaných lisováním za tepla. Student bude hodnotit připravené materiály z hlediska struktury pomocí světelné a elektronové mikroskopie a vyzkouší si měření tvrdosti materiálu na mikrotvrdoměru.

Vliv glukosy na degradaci hořčíkové slitiny AZ91 v simulovaném fyziologickém roztoku: V současné době je věnována značná pozornost vývoji hořčíkových koronárních stentů. Tyto stenty slouží jako dočasná mechanická opora, která je po ukončení přirozeného hojení cévy degradována (korodována) na neškodné hořečnaté soli, až se zcela vyloučí z těla. Rychlost této degradace závisí mimo jiné na složení a obsahu anorganických a organických látek v těle. V této práci bude se zkoumat degradace hořčíkové slitiny AZ91 v simulovaném fyziologickém roztoku (0,9% NaCl), který bude obsahovat různé množství glukosy. Experimenty budou zahrnovat jednoduché korozní testy a charakterizaci povrchu slitiny použitím elektronové mikroskopie a FTIR metody.

Vliv huminové kyseliny na korozi hořčíkové slitiny AZ91: Slitina AZ91 se může používat jako obětovaná anoda k ochraně ocelí v půdách a vodách. Huminové kyseliny jsou směsi různých organických molekul, které se přirozeně vyskytují v půdách a ve vodách. Dodnes není nic známo o jejich vlivu na korozi hořčíkových materiálů. A tato práce by to mohla změnit. Jednoduché korozní testy budou provedené pro slitinu AZ91 v 3,5% NaCl o různé koncentraci huminové kyseliny. Změny povrchu slitiny budou analyzované pomocí světelného a elektronového mikroskopu a FTIR metody.

Expozice nanočásticím ve vybraných lidských činnostech: Sledování úrovně zatížení nanočásticemi např. v pracovním prostředí, MHD, automobilu. Na základě provedených testů genotoxicity a cytotoxicity budou odhadnuta případná zdravotní rizika.

Nanočástice v ovzduší města Brna: Na základě kontinuálního měření pevných částic a nanočástic na vybraných lokalitách města Brna (měřící síť ČHMÚ) bude stanovena a vyhodnocena jejich koncentrace v letech 2017-2021 v závislosti na sezonní variabilitě. Sledování bude doplněno morfologickou charakteristikou těchto částic a jejich chemickým složením /SEM EDX/.

Charakterizace a hodnocení korozní odolnosti povlaků připravených mikroobloukovou oxidací hořčíkové slitiny AZ31: Student provede v rámci své výzkumné činnosti mikrostrukturní analýzu povlaků připravených mikroobloukovou oxidací (MAO) hořčíkové slitiny AZ31. Mikrostrukturní analýza bude provedena pomocí světelného a elektronového mikroskopu. Dále bude v rámci práce hodnocena a porovnána korozní odolnost povlakované a nepovlakované hořčíkové slitiny AZ31 formou ponorových testů.

Mikrostrukturní analýza žárových nástřiků a laserem přetavených žárových nástřiků nanesených na Mg slitině AZ91: Student provede v rámci své výzkumné činnosti mikrostrukturní analýzu žárově stříkaných povlaků na bázi železa a laserem přetavených žárových nástřiků na bázi železa. Mikrostrukturní analýza bude provedena pomocí světelného a elektronového mikroskopu. U připravených nástřiků bude hodnocen vliv výkonu laseru na strukturu povlaků a jejich tvrdost.

Studium optických vlastností nových organických materiálů jako prostředků pro biozobrazování a pro jejich aplikace v optoelektronice: S rostoucí popularitou využití organických materiálů v oblasti moderních biotechnologií a biochemie se ruku v ruce rozšiřuje i spektrum využívaných organických materiálů, které nacházejí stále nové a nové uplatnění. V rámci této práce bude proto kladen důraz právě na takové materiály. Cílem bude především výzkum a prohloubení znalostí v oblasti nově popsaného fenoménu fluorescence v pevné fázi, tzv. hyperfluorescence, která je v tomto případě spojena s vyzařováním intenzivního záření v blízké infračervené oblasti světelného spektra. Infračervené záření se vyznačuje tím, že je málo pohlcováno biologickými systémy. To umožňuje aplikaci těchto materiálů ve formě biokompatibilních nanočástic v biomedicíně jako prostředků fluorescenčního zobrazování živých systémů. Další možností je jejich využití i v oblasti organických elektroluminiscenčních diod (OLED), kde se materiály s podobnými vlastnostmi využívají i v současnosti. Při řešení tohoto tématu bude kladen důraz na stanovení optických vlastností studovaných materiálů, a to hlavně na fluorescenci v pevné fázi, kvantový výtěžek fluorescence a v neposlední řadě příprava a charakterizace nanočástic. Cílem práce bude výzkum a prohloubení znalostí v oblasti nově popsaného fenoménu fluorescence v pevné fázi, tzv. hyperfluorescence, která je v tomto případě spojena s vyzařováním intenzivního záření v blízké infračervené oblasti světelného spektra. To umožňuje aplikaci těchto materiálů ve formě biokompatibilních nanočástic v biomedicíně jako prostředků fluorescenčního zobrazování živých systémů. Další možností je jejich využití i v oblasti organických elektroluminiscenčních diod (OLED), kde se materiály s podobnými vlastnostmi využívají i v současnosti. Při řešení tohoto tématu bude kladen důraz na stanovení optických vlastností studovaných materiálů, a to hlavně na fluorescenci v pevné fázi, kvantový výtěžek fluorescence a v neposlední řadě příprava a charakterizace nanočástic.

Využití recyklátu z jednorázových plen při pěstování pokojových rostlin

Zájemce o témata prosíme, aby si nejdříve dohodli vstupní podmínky pro Studentskou odbornou činnost na Fakultě chemické s doc. Ing. Petrem Dzikem, Ph.D.

Fakulta chemická nabízí více než 30 témat SOČ. Ještě před výběrem témat na další školní rok navíc pořádáme setkání se studenty, přičemž objasňujeme postupy pro výběr tématu s instruktáží a rovněž s prezentací technických a přístrojových možností pro řešení SOČ na naší fakultě. Studenti, kteří do začátku prosince úspěšně řeší projekt SOČ a jsou schopní prezentovat svoje výsledky formou posterů, se mohou zúčastnit studentské konference Chemie je život, pořádané naší fakultou. Ostatní studenti se zúčastní konference v dalším školním roce. Studentská konference je pro studenty středních škol mimořádné fórum, kde většina z nich poprvé dostane možnost prezentovat svoje experimentální výsledky v ucelené formě, a to formou posteru, který si sami připraví. Fakulta pomáhá středním školám tištěním posterů.

SOČ na naší fakultě není omezena na pouhé zpracování práce se školitelem. Dbáme na to, aby během odborné práce studenta střední školy na naší fakultě docházelo ke spolupráci školitelů fakulty (garantů práce) s vedoucími řešených prací z příslušné střední školy. Vzájemné kontakty prohlubujeme při společném setkání a prezentaci rozpracovanosti jednotlivých témat. Jedná se tak  nejen o vhodnou platformu pro setkávání učitelů středních škol a garantů jednotlivých prací z fakulty, ale také studenti dostanou příležitost poprvé seznámit své okolí s projektem, který právě řeší.