VOLNÉ TÉMA

Vliv růstové fáze mikroorganismů na antimikrobiální účinky nízkoteplotního plazmatu

Kristína Trebulová

Nízkoteplotní plazma představuje moderní technologii s významným antimikrobiálním účinkem a potenciálem využití v medicíně. Citlivost mikroorganismů na plazmové ošetření však může záviset na jejich aktuálním fyziologickém stavu. Cílem práce bude studovat účinnost mikrovlnné plazmové trysky na vybrané mikroorganismy v různých fázích jejich růstu (adaptační, exponenciální a stacionární fáze). Student se seznámí se základními mikrobiologickými metodami, připraví kultury mikroorganismů v různých růstových fázích a následně vyhodnotí jejich citlivost vůči plazmovému ošetření. Získané výsledky mohou přispět k lepšímu pochopení faktorů ovlivňujících účinnost plazmy a jejího budoucího využití v medicíně.

VOLNÉ TÉMA

Zvýšení degradační stability Mg scaffoldů pomocí MgFe-LDH povlaků

Martin Buchtík

Práce se zabývá zlepšením degradační stability 3D tištěných hořčíkových scaffoldů ze slitiny WE43 prostřednictvím aplikace MgFe-LDH povlaků. Na vzorcích, které projdou post-treatmentem zahrnujícím moření a depozici PEO mezivrstvy, bude navržen a optimalizován postup syntézy MgFe-LDH povlaků. Připravené povlaky budou charakterizovány pomocí světelné a elektronové mikroskopie a rentgenové difrakce (XRD) za účelem stanovení jejich morfologie, struktury a fázového složení. Následně bude hodnoceno korozní a degradační chování vzorků v simulovaných tělních tekutinách (Hankův roztok). Získané výsledky budou komparativně porovnány s nepovlakovanými Mg vzorky s cílem posoudit vliv MgFe-LDH povlaků na stabilitu a vhodnost těchto materiálů pro biomedicínské aplikace.

VOLNÉ TÉMA

Vliv tlaku na průběh hydratace portlandského cementu

Radoslav Novotný

Práce se zaměřuje na vývoj a testování speciální tlakové ampule určené pro izotermickou kalorimetrii hydratace cementu pod zvýšeným tlakem. Bude se jednat především o mechanickou odolnost vůči tlaku až 1 MPa, chemickou inertnost vůči alkalickému cementovému prostředí, stabilní tepelnou vodivost kompatibilní s izotermickým kalorimetrem TAM air a minimalizaci parasitních tepelných mostů. Značná část práce bude proto věnována přípravě ampule, metodě těsnění, způsobu natlakování a zajištění kompatibility ampule s měřicí komorou kalorimetru.

VOLNÉ TÉMA

Vliv metabolitu sulfát redukujících bakterií na korozní chování hořčíkové slitiny AZ31

Leoš Doskočil

Sulfát redukující bakterie produkují sulfan, který může interagovat se slitinou AZ31 (např. v půdě, kde se může používat jako obětovaná anoda). V práci budou použity jednoduché a rychlé korozní metody, kterými bude zjištěn vliv sulfanu na korozní chování slitiny AZ31. Korozní produkty budou charakterizovány elektronovým mikroskopem a FTIR spektrometrem.

VOLNÉ TÉMA

Vliv zinku na pucolanitu kalcinovaných jílů

Pavel Šiler

Kalcinované jíly jsou materiály, které by mohly být v blízké budoucnosti přidávány k cementu pro snížení jeho ceny a zlepšení jeho vlastností. Cementářský průmysl je také jedním z hlavních producentů emisí oxidu uhličitého. Použitím těchto materiálů dochází ke značnému snížení těchto škodlivých emisí. Jedním z hlavních kritérií, které rozhodují o možnosti použití kalcinovaných jílů, je jejich pucolánová aktivita. Ta se však může měnit v přítomnosti cizorodých látek, jako jsou například kovy. Cílem této práce je zjistit, jak reagují tyto materiály v prostředí zinku a jak se mění jejich pucolánové vlastnosti, díky kterým tyto materiály v cementu reagují.

VOLNÉ TÉMA

Návrh a realizácia terestrického mikrokosmu pre testovanie chemických látok

Juraj Marcinko

Znečistenie životného prostredia chemickými látkami predstavuje dlhodobý spoločenský problém. Ročne vzniká nespočetné množstvo látok, ktoré sa dostávajú do obehu a stávajú sa tak potenciálnymi toxikantmi v jednotlivých zložkách životného prostredia. Preto je nevyhnutné tieto látky testovať a objasňovať ich vplyv na životné prostredie. Organizácie zamerané na štandardizáciu, ako napríklad ISO a OECD, zaviedli metodické postupy pre testovanie toxicity látok. Tieto testy sú však zamerané predovšetkým na jeden cieľový organizmus. Použitie iba jedného organizmu značne znižuje ekologickú relevanciu výsledkov a možnosť ich interpretácie v kontexte celých ekosystémov. Cieľom študenta v tejto práci bude preto realizovať viacdruhový pôdny experiment (mikrokosmos), v ktorom skombinuje viaceré trofické úrovne (producent, destruent). Toto usporiadanie zvýši ekologickú výpovednú hodnotu testovania chemických látok pre výskumné účely a pomôže lepšie objasniť dopad toxikantov na cieľový ekosystém (pôdu).

VOLNÉ TÉMA

Ekotoxikologické hodnocení léčiv v půdním prostředí: Modelová studie s druhem Orthonychiurus

Helena Zlámalová Gargošová

Chemické látky jsou bezesporu významnými prostředky při zdolávání nákaz jak v humánní, tak i ve veterinární medicíně. Vzhledem ke způsobu jejich užití se však určitý podíl léčiv v původní, popř. metabolizované formě dostává do půdního prostředí (aplikace statkových hnojiv, závlaha). Cílem ekotoxikologie je posoudit vliv chemických látek na zástupce těchto ekosystémů a predikovat rizika, která tyto látky mohou pro ekosystémy představovat. Práce studenta bude propojena s výzkumem sledujícím tyto efekty a bude zaměřena na otestování vybraných farmaceutických látek na půdním organismu (chvostoskok). Náplň práce bude spočívat v optimalizaci chovu vybraného druhu, stanovení citlivosti na vybranou referenční látku a následném prozkoumání vlivu vybraných léčiv na tento organismus.

VOLNÉ TÉMA

Oxidační stabilita polyamidových RO a kapilárních UF membrán v podmínkách opětovného používání odpadní bazénové vody

Jan Vespalec

Práce se zabývá vlivem oxidačních činidel na stabilitu a povrchové vlastnosti membrán. Membrány se s těmito oxidanty setkávají při běžném provozu úpravy bazénové vody. Zároveň mohou přicházet do kontaktu s vyššími koncentracemi oxidantů při chemickém čištění samotných membrán. Tyto membrány se používají v systémech pro opětovné používání odpadní bazénové vody. Testovány budou polyamidové reverzně osmotické (RO) a kapilární ultrafiltrační (UF) membrány exponované vybraným oxidantům v modelové bazénové vodě v rozsahu koncentrací zahrnujícím úrovně odpovídající běžnému provozu i zvýšené koncentrace používané při čištění. Změny membrán budou hodnoceny zejména prostřednictvím změny smáčivosti povrchu a doplňkově pomocí analýzy Fourierovy transformované infračervené spektroskopie (FTIR); u vybraných vzorků bude provedeno i pozorování skenovací elektronovou mikroskopií (SEM). Výstupem bude přehled rizikovosti oxidantů a návrh expozičních podmínek, které minimalizují nežádoucí změny membrán při zachování požadovaného oxidačního účinku.

OBSAZENO

Tvarově adaptabilní poly(ethylenglykolové) hydrogely

Jan Sokolínský

Cílem projektu je navrhnout, připravit a detailně charakterizovat „chytré“ PEG hydrogely, které budou aktivně reagovat na vnější podněty – zejména změny pH a teploty – a cíleně tak měnit své fyzikálně-chemické vlastnosti. Hlavní pozornost bude věnována botnacímu chování a mechanickým vlastnostem gelů v různých experimentálních podmínkách, aby bylo možné pochopit jejich odezvu na okolní prostředí. Projekt studentům nabídne praktický vhled do světa polymerních materiálů – od přípravy hydrogelových materiálů až po měření mechanické stability a funkčních vlastností, které jsou klíčové pro jejich reálné aplikace.

Podpořeno z projektu ESF+

OBSAZENO

Modely lidských tkání budoucnosti – Charakterizace biomimetických hydrogelů pomocí vysokorozlišovací ultrazvukové spektroskopie (HR-US)

Jana Fojtíková

Téma se zaměřuje na výskyt mykotoxigenních plísní v potravinách běžně dostupných v komerční síti a na hodnocení jejich potenciální schopnosti produkovat mykotoxiny. Práce zahrnuje mikrobiologickou identifikaci plísní a posouzení jejich mykotoxigenního potenciálu s využitím moderních přístupů k průkazu genů odpovědných za tvorbu mykotoxinů a hodnocení rizika. Téma navazuje na předchozí práce a umožní studentovi pochopit význam monitoringu mykotoxigenních mikroorganismů a propojit poznatky z mikrobiologie, molekulární biologie a technologie potravin.

Podpořeno z projektu ESF+

OBSAZENO

Testování aktivity půdních bakterií v půdním pomocném preparátu s obsahem biouhlu

Michal Kalina

V této SOČce bude cílem studovat fascinující svět půdních mikroorganismů, které dokážou zásadně ovlivnit zdraví půdy i růst rostlin. Úkolem studenta/studentky bude zkoumat, jak jsou půdní rhizobakterie – uzavřené v hydrogelovém nosiči s obsahem biohlu – životaschopné a jaká je jejich aktivita v různých podmínkách. Od školitele dostane řešitel/řešitelka SOČky speciálně připravený „bioaktivní“ hydrogel s půdními bakteriemi. Ten bude vyluhován a u získaných výluhů bude posuzována životaschopnost a aktivita půdních bakterií. Budou testována různá simulovaná půdní prostředí a bude sledováno, jak se v nich bakterie chovají – kolik jich přežívá, jak reagují na změny podmínek a jak moc jsou metabolicky aktivní. Na závěr experimentu budou získaná data vyhodnocena a bude posouzeno, jak různé půdní faktory ovlivňují fungování těchto „užitečných mikroskopických pomocníků v půdě“.

Podpořeno z projektu ESF+

OBSAZENO

Enkapsulace vodivého hydrogelu pomocí kyseliny hyaluronové

Šárka Tumová

Příprava enkapsulačních hydrogelů různého složení s cílem enkapsulace vodivého hydrogelu tak, aby bylo dosaženo jeho dlouhodobé stability. Takto enkapsulovaný hydrogel bude následně využit pro dlouhodobé snímání EKG signálu.

Podpořeno z projektu ESF+

OBSAZENO

Studium účinnosti enkapsulace kurkuminu do liposomů v závislosti na jejich povrchovém náboji

Eliška Bartheldyová

Liposomy představují univerzální nosiče bioaktivních látek s širokým uplatněním v medicíně a farmacii. Práce je zaměřena na studium enkapsulace špatně rozpustného protizánětlivého kurkuminu do liposomální lipidové dvouvrstvy a na vliv povrchového náboje liposomů na účinnost této enkapsulace. Student si osvojí přípravu liposomů, enkapsulaci hydrofobní látky, řízení velikosti částic a jejich charakterizaci pomocí vybraných fyzikálně-chemických metod. Jedním z výstupů práce bude prezentace dosažených výsledků na konferenci Chemie je život.

Podpořeno z projektu ESF+

OBSAZENO

Alternativní materiály pro moderní solární články

Stevan Gavranović

Integrace solárních článků do přenosné a nositelné elektroniky podpořila vývoj nových fotovoltaických zařízení. V těchto aplikacích jsou flexibilní, nízkonákladové organické materiály často preferovány před tuhými krystalickými polovodiči. Přestože tyto materiály splňují požadavky flexibilní elektroniky, jejich stabilita a krátká životnost omezují jejich využití v elektronických zařízeních. Vývoj nové generace polovodičových materiálů se proto zaměřuje na pokročilé organicko-anorganické materiály, zejména na halogenidové perovskity. Tyto materiály kombinují flexibilitu a laditelnost organických látek s odolností krystalických polovodičů, což z nich činí zvláště atraktivní kandidáty pro moderní solární články.

Podpořeno JCMM

OBSAZENO

Perovskitové materiály pro budoucí paměťové systémy

Stevan Gavranović

Perovskitové materiály představují jednu z perspektivních cest k vývoji budoucích paměťových systémů díky své schopnosti fungovat jako memristory. Tyto elektrické součástky dokážou současně uchovávat data i provádět jednoduché výpočty. Tím mohou výrazně omezit tzv. von Neumannovo úzké hrdlo (angl. bottleneck), tedy zpomalení způsobené neustálým přenášením dat mezi procesorem a pamětí. Navíc perovskitové memristory mají nízkou spotřebu energie, rychlé přepínání a možnost analogového zpracování informací, což z nich činí ideální kandidáty pro mozkem inspirovanou elektroniku.

OBSAZENO

Jak půda obohacená o biouhel a užitečné půdní bakterie ovlivní růst kukuřice seté?

Michal Kalina

Tohle téma SOČky umožní nahlédnout do světa moderních ekologických technologií, které mohou změnit způsob, jakým pěstujeme rostliny. V projektu bude zkoumáno, jak dokáže speciální půdní přípravek – biouhel uzavřený v alginátovém hydrogelu, obohacený o půdní rhizobakterie – ovlivnit růst kukuřice seté. Řešitel/ka dostane od školitele připravený hydrogelový materiál, který následně otestuje v kontrolovaném pěstebním experimentu. Bude sledováno, jestli tento inovativní půdní stimulant dokáže rostlinám pomoci růst rychleji, zdravěji nebo robustněji. V průběhu experimentu budou měřeny růstové parametry kukuřice i důležité vlastnosti půdy. Na závěr získaná data student/studentka zanalyzuje a vyhodnotí.

OBSAZENO

Příprava pokročilého hydrogelu pro bioelektronické zařízení aplikovatelné v tkáňovém inženýrství

Šárka Tumová

Bioelektronika je oblast, která využívá bioelektronických zařízení pro rozpoznávání a ovlivňování nejrůznějších procesů, které probíhají v lidském těle, tzv. fyziologických procesů. Bioelektroniku si velice zjednodušeně můžeme představit jako elektrickou součástku, která rozumí řeči buněk a je schopna tuto řeč přeložit do formy elektrického signálu, kterému jsme schopni porozumět my. Bioelektronická zařízení tedy představují velice dobrý diagnostický nástroj, ale mohou fungovat také v opačném směru a za pomoci vhodné elektrostimulace ovlivňovat fyziologické procesy.

Podpořeno JCMM

OBSAZENO

MYKOFOOD – Mykotoxigenní mikroorganismy a mykotoxiny v potravinách: průkaz potenciálně toxigenních mikroorganismů

Štěpánka Trachtová

Téma se zaměřuje na výskyt mykotoxigenních plísní v potravinách běžně dostupných v komerční síti a na hodnocení jejich potenciální schopnosti produkovat mykotoxiny. Práce zahrnuje mikrobiologickou identifikaci plísní a posouzení jejich mykotoxigenního potenciálu s využitím moderních přístupů k průkazu genů odpovědných za tvorbu mykotoxinů a hodnocení rizika. Téma navazuje na předchozí práce a umožní studentovi pochopit význam monitoringu mykotoxigenních mikroorganismů a propojit poznatky z mikrobiologie, molekulární biologie a technologie potravin.

Podpořeno JCMM

OBSAZENO

Optimalizace koncentrace dispergačních činidel v keramických suspenzích pomocí moderních analytických přístupů

Patrik Sokola

Práce se zabývá moderním přístupem k optimalizaci koncentrace činidel v keramických suspenzích pomocí analytické odstředivky Lumizer. Na technologicky významných suspenzích budou testovány koncentrace známých činidel a pomocí inovativní metody vykreslování transmitančních profilů a indexu nestability posuzována jejich stabilita. Měření bude doplněno reologickými měřeními pro verifikaci správnosti nastavené metody a posouzení komplementarity s reologickými měřeními.

OBSAZENO

Oxidativní potenciál půd jako ukazatel ekologického stresu

Helena Doležalová Weissmannová

Tato práce je zaměřena na stanovení oxidativního potenciálu půd jako indikátoru ekologického stresu. Pomocí DTT testu budou porovnány půdy z městských, příměstských a venkovských lokalit s cílem určit rozdíly v jejich redoxní aktivitě. Práce předpokládá, že zvýšený oxidativní potenciál souvisí s vyšší mírou antropogenního znečištění. Výsledky mohou přispět k přesnějšímu hodnocení ekologické kvality půd.

OBSAZENO

Role mikroplastů jako vektorů rizikových prvků v půdním prostředí

Helena Doležalová Weissmannová

Tato práce je zaměřena na vývoj a ověření nového komplexního indexu znečištění půd těžkými kovy, který lépe zachytí rozdíly mezi různými typy antropogenně zatížených území než dosud používané ukazatele. Nově navržený index bude porovnán s běžnými metodami hodnocení, jako jsou Pollution Index (PI), geoakumulační index (Igeo), Pollution Load Index (PLI) a index ekologického rizika (RI). Pro praktické ověření bude proveden odběr a analýza půdních vzorků ze tří kontrastních prostředí: starých průmyslových zón (brownfieldů), oblastí ovlivněných dopravní zátěží s gradientovým profilem a městské zeleně jako referenčního území. Na všech lokalitách budou stanoveny koncentrace hlavních rizikových prvků a vyhodnoceno jejich ekologické riziko.

Podpořeno JCMM

OBSAZENO

Vývoj a ověření komplexního indexu ekologického zatížení půd těžkými kovy v různých typech antropogenně ovlivněných území

Helena Doležalová Weissmannová

Tato práce je zaměřena na vývoj a ověření nového komplexního indexu znečištění půd těžkými kovy, který lépe zachytí rozdíly mezi různými typy antropogenně zatížených území než dosud používané ukazatele. Nově navržený index bude porovnán s běžnými metodami hodnocení, jako jsou Pollution Index (PI), geoakumulační index (Igeo), Pollution Load Index (PLI) a index ekologického rizika (RI). Pro praktické ověření bude proveden odběr a analýza půdních vzorků ze tří kontrastních prostředí: starých průmyslových zón (brownfieldů), oblastí ovlivněných dopravní zátěží s gradientovým profilem a městské zeleně jako referenčního území. Na všech lokalitách budou stanoveny koncentrace hlavních rizikových prvků (např. Pb, Zn, Cu, Cr, Ni) a vyhodnoceno jejich ekologické riziko pomocí Eri indexu. Cílem práce je posoudit, zda nový index lépe integruje různé zdroje znečištění a zda poskytuje citlivější nástroj pro hodnocení kvality půdního prostředí napříč rozdílnými stupni antropogenního vlivu.