Mgr. Petra Matunová získala třetí místo ve studentské soutěži o nejlepší přednášku v rámci Symposia Q

Mgr. Petra Matunová, postgraduální studentka na katedře fyziky FEL ČVUT a na Fyzikálním ústavu AV ČR byla oceněna na konferenci European Materials Research Society (EMRS) 2019 Fall Meeting, která proběhla ve Varšavě ve dnech 16.-19.9.2019. Získala třetí místo ve studentské soutěži o nejlepší přednášku v rámci Symposia Q s názvem `Nanoparticles: advances in synthesis, characterization, theoretical modelling and applications.´ Prezentace nesla název `DFT simulations of structural, electronic, and excited-state properties of detonation diamond nanoparticles with polypyrrole. ´ Doktorandka prezentovala své nejnovější výsledky, kde analýza excitovaných stavů ukázala v řadě kompozitů složených z diamantové nanočástice a organické molekuly polypyrrolu excitace mezi prostorově oddělených molekulárními orbitaly jakožto slibnou vlastnost pro fotovoltaické aplikace vedoucí ke snadnější separaci excitonu v daném kompozitu.  

Nanodiamanty pomáhají rozkládat nervově paralytické látky

Nebezpečné bojové chemické látky jako novičok nebo sarin by mohl několikanásobně účinněji rozložit nový nanokompozit. Na jeho vývoji se podíleli i vědci Akademie věd ČR, Štěpán Stehlík z Fyzikálního ústavu a Jiří Henych z Ústavu anorganické chemie, spolu s kolegy z dalších českých institucí i Uppsalské univerzity.

Rychlé a účinné odbourávání nebezpečných látek je klíčové pro dekontaminaci zasaženého území, ochranu obyvatelstva i životního prostředí. Použití podobných nanokompozitů by mohlo zachránit životy při zamoření prostoru, jaká známe z britského Salisbury po útoku novičokem na ruského zpravodajce Sergeje Skripala a jeho dceru nebo po použití zakázaného sarinu v Sýrii. Obdobně by je bylo možno využít i při kontaminaci insekticidy.

Mezinárodní tým vědců jednoduchou a průmyslově využitelnou metodou připravil nanokompozit, který umí rozkládat neblaze proslulou bojovou látku soman s vyšší účinností než používané komerčně dostupné materiály. Soman, zařazený rezolucí OSN mezi zbraně hromadného ničení, patří spolu se sarinem a tabunem mezi nervově paralytické látky třídy organofosfátů.

„Nanostrukturní oxid titaničitý (TiO2) dokáže rozkládat škodliviny typu bojových látek díky svým unikátním povrchovým vlastnostem a ještě účinněji za přítomnosti světla. Jeho vlastnosti jsme při výzkumu vylepšili kombinací s nanodiamanty. Ty pomohly zvýšit rychlost rozkladu somanu zhruba třikrát. Výhoda použitých nanodiamantů v nanokompozitu totiž spočívá v jejich vhodné povrchové chemii,“ vysvětluje Štěpán Stehlík, který se ve Fyzikálním ústavu AV ČR věnuje přípravě a studiu diamantových nanočástic.

Nápad použít v nanokompozitu právě nanodiamanty se zrodil díky jeho úzké spolupráci s Ústavem anorganické chemie, s nímž vyvíjí metody jejich efektivnějšího zpracování.

„Nanodiamanty se ukázaly jako velmi vhodný materiál, protože jsou relativně levné a lze velmi jednoduše upravovat jejich povrchové chemické vlastnosti, a tak i vlastnosti výsledného kompozitu,“ potvrzuje Jiří Henych, hlavní autor studie.

Dosažené výsledky představují slibný základ pro další výzkum nanokompozitů na bázi oxidů kovů a nanodiamantů. K významnému zlepšení účinnosti přitom stačilo pouze jedno až dvě procenta hmotnosti nanodiamantů,“ dodává Stehlík.

Další instituce, které se podílely na výzkumu: České vysoké učení technické v Praze, Univerzita J. E. Purkyně, Vojenský výzkumný ústav, s. p.

Vlevo: Snímek z elektronového mikroskopu s vizualizací nanodiamantů (oranžová) rozprostřených na povrchu oxidu titaničitého (modrá) v připraveném nanokompozitu.

Vpravo: Rozklad bojové chemické látky somanu pomocí čistého oxidu titaničitého, nanodiamantů a jejich společného nanokompozitu, který byl nejúčinnější.

Publikační úspěch v časopisu Scientific Reports

Publikace, zabývající se chováním oční pupily v průběhu paměťových testů Pupil size reflects successful encoding and recall of memory in humans, která vznikla v rámci výzkumné spolupráce mezi katedrou fyziky a Neurologickým oddělením Mayo Clinic, Rochester, USA, zaznamenala velký ohlas u odborné veřejnosti. Patří mezi 100 nečtenějších článků v oblasti neurověd v časopisu Scientific Reports za rok 2018.

Katedra fyziky se zabývá projektem na likvidaci kůrovce elektrickým proudem

Podnikem Lesy České republiky, s. p. byl udělen výzkumný projekt „Metody likvidace kůrovce založené na účinku elektrického proudu“, který by mohl účinně zastavit nastávající katastrofu nejen v českých lesích, které jsou v posledních letech nebývale decimovány kůrovcem. Kůrovci ničí kambium a lýko, které vede asimiláty a když se jejich tok přeruší, tak horní části stromu odumřou, protože nemohou pracovat. Základním předpokladem úspěšného tlumení přemnožení kůrovců je včasné odhalení napadených stromů, což následně umožňuje účinnou likvidaci kůrovce. Přestože se lesníci snaží proti lýkožroutům bojovat chemicky i mechanicky, výsledný efekt je pořád slabý. Současné metody jsou buď velmi pracné, nebo nejsou vhodné s ohledem na čistotu životního prostředí. Cílem výzkumu v tomto projektu je proto nalézt optimální metodu likvidace kůrovce a případně dalšího podkorního hmyzu založenou na účinku elektrického proudu na živé organismy a poté vyvinout přístrojovou techniku k tomuto účelu. Bude ověřena i fyziologická reakce zdravých stromů na tuto metodu. Na projektu se podílejí dr. Jan Koller a doc. Zdeněk Staněk z katedry fyziky FEL ČVUT ve spolupráci s Mendelovou univerzitou v Brně. Projekt vychází z dlouholeté spolupráce obou pracovišť v oblasti analýzy parametrů stromů pomocí elektrotechnických metod.

Ocenění prací studentů na konferenci POSTER 2019

Na mezinárodní studentské konferenci POSTER 2019 byly oceněny dva příspěvky studentů zapojených do výzkumu silnoproudých impulsních výbojů na Katedře fyziky FEL ČVUT.

Student Jan Novotný získal první cenu v kategorii přírodní vědy za příspěvek „Optimizing experimental load of PFZ-200 plasma focus“ ve kterém prezentoval výsledky své bakalářské práce. V této práci se Jan Novotný zabývá dosažením co nejvyšších neutronových zisků z DD jaderné fúzní reakce a co nejlepší experimentální opakovatelností na plazmatickém fokusu PFZ-200 provozovaném na Katedře fyziky s proudovým impulsem přes 200 kA. Za tímto účelem Jan Novotný navrhl nové tvary elektrod a experimentálně je otestoval pro různé hodnoty tlaku pracovního plynu (deuteria).

Studentky Pavla Bednářová a Lucia Čabrová získaly třetí cenu rovněž v kategorii přírodní vědy za společný příspěvek s názvem „Characterization of plasma in the PF-1000 plasma focus experiments“ v němž prezentovaly výsledky své práce na společných experimentech Katedry fyziky ČVUT FEL a Institutu fyziky plazmatu a laserové mikrosyntézy ve Varšavě. Studentky měly během tohoto zahraničního pobytu za úkol zpracování experimentálních dat z neutronových a rentgenových detektorů a laserového interferometru. Z těchto dat určily s časovým a prostorovým rozlišením parametry plazmatu vytvářeného výboji na plazmatickém fokusu PF-1000 s maximem proudu přes 1 MA. Výsledky jejich práce jsou použity k popisu a výzkumu plazmatických struktur a mechanizmu urychlování iontů při výbojích na plazmatických fokusech.

Tyto práce vznikly v souvislosti s řešením projektů GAČR, IAEA, MŠMT INTER-EXCELLENCE a OPVVV (Centre of Advanced Applied Sciences – CAAS) na katedře fyziky FEL ČVUT ve spolupráci s FJFI ČVUT, IPPLM (Polsko), IHCE (Rusko) a NRL (USA).

Doktorandky získaly druhé místo v soutěži „Present around the World“

Mgr. Petra Matunová a Ing. Daria Miliaieva, doktorandky na katedře fyziky FEL ČVUT se společně umístily na druhém místě v národním kole soutěže  “Present around the World competition“ pořádanou českým centrem EIT (Institution of Engineering and Technology) dne 16. 5. 2019. Druhé místo bylo spojené s finančním ohodnocením a výherce této soutěže, zaměřené na prezentační dovednosti, měl možnost postupu na regionální (evropské) a odtud na celosvětové kolo. Doktorandky prezentovaly teoretické a experimentální metody, kterými se zabývají pro výzkum nových organicko-anorganických materiálů s aplikacemi zejména pro fotovoltaické aplikace. Jedná se o diamantové nanočástice v kombinaci s organickou molekulou, polypyrolem. Daný kompozitní materiál vykazuje slibné charakteristiky pro oblast solárních článků, zejména vzhledem k naměřenému zvýšenému fotonapětí a efektivní separaci nosičů náboje. Tento výzkum probíhá ve spolupráci s Fyzikálním ústavem AV ČR.

Ing. Jan Fait získal Česko-Rakouské stipendium pro výzkum na Univerzitě ve Vídni

Ing. Jan Fait, postgraduální student FEL ČVUT na katedře fyziky, získal  5-ti měsíční stipendium ve skupině prof. Walthera na Universität Wien z programu AKTION Česká republika-Rakousko na téma „Single photon emitters in diamond for generation of entangled photon states“. V kategorii „Krátkodobá a semestrální stipendia pro rok 2019/2020“ je jediným studentem z ČVUT.


Ing. Jan Fait

Program AKTION byl založen v roce 1992 jako společný program ministerstev školství obou zemí. Stipendium v délce 1-5 měsíců je určeno pro pobyty studentů z České Republiky na státních univerzitách a odborných vysokých školách  v Rakousku v souvislosti s přípravou jejich diplomové nebo disertační práce.. Program AKTION podporuje rozvoj dvoustranné spolupráce ve vědě a vzdělávání ve všech vědních oborech. Podporovány jsou především projekty menšího rozsahu, které slouží k navázání nové spolupráce i rozvoji stávající, je do nich zapojen vědecký dorost, a které mají vyhlídky na pokračování z jiných finančních zdrojů (programů EU apod.). Blahopřejeme Ing. Janu Faitovi k tomuto ocenění jeho vědecké práce a přejeme hodně dalších profesních úspěchů.

Vánoce s fyzikou 2018

Dne 19. 12. 2018 proběhly další Vánoce s fyzikou…

Tomáš Finsterle získal čestné uznání na mezinárodní konferenci Nanocon 2018

Doktorand na Fakultě elektrotechnické ČVUT, Ing. Tomáš Finsterle, získal čestné uznání za svůj příspěvek na 10. jubilejním ročníku mezinárodní konference Nanocon 2018. Konference je zaměřená na výzkum nanomateriálů, jejich aplikace a potenciální vliv na životní prostředí a zdraví lidí. Mezi přibližně 180 dalšími příspěvky na posterové sekci získala jeho práce na téma „Mikroskopická studie adheze multifunkční molekuly léčiva k elektronickým biosenzorům s nanočásticemi diamantu a zlata“ jedno z pěti udělovaných ocenění.

Snadné a rychlé zjišťování obsahu a koncentrace léčiva je velmi potřebné v biologickém výzkumu i v klinické praxi. Proto se celosvětově neustále zkoumají a vyvíjejí nové materiály a senzorové platformy založené na přímé elektronické detekci léčiv. Různé nanomateriály a nanostruktury jsou často používány proto, aby poskytovaly rychlejší a citlivější odezvu. Oceněná práce studuje na mikroskopické úrovni jak nanočástice diamantu a zlata interagují s molekulami léčiv. Práce se soustředila na interakci nanočástic s experimentální multifunkční molekulou vyvinutou spolupracovníky na Univerzitě Hradec Králové pro léčbu Alzheimerovy nemoci [J. Med. Chem. 57 (2014) 8576]. Studie byla prováděna pomocí mikroskopie atomárních sil a elektronové mikroskopie přímo na impedančním senzoru s nanočásticemi. Získané poznatky lze proto přímo porovnávat s elektronickou odezvou senzoru. Výzkum tak pomáhá objasnit a lépe pochopit elektronické jevy při interakci nanomateriálů s léčivem. Tento výzkum probíhá ve spolupráci Fakulty elektrotechnické ČVUT s Univerzitou Hradec Králové a Fyzikálním ústavem Akademie věd České republiky a je podpořen společným projektem GAČR 17-19968S pod názvem Lokalizované elektronické efekty navazování protilátek na nanokompozitních materiálech.

Podzimní škola 2018

Katedra fyziky FEL ČVUT pořádá na přelomu listopadu a prosince 2018 „Podzimní školu“ pro středoškolské učitele. V rámci celoživotního vzdělávání budou mít učitelé možnost se formou přednášek a exkurzí po pracovištích FEL ČVUT seznámit s novinkami v oblasti technických a přírodních věd. Další zajímavá témata mohou být diskutována neformálně při slavnostní večeři a to jak s přednášejícími, tak i s dalšími kolegy z FEL ČVUT, a v neposlední řadě i s vedením fakulty.

Webová stránka akce