Stipendijní motivační program ChemTalent je určen pro studenty nižších ročníků bakalářského studia a jeho cílem je motivovat vás k aktivnímu zapojení do výzkumných skupin na fakultě. Pod vedením zkušených mentorů se zapojíte do řešení zajímavých úkolů v rámci aktuálně probíhajícího výzkumu a získáte cenné praktické zkušenosti, které využijete jak během studia, tak v budoucí kariéře.
Jak se zapojit?
Pro účast je potřeba:
Kontaktovat mentora vybraného tématu.
Zaslat na studijní oddělení stručný motivační dopis (max. 2000 znaků), který vyjadřuje zájem o účast v projektu. Dopis zašlete e-mailem na studijni@fch.vut.cz. Do záhlaví uveďte vybrané téma a mentora.
Průběh projektu
Výběr účastníků: Motivační dopisy zašlete e-mailem na studijní oddělení, možnost přihlásit se bude ještě i během září. Poté proběhne výběr účastníků na začátku semestru 2026/2027. Začátek projektu: V září na začátku semestru dostanou vybraní studenti podrobný plán práce a projdou seznámením s provozem laboratoře. Průběh projektu: Rozvržení vašeho zapojení do činnosti laboratoře bude zohledňovat vaše časové možnosti. Kontrola a odměna: V prosinci proběhne kontrola plnění úkolů a při úspěšném splnění první etapy je možné získat stipendium až 2 000 Kč. Pokračování projektu přináší další fázi zakončenou prezentací výsledků v květnu (až 3 000 Kč). Volitelná třetí etapa: vytvoření konferenčního příspěvku s prezentací na konferenci Chemie je život (odměna 1 000 Kč).
Stipendium
1. etapa: až 2 000 Kč (výplata v prosinci) 2. etapa: až 3 000 Kč (výplata v květnu) 3. etapa (volitelná): 1 000 Kč (výplata po konferenci) Vyplacení stipendia proběhne na bankovní účet vedený v IS Apollo.
Proč se zapojit? 💡
ChemTalent je jedinečná příležitost zapojit se do výzkumných projektů už během bakalářského studia a získat tak cenné zkušenosti, které výrazně obohatí vaše další vzdělávání i budoucí profesní život. Díky projektu se naučíte pracovat v laboratoři, analyzovat data a řešit konkrétní vědecké úkoly – to vše pod vedením zkušených mentorů. Získáte přímý kontakt s praxí, seznámíte se s nejmodernějšími postupy a technologiemi a navážete cenné kontakty s odborníky z fakulty. Za úspěšné plnění úkolů můžete navíc získat stipendium. Účast na výzkumném projektu vám také pomůže zvýšit vaše šance na úspěch při hledání stáží a pracovních příležitostí. Zároveň rozvinete schopnosti, jako je samostatnost, analytické myšlení, týmová spolupráce a řešení problémů – dovednosti, které se vám budou hodit nejen během studia, ale i v profesním životě. Být součástí výzkumného týmu už v nižších ročnících je navíc skvělá příležitost, kterou jinde jen tak nezískáte. Překročte hranice teorie a zapojte se do reálné vědecké práce – ChemTalent čeká právě na vás!
Nabídka témat výzkumných skupin pro ak. rok 2026/2027
Chytré hydrogely: materiály, které mění své vlastnosti podle změny okolního prostředí:Ing. Jiří Smilek, Ph.D. / Ing. Jan Sokolínský Hydrogely jsou měkké materiály obsahující velké množství vody. Využívají se například v kontaktních čočkách, tkáňovém inženýrství nebo pro řízené uvolňování léčiv. Cílem projektu bude připravit a studovat hydrogely na bázi polyethylenglykolu (PEG), které dokážou měnit svou vnitřní strukturu v závislosti na podmínkách prostředí. Student se seznámí s přípravou hydrogelů, jejich charakterizací a sledováním změn jejich vlastností pomocí jednoduchých experimentálních metod. Projekt nabídne pohled do vývoje moderních biomateriálů budoucnosti.
Breaking the Law: Jak vytvořit hydrogel z hydrofobního polymeru?Ing. Jiří Smilek, Ph.D. / Bc. Kateřina Provazníková (Ing. Jan Sokolínský) Hydrogely jsou materiály schopné vázat velké množství vody, a proto bývají zpravidla tvořeny hydrofilními polymery. Polyhydroxybutyrát (PHB) je naopak biopolymer známý svou hydrofobní povahou a schopností vodu odpuzovat. Jak je tedy možné připravit hydrogel na jeho bázi? Cílem projektu bude zkoumat tento zdánlivý rozpor a studovat vznik, strukturu a vlastnosti hydrogelů připravených z PHB. Student se seznámí s přípravou moderních biomateriálů a metodami jejich charakterizace. Projekt ukáže, že i v chemii lze někdy zdánlivě porušovat pravidla – a právě tehdy vznikají nejzajímavější materiály.
Jak (řízeně) zkrotit gelaci? Příprava hydrogelů z bakteriálního alginátu:Ing. Jiří Smilek, Ph.D. / Ing. Ludmila Kouřilová Hydrogely představují perspektivní materiály pro moderní zemědělství, kde mohou sloužit například jako nosiče aktivních látek nebo prostředky pro efektivnější hospodaření s vodou. Jedním z přírodních polymerů vhodných pro jejich přípravu je alginát, který mohou produkovat také bakterie Azotobacter vinelandii. Klíčovým krokem při výrobě těchto materiálů je řízení procesu gelace, která musí probíhat dostatečně pomalu, aby bylo možné připravit homogenní hydrogely s požadovanými vlastnostmi. Cílem projektu bude optimalizovat podmínky gelace bakteriálně produkovaného alginátu pomocí glukono-δ-laktonu (GDL) a studovat vliv přípravy na výsledné vlastnosti hydrogelů. Student se seznámí s přípravou biomateriálů, jejich charakterizací a možnostmi jejich budoucího využití v udržitelném zemědělství.
Hydrogely pod tlakem: vztah mezi mechanikou a transportem:Ing. Jiří Smilek, Ph.D. Hydrogely představují významnou skupinu biomateriálů využívaných v tkáňovém inženýrství, systémech pro řízené uvolňování léčiv i dalších biomedicínských aplikacích. Pro jejich praktické využití je zásadní porozumět vztahu mezi mechanickými vlastnostmi materiálu a transportem látek uvnitř polymerní sítě. Cílem projektu bude připravit a charakterizovat vybrané hydrogely na bázi biopolymerů a studovat souvislosti mezi jejich mechanickou odezvou a transportními vlastnostmi. Student se seznámí s metodami charakterizace hydrogelů, zpracováním experimentálních dat a analýzou korelací mezi strukturou a funkčními vlastnostmi materiálu. Výsledky přispějí k lepšímu porozumění faktorům ovlivňujícím chování hydrogelů v biomedicínských aplikacích.
Studium bioaktivních materiálů na bázi polyhydroxyalkanoátů: Ing. Eva Slaninová, Ph.D. Práce bude zaměřena na studium bioaktivních materiálů na bázi polyhydroxyalkanoátů produkovaných mikroorganismy. Pozornost bude věnována materiálům obsahujícím bakteriální pigment violacein, který bude získáván společně s polymerní frakcí. Cílem práce bude ověřit možnost přípravy těchto materiálů a posoudit vliv přítomnosti violaceinu na jejich vybrané fyzikálně-chemické a biologické vlastnosti. Získané výsledky přispějí k rozšíření poznatků o možnostech využití mikrobiálních polyhydroxyalkanoátů při přípravě funkčních bioaktivních materiálů.
Biotechnologický potenciál bakterií izolovaných z extrémního prostředí: Ing. Iva Buchtíková,Ph.D., Ing. Pavlína Guziurová Práce je zaměřena na screening bakterií izolovaných z extrémního prostředí s cílem odhalit jejich biotechnologický potenciál. U vybraných kmenů bude sledována schopnost produkce polyhydroxyalkanoátů (PHA), degradace polymerních materiálů či produkce různých extremozymů. Součástí práce je také základní charakterizace mikroorganismů a zhodnocení jejich možného využití v oblasti environmentálních a průmyslových biotechnologií.
Sledování změny pucolánové aktivity jílových materiálů v přítomnosti kovových iontů: Ing. Pavel Šiler. Ph.D. Jílové minerály jsou v České republice široce dostupné materiály skládající se z velmi malých částic hydratovaných hlinitokřemičitanů s vrstevnatou strukturou. V poslední době se hledají možnosti jejich uplatnění především v cementářském průmyslu jako sekundární materiály. Klíčovou vlastností jílů je jejich schopnost reagovat s hydroxidem vápenatým v prostředí cementu. Tento proces se nazývá pucolánová reakce a je jedním z hlavních ukazatelů kvality a vhodnosti jílových materiálů. Pucolánovou reakcí vznikají hydratační produkty podobné produktům hydratace cementu. Ta je ale významně ovlivněna přítomnosti kovových iontů jako např. Zn, Cu, Mn nebo Pb. Cílem této práce je sledování vlivu přídavku těchto kovů na změnu pucolánové aktivity měřenou pomocí modifikovaného Chapelleho testu.
Design a optimalizace fotovytvrditelných suspenzí pro vysoce přesný LA-DIW 3D tisk zirkoničité keramiky: Ing. Eva Bartoníčková, Ph.D. Téma je věnováno aditivním technologiím ve výrobě keramiky. Moderní metodou 3D tisku keramických past je tzv. „LA-DIW“ tedy přímá extruze keramické suspenze s využitím UV vytvrditelné složky. Tento přístup rozšiřuje možnosti využití DIW tisku pro přípravu vysoce přesných výrobků. Cílem práce bude optimalizace fotovytvrditelné tisknutelné pasty, založené na nanočásticích oxidu zirkoničitého a organokovového prekurzoru na bázi titanu, a procesu tisku pro přípravu pokročilé zirkoničité keramiky. Účast na projektu tak poskytne příležitost získat praktické zkušenosti v oblasti moderních keramických materiálů a inovativních metod jejich přípravy pomocí aditivních technologií.
Odpad jako řešení: Syntéza uhlíkově negativních stavebních pojiv: doc. Ing. Lukáš Kalina, Ph.D.. Výzkumná práce přináší inovativní způsob, jak smysluplně využít stavební odpad a otevírá cestu k moderním ekologickým materiálům. Cíl práce spočívá ve využití jemného prachu ze starého zdemolovaného betonu jako chemické „houby“, která do sebe dokáže natrvalo navázat a bezpečně uzamknout antropogenní oxid uhličitý přispívající ke globálnímu oteplování. Takto zkarbonatovaný materiál poslouží v kombinaci s dalšími složkami a alkalickým roztokem jako základ pro syntézu nového, udržitelného stavebního pojiva. Výzkumná činnost nabízí pestrou práci v laboratoři od optimálního nastavení podmínek pro samotný proces karbonatace až po finální testování mechanických vlastností hotových vzorků. Výsledkem je čistě praktický výzkum s přímým dopadem na ochranu životního prostředí a ideální příležitost, jak nahlédnout pod pokličku zelených technologií, které dnes hýbou celým stavebním světem.
Tlaková hydratace portlandského cementu: Ing. Radoslav Novotný, Ph.D. 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 parazitních tepelných mostů. Na základě připravených tlakových ampulí bude následně pomocí izotermického kalorimetru sledována hydratace portlandského cementu při tlacích do 1MPa. Experiment bude zkoumat, zda relativně nízké tlaky, ve srovnání s dosud studovanými rozsahy kolem 10 MPa, mohou ovlivnit délku indukční periody, polohu a velikost hlavních hydratačních píků a celkovou kinetiku hydratace cementu. V rámci experimentu bude ověřeno, zda půjde připravená tlaková ampule použít i na měření při snížených tlacích.
Infračervené záření tvoří významnou, avšak dosud jen omezeně využívanou část elektromagnetického spektra. Materiály schopné efektivně absorbovat nebo emitovat záření v této oblasti mohou nalézt uplatnění v energetice, fotonice i biomedicínských technologiích. Přesto stále chybí dostatečné porozumění tomu, jak navrhovat organické materiály, které s tímto zářením účinně interagují. Cílem práce bude studovat nové donor-akceptorové molekuly určené pro absorpci a emisi v blízké infračervené oblasti. Student se zapojí do jejich spektroskopické, elektrochemické a strukturní charakterizace a bude hledat souvislosti mezi chemickou strukturou, uspořádáním molekul a výslednými optickými vlastnostmi. Výsledkem práce bude především hlubší pochopení principů, které umožňují cílený návrh funkčních materiálů pro budoucí optoelektronické a zobrazovací technologie.
Návrh a příprava iontově selektivních materiálů pro bioelektronické aplikace: Ing. Šárka Tumová, Ph.D.
Bioelektronika je rychle se rozvíjející interdisciplinární oblast, která propojuje materiálové vědy, chemii a biomedicínu. Zaměřuje se na vývoj zařízení schopných nejen sledovat fyziologické procesy v lidském těle, ale také je aktivně ovlivňovat. Tato zařízení tak nacházejí uplatnění jak v diagnostice, tak v moderních přístupech k cílené a personalizované léčbě. Předkládané téma spadá do oblasti iono‑elektroniky, která studuje vzájemné působení elektronového a iontového transportu v materiálech. Práce se zaměřuje na na pochopení, jak vodivé polymery během elektrostimulace ovlivňují buněčnou odpověď pomocí lokální výměny iontů na rozhraní bioelektronika-živá tkáň. Cílem práce je tak navrhnout a připravit iontově selektivní materiály, které umožní kontrolovaný přenos biologicky významných iontů (např. Ca²⁺, Na⁺, K⁺). Součástí bude i jejich základní charakterizace a posouzení vhodnosti pro bioelektronické aplikace.
Organické polovodiče představují základ pro novou generaci ohebných, lehkých a semitransparentních solárních článků či displejů. Pro tato zařízení je v laboratoři zpracováváme do podoby extrémně tenkých a uniformních vrstev o tloušťce pouhých desítek až stovek nanometrů. Výsledné vlastnosti přitom ovlivňuje nejen samotná chemická struktura molekul, ale i způsob, jakým se uspořádají během nanášení. Cílem projektu je studovat vztah mezi chemickou strukturou molekul, technologií přípravy nanovrstev a jejich výslednými vlastnostmi. Student se prakticky seznámí s přípravou vzorků v roztocích a tenkých vrstvách (zejména metodou odstředivého nanášení, spin-coatingu). Připravené vzorky následně analyzuje pomocí optických metod (UV-Vis absorpční a fluorescenční spektroskopie). Práce umožní nahlédnout do principů cíleného návrhu funkčních materiálů a vztahů mezi jejich strukturou a optoelektronickými vlastnostmi.
Mikrokalorimetrie jako nástroj pro sledování života v půdě: vliv půdních kondicionérů na mikrobiální aktivitu: Ing. Jitka Krouská, Ph.D. / Ing. Barbora Hlaváčková Práce bude zaměřena na studium toho, jak moderní půdní kondicionéry ovlivňují mikrobiální život v půdě. Sledovány budou různé typy podpůrných prostředků na bázi hydrogelů, které mohou obsahovat organickou hmotu (lignohumát nebo biouhel), a také prospěšné půdní rhizobakterie. Tyto látky přispívají ke zlepšení půdních vlastností, podpoře mikrobiální aktivity a zvýšení úrodnosti půdy. Hlavním cílem práce bude využít mikrokalorimetrii jako citlivou experimentální metodu pro sledování mikrobiálních procesů v půdních vzorcích. Mikrokalorimetrie umožňuje hodnotit tepelné projevy mikroorganismů, a tím získat informace o jejich aktivitě a reakci na přídavek půdních kondicionérů. Téma propojuje environmentální chemii, mikrobiologii a materiálové aplikace a je vhodné pro studenty, kteří se zajímají o udržitelné zemědělství, ochranu půdy a moderní analytické metody.
Vliv hydrogelových půdních kondicionérů s obsahem organické hmoty a rhizobakterií na stabilitu půdní organické hmoty: Ing. Michal Kalina, Ph.D. / Ing. Kateřina Šťastná Práce bude zaměřena na studium vlivu moderních hydrogelových půdních kondicionérů na stabilitu organické hmoty v půdě. Testovány budou podpůrné prostředky na bázi hydrogelů obsahující zdroj organické hmoty (lignohumát nebo biouhel) a také prospěšné půdní rhizobakterie. Tyto látky mohou ovlivňovat půdní mikrobiální aktivitu, rychlost rozkladu organické hmoty a celkovou kvalitu půdy. K hodnocení těchto procesů bude využita standardizovaná metoda „Tea Bag Index“, která představuje jednoduchý a zajímavý způsob sledování rozkladu organické hmoty v půdě sledováním degradace dvou standardizovaných typů modelové biomasy – zelený čaj (Camellia sinensis) reprezentuje snadno rozložitelnou labilní organickou hmotu a čaj rooibos (Aspalathus linearis) je zástupce stabilní organické hmoty. Připravené pytlíky s výše uvedenými formami organické biomasy budou umístěny do modelové půdy obohacené o studované půdní kondicionéry. V řízeném pěstebním experimentu se zvolenou modelovou rostlinou pak bude sledována míra degradace obou zmíněných forem organické hmoty. Na základě změn hmotnosti čajových sáčků bude možné posoudit, jak jednotlivá ošetření půdy ovlivňují rychlost rozkladu organické hmoty a intenzitu mikrobiálních procesů v půdě. Výsledky práce mohou přispět k lepšímu pochopení toho, jak půdní kondicionéry podporují zdraví půdy, její úrodnost a dlouhodobou stabilitu organické hmoty, což je důležité zejména pro udržitelné zemědělské využívání půdy.
Půdní enzymy jako biologické indikátory toxicity: studium enzymatické aktivity v přítomnosti polutantů: doc. Ing. Zdenka Kozáková, Ph.D. / Ing. Kateřina Šťastná Cílem projektu je studium biologického stavu půdy pomocí stanovení aktivity klíčových enzymů, které slouží jako citlivé indikátory stavu půdního ekosystému. Student se v rámci praktické laboratorní činnosti naučí metodiky stanovení dehydrogenázy, ureázy, β-glukosidázy, fosfatázy a arylsulfatázy. Hlavním těžištěm práce bude sledování vlivu antropogenní zátěže na tyto enzymatické systémy, přičemž pozornost bude věnována dvěma významným skupinám polutantů: těžkým kovům a reziduím farmak. Tento přístup umožní v reálném čase posoudit ekotoxicitu znečištění a schopnost půdního mikrobiomu reagovat na chemický stres. Student získá jedinečnou možnost zapojit se do chodu aktivního vědeckého týmu, osvojí si široké spektrum analytických technik a získá cenné zkušenosti s interpretací environmentálních dat moderního výzkumu.
Fyzikálně-chemické charakteristiky ovčí vlny jakožto potenciálního půdního kondicionéru: prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc. Práce bude zaměřena na studium základních fyzikálně-chemických vlastností ovčí vlny s ohledem na její možné využití jako přírodního půdního kondicionéru. Ovčí vlna představuje obnovitelný a biologicky rozložitelný materiál, který by mohl přispět ke zlepšení schopnosti půdy zadržovat vodu a podpořit její využití v udržitelném zemědělství. Cílem práce bude sledovat zejména bobtnání ovčí vlny v různých vodných prostředích, která budou simulovat podmínky půdního roztoku. Dále bude hodnocena časová a teplotní stabilita vlny, tedy její chování při delším kontaktu s vodným prostředím a při různých teplotách. Získané výsledky umožní posoudit, zda může být ovčí vlna vhodným materiálem pro aplikaci do půdy jako ekologicky šetrný půdní kondicionér.
Vliv plazmatem aktivované vody na růst a vitalitu rostlin v dlouhodobém experimentu: Ing. Lenka Krejsová / doc. Ing. Zdenka Kozáková, Ph.D. Interakcí nízkoteplotního plazmatu s kapalinami vzniká plazmatem aktivovaná voda (PAW), která obsahuje reaktivní částice kyslíku a dusíku (RONS). Chemické složení PAW je výsledkem komplexních fyzikálně-chemických procesů probíhajících v plynném prostředí, na rozhraní plazma–kapalina a v objemu kapaliny. Výsledné vlastnosti PAW jsou silně závislé na podmínkách přípravy, zejména na typu plazmového výboje, pracovním plynu a době aktivace. Reaktivní částice přítomné v PAW mohou ovlivňovat biologické procesy v rostlinách, například metabolickou aktivitu, příjem živin nebo odezvu na stresové podmínky. V současné době je intenzivně studováno využití PAW v zemědělství, kde může pozitivně ovlivňovat klíčivost, růst rostlin, příjem živin i odolnost vůči stresovým faktorům. Student se bude podílet na přípravě PAW a na charakterizaci fyzikálních a chemických vlastností PAW, zejména koncentrací vybraných RONS, vodivosti, pH a oxidačně-redukčního potenciálu. Připravená PAW bude následně aplikována na zemědělskou plodinu v rámci dlouhodobého pěstebního experimentu, jehož cílem bude sledování vlivu PAW na růst a vitalitu rostliny.
Jak ovlivňuje příprava strukturu fotoaktivních uhlíkových nitridů? doc. Ing. Petr Dzik, Ph.D. Poly(heptazin imid) (PHI) patří mezi perspektivní fotoaktivní materiály schopné využívat světlo k řízení chemických reakcí. Přestože je jeho základní syntéza známa, vliv konkrétních syntetických podmínek na vlastnosti výsledného materiálu není dosud plně objasněn. Cílem projektu bude příprava série PHI materiálů metodou vysokoteplotní salt-melt syntézy a studium vlivu vybraných parametrů přípravy, zejména teploty a doby syntézy, na vlastnosti vzniklého produktu. Student se seznámí s přípravou materiálů, jejich čištěním a základní charakterizací pomocí dostupných analytických metod. V průběhu projektu si osvojí práci s moderními materiály na bázi uhlíkových nitridů, naučí se plánovat experimenty, zpracovávat a interpretovat data a získá zkušenosti s laboratorním výzkumem v oblasti funkčních materiálů.
Vývoj dvouvrstvých hydrogelových systémů pro testování antimikrobiální aktivity funkčních povrchů: Ing. Marcela Králová, Ph.D Cílem projektu je návrh a příprava dvouvrstvých hydrogelových systémů určených pro přenos a uchování mikroorganismů při hodnocení antimikrobiálních vlastností funkčních materiálů a povrchů. Studovány budou hydrogelové struktury složené z vrstev s odlišnou funkcí. Spodní vrstva, určená pro přímý kontakt s testovaným povrchem, bude optimalizována z hlediska absorpčních vlastností, transportu vody a živin a schopnosti ukotvení mikroorganismů. Druhá vrstva bude navržena s důrazem na mechanickou stabilitu, manipulovatelnost a celkovou integritu hydrogelového systému. V průběhu řešení budou sledovány fyzikální vlastnosti připravených hydrogelů, jejich schopnost zadržovat vodu, mechanická odolnost, stabilita vícevrstvého uspořádání a vhodnost pro použití v biologických testech. Součástí projektu bude také návrh a experimentální ověření různých přístupů k přípravě vícevrstvých hydrogelových struktur. Projekt studentovi umožní osvojit si základy přípravy hydrogelových materiálů, charakterizace měkkých materiálů a práce na pomezí materiálové chemie, biomateriálů a biologického testování.
Identifikace bifunkčního inhibitoru mikrobiálně ovlivněné koroze hořčíkových slitin:Ing. Leoš Doskočil, Ph.D. Hořčíkové slitiny představují perspektivní materiály s významným aplikačním potenciálem, jehož širšímu využití však dosud brání jejich nízká korozní odolnost. Zvláště mikrobiálně ovlivněná koroze těchto materiálů představuje nové a aktuální téma výzkumu. Cílem práce je nalézt bifunkční inhibitor, který bude vykazovat současně korozně inhibiční i antimikrobiální účinek. Nejprve bude proveden screening potenciálních inhibitorů koroze hořčíkových slitin. Na základě získaných výsledků budou vybrané inhibitory dále testovány z hlediska jejich schopnosti potlačovat aktivitu mikroorganismů podílejících se na mikrobiálně ovlivněné korozi, zejména methanogenů a sulfát redukujících bakterií. Experimentální část bude zahrnovat jednoduché korozní testy a charakterizaci vzniklých korozních produktů pomocí spektrometrických metod (např. FTIR) a mikroskopických technik (např. SEM-EDS). Identifikovaný bifunkční inhibitor může být předmětem podrobnějšího zkoumání v navazující bakalářské práci.
Korozní chování hořčíkových slitin v přítomnosti laktátu a sulfát redukujících bakterií:Ing. Leoš Doskočil, Ph.D. Hořčíkové slitiny jsou lehké konstrukční materiály s řadou vynikajících vlastností, jejich nevýhodou je však nízká korozní odolnost. Sulfát redukující bakterie (SRB) představují mikroorganismy, které mohou urychlovat korozi těchto materiálů. SRB mohou využívat laktát jako zdroj elektronů a uhlíku. V současné době však není dostatečně popsán vliv laktátu na korozní chování hořčíkových slitin. Z tohoto důvodu bude zkoumán vliv laktátu na hořčíkovou slitinu pomocí jednoduchých korozních zkoušek. Vzniklé korozní produkty budou charakterizovány pomocí spektrometrických metod (např. FTIR) a mikroskopických technik (např. SEM-EDS). Získané výsledky budou následně porovnány s vlivem SRB na korozní chování hořčíkové slitiny. Výsledky budou sloužit jako podklad pro navazující bakalářskou práci.
Význam heterogenity struktury slitiny AZ91 pro korozní chování v prostředí metabolitů sulfátredukujících bakterií:Ing. Martin Buchtík, Ph.D. Studovaná hořčíková slitina AZ91 bude tepelně upravena za účelem přípravy heterogenních mikrostruktur, u nichž bude zkoumán vliv metabolitů sulfátredukujících bakterií na korozní chování. Cílem práce je objasnit vztah mezi mírou strukturní heterogenity a odolností vůči mikrobiálně ovlivněné korozi. Pro charakterizaci materiálu budou využity metalografické metody, světelná mikroskopie a elektronová mikroskopie. Korozní produkty a vzniklé úsady budou analyzovány metodami EDS a FTIR. Korozní chování bude hodnoceno pomocí ponorových testů v korozních prostředích obsahujících metabolity sulfátredukujících bakterií (např. sulfidy a sírany) a dále pomocí jednoduchých elektrochemických metod.
Výzkum fluoridových konverzních povlaků na hořčíkových slitinách:Ing. Matěj Březina, Ph.D. Hořčíkové slitiny jsou konstrukční kovové materiály s vynikajícím poměrem pevnosti k hmotnosti. Jejich hlavním nedostatkem je ovšem nízká korozní odolnost. Jednou z možností zvýšení korozní odolnosti hořčíkových slitin je ochrana pomocí konverzních povlaků. Tento proces spočívá ve vytvoření nerozpustné vrstvy anorganických sloučenin pomocí reakce podkladové slitiny s vhodným prostředím. Fluoridové konverzní povlaky vytvořené reakcí hořčíkové slitiny s taveninou fluoroboritanových solí se jeví jako perspektivní proces přípravy fluoridových konverzních povlaků pro ochranu těchto slitin. Proces spočívá v ponoření slitiny do taveniny soli tetrafluoroboritanu sodného, kdy vzniká fluorid hořečnatý a fluorid sodnohořečnatý, který je toxický a rozpustný. Změna základní taveniny za tetrafluoroboritan draselný se jeví jako dobrá cesta pro zamezení vzniku této sekundární vrstvy, ovšem použití soli s vyšší teplotou tání přináší jiné komplikace, které je potřeba vyřešit. Práce je tedy zaměřena na optimalizaci procesu přípravy fluoridového konverzního povlaku na hořčíkové slitině AZ31 z taveniny tetrafluoroboritanu draselného.
Přírodou inspirované fotosenzitizéry druhé generace na bázi crown-etherových dyád: Mgr. Jan Richtár, Ph.D..
Přírodou inspirované organické materiály na bázi flavinů nachází využití v celé řadě domén, které zahrnují fotokatalytické a elektrokatalytické děje (produkce solárních paliv, organická fotoredoxní katalýza), či využívají jejich reverzibilní elektrochemický charakter (bateriové systémy). Crown-ethery se řadí k supramolekulárním receptorům kationtů kovů I. a II. skupiny, či v případě alternace kyslíku za síru či dusík kovů přechodných. Motivem práce je návrh a syntéza druhé generace flavinových fotosenzitizérů cílených především na udržitelný způsob produkce vodíku fotokatalyzovaným štěpením vody. Zamýšlené fotosenzitizéry budou kombinovat architekturu pro bathochromní posun absorpce pro využití širší části optického spektra a zároveň zlepšení stability fotokatalytického systému pro dlouhodobý vývoj vodíku. Toho bude dosaženo prodloužením konjugovaného aromatického systému flavinu (vyšší absorpční vlnová délka) a instalací crown-etherové kavity, která by měla vést ke zlepšení asociace kationtu kokatalyzátoru (platiny) s fotosenzitizérem. Student(ka) se bude podílet na syntéze, čištění a analýze klíčových meziproduktů a vybraných finálních látek, díky čemuž získá prakticky zkombinované znalosti organické syntézy a moderních analytických metod (HPLC, NMR, IR).
Syntéza prekurzorů na bázi organických barviv pro pokročilé fotovoltaické aplikace: Ing. Martin Cigánek, Ph.D. V rámci této práce se student seznámí se základy i pokročilými technikami organické syntézy, vyzkouší si práci v sušeném a inertním prostředí nebo mikrovlnnou syntézu. Dále se naučí monitorovat průběh organických reakcí metodou tenkovrstvé chromatografie, zpracovávat různé typy reakčních směsí a také využívat širokou škálu purifikačních technik, jakými jsou např. kolonová chromatografie, rekrystalizace či sublimace. V neposlední řadě se naučí využívat nukleární magnetickou rezonanci (ve „stolním“ provedení) jakožto zcela klíčový nástroj strukturní analýzy. Během realizace této práce si student osvojí a prohloubí nejen klíčové praktické dovednosti v laboratoři, ale také teoretické znalosti z oblasti organické chemie a syntézy, seznámí se s pokročilou chemií organických molekul na bázi heterocyklických π-konjugovaných skeletů, a také s širokými možnostmi uplatnění v nejrůznějších moderních oblastech, jaké tyto systémy nabízí.
Příprava prekurzorů pro syntézu flavinových fotosenzitizérů pro světlem řízené procesy:Ing. Lucia Ivanová, Ph.D. Toto téma je zaměřeno na přípravu organických molekul využitelných ve světlem řízených chemických procesech. Student se zapojí do vývoje látek na bázi flavinů s potenciální aplikací například v oblasti umělé fotosyntézy. V rámci práce si osvojí základní i pokročilejší techniky organické syntézy, včetně reakcí prováděných v inertní atmosféře a mikrovlnné syntézy. Součástí projektu bude také seznámení se základními analytickými metodami, jako je tenkovrstvá chromatografie, NMR a FTIR spektroskopie, a s purifikačními postupy zahrnujícími kolónovou chromatografii a krystalizaci. Zadání je vhodné pro studenta se zájmem o organickou syntézu, vývoj funkčních organických materiálů a jejich využití ve fotokatalýze, umělé fotosyntéze nebo technologiích ochrany životního prostředí.
Mikrosvět biologických membrán:doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D. Membrány jsou všudypřítomné. Jejich struktura rozhoduje o průběhu nemoci nebo o úspěšném léčení. Pochopení stability a transportních vlastností membrán slouží jako nezbytný základ pro vytváření nových lékových forem jejich transportních systémů. Základem takovéhoto výzkumu je studium organizace modelové membrány – jak pevná/tekutá membrána je, jestli obsahuje vodu, která může vést k hydrolýze biologicky aktivních látek. Jedinečnou technikou pro tento typ výzkumu je fluorescenční spektroskopie – světlo a fluorescenční barviva přinášejí informace z nitra membrány o všech jejích důležitých fyzikálně-chemických vlastnostech. Tento projekt je zaměřený na přípravu biologicky kompatibilních membránových systémů z přírodních lecitinů a na studium vlivu složení prostředí a teploty na chování membrány pomocí stacionární a časově rozlišené fluorescence. Spojuje tak biologicky relevantní systémy (membrány) s chemií (vliv složení prostředí) s kvantovou fyzikou (fluorescenční spektroskopie).
Houbové mycélium v potravinářství: Nové možnosti přípravy rostlinné jogurtové alternativy:Ing. Štěpánka Trachtová, Ph.D., Ing. Helena Hudečková, Ph.D. Houbové mycélium představuje perspektivní surovinu pro potravinářský průmysl s dosud nevyužitým potenciálem v oblasti rostlinných alternativ mléčných výrobků. Díky svému nutričně hodnotnému složení, zahrnujícímu vysoký obsah bílkovin, vlákniny a bioaktivních polysacharidů, poskytuje vhodnou matrici pro přípravu funkčních fermentovaných potravin. Fermentační proces vede ke vzniku metabolitů, jako jsou organické kyseliny a exopolysacharidy, které mohou významně ovlivňovat reologické, senzorické i nutriční vlastnosti výsledného produktu. Cílem práce bude připravit rostlinnou jogurtovou alternativu za využití mycelia jedlé houby (například Pleurotus ostreatus) a posoudit kvalitu finálního produktu. K fermentaci budou využity komerční jogurtové kultury v kombinaci s vybranými kmeny bakterií mléčného kvašení. Připravený výrobek bude porovnán s komerčně dostupnou rostlinnou alternativou jogurtu. Téma vychází z předchozího výzkumu mikrobiálních metabolitů a jejich aplikačního potenciálu a dále jej rozvíjí směrem k praktickému využití při vývoji alternativních rostlinných potravin.
Od odpadu k biomase: inovativní využití potravinářských vedlejších produktů pro produkci mycelia: Ing. Štěpánka Trachtová, Ph.D., Ing. Helena Hudečková, Ph.D. Projekt se zabývá využitím vedlejších produktů potravinářského průmyslu jako alternativních substrátů pro kultivaci houbového mycelia s cílem podpořit principy cirkulární ekonomiky a snížit množství biologického odpadu. Zatímco dosavadní výzkum se soustředil především na lignocelulózové materiály, jako jsou sláma a dřevo, řada dalších potravinářských odpadů zůstává nedostatečně prozkoumána. Cílem projektu je identifikovat málo využívané substráty pro kultivace houbového mycelia, analyzovat jejich vlastnosti a experimentálně ověřit jejich vhodnost pro růst vybraných druhů vyšších hub. Součástí bude optimalizace kultivačních podmínek (např. úprava pH, vlhkosti a nutričního složení) a následné hodnocení produkce mycelialní biomasy. Výsledkem bude návrh nových udržitelných substrátů a přístupů k jejich aplikaci v biotechnologiích a potravinářství.
