10. ročník Přípravných kurzů matematiky a fyziky

Již po desáté organizovala katedra fyziky Fakulty elektrotechnické ČVUT během letního semestru 2020 Přípravný kurz matematiky a fyziky pro středoškolské studenty, kteří se připravují na maturitu či přijímací zkoušky na vysoké školy technického směru. Do kurzů se letos přhlásilo více než 130 studentů a jejich výuka probíhala ve dvou paralelkách matematiky a jedné paralelce fyziky. Zástupci fakulty věří, že se s řadou studentů budou na ČVUT setkávat i v novém zimním semestru.

Daria Miliaieva získala Cenu děkana za prestižní dizertační práci

Dne 12. února na setkání vědecké rady předal děkan Fakulty elektrotechnické ČVUT prof. Mgr. Petr Páta, Ph.D. Cenu děkana dr. Darie Miliaieva za prestižní dizertační práci na téma “Assembly and optoelectronic properties of nanodiamond-dye composites”. Školitem byl prof. Bohuslav Rezek. Práce probíhala v rámci Centra pokročilé fotovoltaiky ČVUT v úzké spolupráci s kolegy ve Fyzikálním ústavu AVČR. Podpořily ji také další grantové projekty GAČR, SGS a MŠMT. Ve své práci dr. Daria Miliaieva úspěšně vyvinula novou technologii pro přípravu nanokompozitu diamantových nanočástic (nanodiamantů) s organickými barvivy a charakterizovala je pomocí mikroskopických a spektroskopických metod. Dr. Miliaieva tak prokázala vytvoření nanokompozitu a navrhla jeho strukturální model. Zjistila, že fotovoltaické napětí je v takovém kompozitu výrazně zvýšeno, zejména v případě polyfunkčních nanodiamantů, které obsahují kyslíkové i vodíkové funkční skupiny. Podařilo se jí také spolu s kolegy připravit a charakterizovat prototyp slunečního článku. Publikace, na kterých se dr. Miliaieva podílela jako hlavní autor nebo spoluautor, mají již více než 40 citací. Práce je k nahlédnutí na DSpace ČVUT.

Na obálce časopisu Journal of Applied Physics

Časopis Journal of Applied Physics vysoce ocenil příspěvek “DC-driven atmospheric pressure pulsed discharge with volume-distributed filaments in a coaxial electrode system” autorů z katedry fyziky ČVUT FEL. Redakce vybrala příspěvek na obálku osmého čísla, vol. 126, 2019 uvedeného časopisu (https://doi.org/10.1063/1.5113950).

Reprodukce obálky časopisu Journal of Applied Physics 126(8), 28 August 2019, se souhlasem AIP Publishing.

Ocenění za popularizaci fyziky

Česká fyzikální společnost, sekce Jednoty českých matematiků a fyziků udělila ocenění za významnou činnost v popularizaci fyziky pracovníkům naší katedry, kteří se podílejí na organizaci Fyzikálních čtvrtků. Toto ocenění bylo uděleno v rámci soutěžní přehlídky významných činů ve zpřístupňování fyziky (a matematiky) veřejnosti, organizované Českou fyzikální společností ve spolupráci s Matematicko-fyzikální fakultou UK, dne 13. 12. 2019. Ocenění převzali na Fyzikálním čtvrtku konaném dne 19. 12. 2019 doc. Karel Malinský, dr. Martin Žáček, dr. Vratislav Fabián a Ing. Lukáš Matera. Fyzikální čtvrtky jsou volný cyklus přednášek a seminářů, které pořádá katedra fyziky FEL ČVUT v Praze, pro studenty, jejich učitele a odborné pracovníky i širší veřejnost. Konají se každý čtvrtek v průběhu letního i zimního semestru na Fakultě elektrotechnické, a to již od roku 1993. (https://fyzika.fel.cvut.cz/cs/fyzikalni-ctvrtky/).

Ocenění GSA na konferenci EMRS Fall 2019

Na konferenci Evropské společnosti pro materiálový výzkum EMRS Fall 2019 (https://www.european-mrs.com/meetings/2019-fall-meeting) ve Varšavě získala Dr. Daria Miliaieva za svoji práci na téma „‚Nanodiamond surface chemistry controls assembly of organic dyes and photovoltage“ významné ocenění – Graduate Student Award. Cena byla udělena na základě prezentace ústní přednášky na sympoziu konference, zkrácené verze před komisí a osobního pohovoru s členy výběrové komise. Cena byla předávána ve formě diplomu a finanční odměny na plenárním setkání konference. Oceněná práce je úspěšným završením čtyř let doktorského studia Dr. Miliaieva. Blahopřejeme.

Doktorandky úspěšně obhájily své dizertační práce

Doktorandky katedry fyziky, Mgr. Petra Matunová a Ing. Daria Miliaieva (na snímku) ve čtvrtek 12.12.2019 úspěšně obhájily své dizertační práce v rámci oboru Elektrotechnologie a materiály doktorského programu FEL ČVUT. Školitelem obou doktorandek byl prof. Bohuslav Rezek. Oponenty prací byli prof. Weiter a doc. Čechal z VUT Brno, dr. Pfleger z Ústavu makromolekulární chemie AVČR a prof. Bogdanowicz z Gdansk University of Technology (Polsko) . Dizertační práce byly na téma „Study and simulation of molecular interactions on diamond surfaces“ a „Assembly and optoelectronic properties of nanodiamond-dye composites„. Výzkum probíhal v úzké spolupráci s kolegy ve Fyzikálním ústavu Akademie věd. Za svou práci získaly doktorandky již během studia řadu ocenění na mezinárodních konferencích. Blahopřejeme.

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.