Disertační práce
Anorganické analogy grafenu - silicen, germanen a jejich deriváty
Práce je zaměřena na vývoj nových metod pro syntézu anorganických analogů grafenu, studium jejich reaktivity a možnosti syntézy derivátů. Metody syntézy budou zaměřeny na vývoj nových metod chemické exfoliace Zintlových fází s vrstevnatou strukturou. Syntetizované materiály budou studovány pro možnosti aplikačního využití v katalýze (fotokatalýza, elektrokatalýza) a mikroelektronice (luminiscenční struktury).
Obor: ANCH4
Nanostruktury na bázi vrstevnatých karbidů - MXeny
Práce řeší metodu přípravy MAX vrstevnatých fázi obecného složení M1+yAXy, kde M je přechodný kov, A je kov či polokov ze skupiny p prvků (Al,Si, Ge) a X je uhlík, případně dusík. MAX fáze mají unikátní vrstevnatou strukturu a chemickou exfoliací je možné získat tzv. MXeny monovrstvy karbidů či nitridů obecného složení M1+yXy s povrchem stabilizovaným pomocí různých funkčních skupin. Disertační práce se zabývá vývojem nových metod syntézy těchto látek (SPS metody, vysokoteplotní keramické syntézy) a procesy chemické exfoliace a povrchové funkcionalizace. Připravené fáze budou studovány z hlediska energetických aplikací (vývoj vodíku, Li a Na baterie, membrány pro separaci vodíku, superkapacitory). Bude studován vliv složení a struktury na jejich vlastnosti.
Obor: ANCH4
2D nanomateriály pro energetické aplikace
Práce řeší možnosti využití nových vrstevnatých materiálů na bázi chalkogenidů přechodných kovů pro konstrukci katod Li a Na baterií. Materiály budou studovány z hlediska vztahů mezi strukturou a složením a stabilitou katodového materiálu a jeho kapacitou. Připravené materiály budou detailně studovány pomocí pokročilých analytických technik (HR-SEM a HR-TEM; AFM; XPS; Ramanova spektroskopie; elektrochemické techniky).
Obor: ANCH4
Chemie anorganických analogů grafenu – nanostruktury na bázi pniktogenů
Práce se zabývá studiem kovalentních a nekovalentních interakcí pniktogenů a možnosti zlepšení dlouhodobé stability těchto materiálů. Mono- a vícevrstvé materiály budou získávány optimalizovanými procesy mechanické exfoliace. Na těchto materiálech budou testovány vlivy nekovalentních interakcí substituovaných delokalizovaných organických systémů za účelem kontroly jejich transportních vlastností. Pomocí radikálových reakcí budou testovány možnosti kovalentních funkcionalizací povrchů. Finálně budou studovány a optimalizovány metody přípravy funkčních mikroelektronických součástek na báze FET tranzistorů a fotodetektorů.
Obor: ANCH4
Syntéza grafenu exfoliací uhlíkových nanotrubiček
Experimentální práce zaměřená na exfoliaci uhlíkových nanotrubiček pomocí oxidace nebo interkalace alkalickými kovy. Uhlíkové nanotrubičky a syntetizované grafenové pásky budou studovány zejména pomocí Ramanovy spektroskopie, FTIR, STM, AFM a dalšími pokročilými sondovými metodami.
Obor: ANCH4
Syntéza 2D nanomateriálů „bottom-up“ procesy
2D anorganické materiály na bázi MoS2 a příbuzných látek vykazují zcela unikátní vlastnosti. Materiály budou syntetizovány z různých prekurzorů za hydrotermálních podmínek. Optimalizace procesu přípravy vede k materiálům s požadovanou strukturou a počtem vrstev. Charakterizace bude prováděna pokročilými technikami jako je AFM, Ramanova spektroskopie a měřením fotoluminiscenčních spekter.
Obor: ANCH4
Diplomové práce
Syntéza a elektrokatalytické vlastnosti vrstevnatých karbidů
Práce bude zaměřena na vývoj metody syntézy vrstevnatých karbidů, tzv. MEXenů a optimalizace metod jejich chemické exfoliace. Bude studován potenciál použití exfoliovaných karbidů v elektrokatalýze. Syntetizované materiály budou charakterizovány širokým spektrem pokročilých technik (XPS, AFM, Raman, SEM/TEM).
Obory: ANC, ANM
MXeny, nove 2D nanomateriály pro uchovávání energie
Práce bude zaměřena experimentálně na exfoliaci vrstevnatých karbidů a možnosti jejich aplikací pro uchovávání energie v superkapacitorech a elektrokatalytickou výrobu vodíku. Výchozí karbidy budou syntetizovány vysokoteplotní reakcí z prvků, chemicky exfoliovány a následně studovány jejich strukturní a chemické vlastnosti a aplikační potenciál pro elektrokatalytické aplikace.
Obory: ANC, ANM
Syntéza 2-dimenzionálních nanomateriálů „bottom-up“ procesy
2-Dimenzionální anorganické materiály na bázi MoS2 a obdobných látek vykazují zcela unikátní vlastnosti. Materiály budou syntetizovány z různých prekurzorů za hydrotermálních podmínek. Optimalizace procesu přípravy vede k materiálům s požadovanou strukturou a počtem vrstev. Charakterizace bude prováděna pokročilými technikami jako je AFM, Ramanova spektroskopie a měřením fotoluminiscenčních spekter.
Obory: ANC, ANM
Nové anorganické analogy grafenu – silicen a germanen
Práce bude řešit možnosti syntézy 2D materiálů na bázi křemíku a germania pomocí chemické exfoliace prekurzorů, studium jejich chemických vlastností, reaktivity a možností uplatnění v mikro- a opto-elektronice. Syntetizované materiály budou charakterizovány pomocí pokročilých spektroskopických (XPS, FTIR, Ramanova spektroskopie) a mikroskopických technik (SEM, TEM, AFM).
Obory: ANC, ANM
Chemie halogenderivátů grafenu
Práce se zabývá syntézou halogenderivátů grafenu a možnosti jejich využití pro pokročilé funkcionalizace pomocí organokovových sloučenin. Syntetizované materiály budou detailně charakterizovány pomocí pokročilých mikroskopických (AFM, SEM, TEM) a spektroskopických technik (XPS, Ramanova spektroskopie, FT-IR).
Obory: ANC, ANM
Pniktogeny – nové 2D nanomateriály
Práce je zaměřena na studium interakce monovrstev orthorombického fosforu (černý fosfor) a dalších vrstevnatých pniktogenů s organickými polovodiči na bázi polyaromatických systémů. Bude studován proces interakce s povrchy a vliv na chemickou stabilitu exfoliovaných pniktogenů a možnosti ovlivnění transportních vlastností.
Obory: ANC, ANM
Syntéza vysokoteplotních vrstevnatých MAX karbidických fází
Experimentální práce zaměřená na výzkum nových metod syntézy vrstevnatých karbidů M1+xAlCx, kde M je Ti, Zr a Hf. Budou studovány možnosti syntézy pomocí vysokoteplotních keramických technik i pokročilých metod jako je SPS a HIP. Syntetizované látky budou studovány pro aplikace elektrokatalýze a konstrukci superkapacitorů.
Obory: ANC, ANM
Nové 2D materiály pro fotokatalýzu
Práce je zaměřena na syntézu 2D opticky aktivních materiálů na bázi anorganických analogů grafenu (silicen, germicen, vrstevnaté chalkogenidy) pro degradace organických polutantů (např. pesticidy). Práce bude řešit syntézu a exfoliace materiálů a jejich následnou topochemické konverze a funkcionalizace. Syntetizované materiály budou vyhodnocovány z hlediska fotokatalytické aktivity s použitím různých druhů záření a studium vztahů mezi strukturou, složením a jejich fotokatalytickou aktivitou.
Obory: ANC, ANM
3D tisk funkčních struktur pro katalýzu a optiku
Experimentální práce zaměřená na vývoj tiskových formulací na bázi PMMA a PS s opticky a katalyticky aktivními komponenty pro FMD tisk 3D struktur s aplikacemi v nelineární optice, katalýze a fotokatalýze. Práce bude zaměřena na přípravu luminiscenčních kvantových teček a katalyticky aktivních 2D nanostruktur, jejich zavedení do polymerní matrice a následný 3D tisk funkčních struktur. Připravené materiály budou studovány z hlediska optických, katalytických a strukturních vlastností.
Obory: ANC, ANM
Elektrochemické vlastnosti chalkogenidů platinových kovů
Experimentální práce zaměřená na syntézu vrstevnatých dichalkogenidů platinových kovů a vývoj metod jejich chemické a mechanické exfoliace. Materiály budou studovány z hlediska vlivu složení a struktury na energeticky významné katalytické reakce jako je vývoj vodíku a kyslíku.
Obory: ANC, ANM
Nanostruktury vrstevnatých chalkogenidů – mechanická a chemická exfoliace
Cílem práce je vyvinout metody pro vysoce účinné exfoliace vrstevnatých dichalkogenidů bez použití surfaktantů a netěkavých rozpouštědel. Následně budou vyvíjeny procesy separace exfoliovaných monovrstev pomocí vysokorychlostní gradientové centrifugace. Cílem práce je příprava vrstev z exfoliovaných dichalkogenidů pomocí self-assembling technik a demonstrace jejich aplikací při konstrukci plynových senzorů a dalších pokročilých mikroelektronických součástek.
Obory: ANC, ANM
Syntéza 2D nanomateriálů „bottom-up“ procesy
2-Dimenzionální anorganické materiály na bázi MoS2 a obdobných látek vykazují zcela unikátní vlastnosti. Materiály budou syntetizovány z různých prekurzorů za hydrotermálních podmínek. Optimalizace procesu přípravy vede k materiálům s požadovanou strukturou a počtem vrstev. Charakterizace bude prováděna pokročilými technikami jako je AFM, Ramanova spektroskopie a měřením fotoluminiscenčních spekter.
Obory: ANC, ANM
Bakalářské práce
Detektory plynů na bázi vrstevnatých chalkogenidů
Experimentální práce je zaměřena na syntézu a následnou exfoliaci dichalkogenidů 5 a 6 skupiny a studium jejich využití pro detekci plynů metodou impadanční spektroskopie. Připravené materiály i senzorické struktury budou detailně charakterizovány pomocí mikroskopických technik (SEM, AFM) i chemického složení (XPS, Ramanova spektroskopie).
Obory: M, B, F, CHMA
Kompozitní materiály na bázi oxidu grafenu
Oxid grafenu patří mezi intenzivně studované nanomateriály. Práce je zaměřena na optimalizaci syntézy a zesiťovaného oxidu grafitu. Syntetizovaný materiál bude následně charakterizován pomocí fyzikálních a fyzikálně chemických metod (XPS, SEM, AFM, FT-IR, Raman).
Obory: M, B, F, CHMA
Deriváty grafenu pro elektrochemické senzory – Experimentální práce
Bakalářská práce je zaměřena na přípravu fluorovaných derivátu grafenu a studium jejich aplikačního potenciálu pro elektrochemickou detekci biologicky aktivních látek.
Obory: M, B, F, CHMA
Syntéza vrstevnatých karbidických MAX fází
Bakalářská práce je zaměřena na přípravu vrstevnatých karbidů obecného složení Tix+1AlCx a optimalizaci metod chemické exfoliace. Exfoliované MXenové fáze budou testovány pro detekci biologicky aktivních látek a využití v elektrokatalýze.
Obory: M, B, F, CHMA
Luminescenční kvantové tečky na bázi grafenu
Experimentální práce je zaměřena na přípravu uhlíkových kvantových teček na bázi grafenu. studium jejich reaktivity a vlivu chemického složení na luminiscenční vlastnosti.
Obory: M, B, F, CHMA
Uhíkové membrány pro separační aplikace
Experimentální práce je zaměřena na přípravu membrán na bázi grafenu a uhlíkových nanotrubiček pro separace plynů a par organickcýh látek. Práce řeší metodiku přípravy membrán, optimalizaci jejich mechanických vlastností a chemického složení a studium jejich vlivu na separační vlastnosti membrán.
Obory: M, B, F, CHMA
Fotokatalytické aplikace pniktogenů
Experimentální práce je zaměřena na syntézu orthorombické vrstevnaté modifikace fosforu a jeho pevných rozotků s arsenem. Studium metod exfoliace na monovrstvy a možnosti jejich využití při fotokatalytické degradaci organických polutantů.
Obory: M, B, F, CHMA
Pokročilá syntéza grafenových derivátů
Experimentální práce je zaměřena na syntézu hydrogenovaného grafenu a studium jeho reaktivity z hlediska nukelofilních substitůcí a radikálových reakcí. Syntetizované materiály budou studovány z hlediska potenciálního využití pro detekci biologicky aktivních látek.
Obory: M, B, F, CHMA
Příprava nanostruktur vrstevnatých chalkogenidů mechanickou exfoliací
Práce je zaměřena na vývoj metod mechanické exfoliace vrstevnatých materiálů s cílem získání stabilní koloidní suspenze monovrstev exfoliovaných chalkogenidů přechodných kovů. Další částí práce je příprava nanostruktur na bázi těchto materiálů a jejich následné testování pro přípravu chemických senzorů a optických detektorů.
Obory: M, B, F, CHMA
Parciálně fluorovaný grafen a jeho senzorické aplikace - obsazené
Experimentální práce je zaměřena na přípravu fluorovaných derivátu grafenu a studium jejich aplikačního potenciálu pro elektrochemickou detekci biologicky aktivních látek.
Obory: M, B, F, CHMA