Nové vedení katedry fyziky

Vedení katedry fyzika přebírá od 1. září prof. Bohuslav Rezek. Jeho zástupcem byl jmenován prof. Ondřej Jiříček.

Ing. Vojtěch Munzar obhájil svou dizertační práci

Student doktorského studijního programu Elektrotechnika a informatika ve studijním oboru Fyzika plazmatu na Elektrotechnické fakultě ČVUT Ing. Vojtěch Munzar v polovině května úspěšně obhájil svou dizertační práci na téma Ion deflectometry in Z-pinch plasmasa stal se tak posledním absolventem tohoto končícího studijního programu.

Práce byla vypracována pod vedením školitele prof. Ing. Daniela Klíra, Ph.D. a školitele specialisty Ing. Karla Řezáče, Ph.D.

Oponenty práce byli Brian Appelbe, PhD., Faculty of Natural Sci., Imperial College London, UK, doc. Ing. Ondřej Klimo, Ph.D., FJFI ČVUT v Praze, prof. RNDr. Milan Tichý, DrSc., MFF UK Praha.

Student byl součástí výzkumného týmu Skupina silnoproudých výbojů na katedře fyziky.

K úspěšné obhajobě blahopřejeme!

Cena děkana pro Ing. Vojtěcha Munzara

Ing. Vojtěch Munzar byl děkanem oceněn za vynikající pedagogický výkon v zimním semestru 2022/2023 na základě doporučení komise, která vycházela z výsledků ankety mezi studenty, z návrhů vedoucích kateder, kvalitě studijních materiálů a náročnosti pedagoga. Studenti na Ing. Munzarovi oceňovali především zajímavý výklad, zábavnou formu přednášek, přehlednou prezentaci a celkově vstřícný a rovný přístup ke všem.

Michal Bednařík jmenován profesorem

Ministr školství, mládeže a tělovýchovy Petr Gazdík v pátek 17. června 2022 na základě návrhů vědeckých a uměleckých rad vysokých škol předal jmenovací dekrety 83 novým profesorkám a profesorům. Ve Velké aule pražského Karolina osobně převzal jmenovací dekret pro obor „Aplikovaná fyzika“ také doc. Dr. Ing. Michal Bednařík z katedry fyziky Fakulty elektrotechnické ČVUT.

Vědci z ČVUT a UK zkoumají ve spolupráci s Armádou ČR pravděpodobnost přežití osob zasypaných lavinou

Již řadu let se tým prof. Ing. Karla Roubíka, Ph.D., z katedry biomedicínské techniky Fakulty biomedicínského inženýrství ČVUT (FBMI) zabývá studiem dýchání, výměny plynů a pravděpodobností přežití člověka zasypaného lavinovým sněhem. Na výzkumu spolupracuje dále Fakulta elektrotechnická ČVUT, Fakulta tělesné výchovy a sportu Univerzity Karlovy a Armáda ČR.

„Naší snahou je vyvrátit některé mýty, které o této problematice kolují a které ovlivňují i záchranářské postupy. V minulosti se nám podařilo uvést na pravou míru informace o významu vzduchové kapsy před dýchacími cestami zasypaného člověka pro jeho přežití,“ upřesňuje prof. Roubík, vedoucí týmu.

Tento týden probíhá terénní lavinový výzkum týmu prof. Karla Roubíka na Brádlerových boudách v Krkonoších ve výšce 1 162 metů nad mořem. Cílem letošního bádání je detailně popsat časové a prostorové šíření dýchacích plynů v simulovaném lavinovém sněhu. Stanovení průměru oblasti, ze které postižený pod lavinou dýchá, včetně stanovení jeho závislosti na vlastnostech sněhu, jsou důležité pro záchranu a predikci pravděpodobnosti přežití zasypané osoby.

Nyní publikovaný výzkumný článek v časopise Scientific Reports popisuje perlit jako materiál, který může nahradit sníh při experimentech zaměřených na studium výměny plynů zasypané osoby. Dále umožní jednoduše, levně a celoročně testovat ochranné lavinové pomůcky (např. sněžné šnorchly a další dýchací zařízení). Výzkum v laboratoři však některé aspekty přežití lavinou zasypané osoby nemůže zastoupit, a proto je terénní výzkum nezbytný.

Lavinový výzkum je velmi důležitý, neboť prvních 15 minut přežije zasypání sněhovou lavinou až 90 % osob, ale poté nastává rapidní pokles šancí na přežití a po dalších 15 minutách je naživu méně než jedna třetina obětí.

Pplk. PhDr. Karel Sýkora, Ph.D., z katedry vojenské tělovýchovy a katedry zdravotní tělesné výchovy a tělovýchovného lékařství FTVS UK k tomu dodává: „Jako mnohaletý instruktor pro přesuny na sněhu a ledu v Armádě ČR považuji výzkum difuze plynů ve sněhu za důležitý pro další pochopení jevů, které se dějí při zasypání obětí lavinou. Získané poznatky by tak měly přispět k vývoji nových ochranných prostředků ke zvýšení šance na přežití pod lavinou.“

Ing. Ladislav Sieger, CSc. z katedry fyziky Fakulty elektrotechnické ČVUT v rámci materiálového výzkumu CAAS MATE spolupracuje na designu experimentu a zpracování výsledků. O výzkumu říká: „Zkoumáme šíření plynů při dýchání do lavinového sněhu a následně validujeme výsledky pro použití v náhradních materiálech, které umožní tyto experimenty provádět celoročně v laboratorních podmínkách“.

Úspěch týmu katedry fyziky na mezinárodní konferenci NANOCON

Vědecký tým katedry fyziky FEL ČVUT v Praze pod vedením prof. Bohuslava Rezka získal letos na mezinárodní konferenci NANOCON několik významných ocenění. Příspěvek doktoranda Hadi Hematiana o výzkumu oxidu zinečnatého pro biomedicínské a farmaceutické aplikace „Adsorption of Bovine Serum Albumin and Amino Acid Residues on ZnO Single-Crystal Facetes: Simulations and Microscopy“ získal první cenu v soutěži o nejlepší přednášku pro mladého vědce do 33 let. Této soutěže s letos účastnilo rekordních 34 soutěžících. Ve stejné kategorii získala čestné uznání také Dr. Kezia Sasitharan za svoji práci v oblasti nových 2D materiálů na téma „Microstructure and Opto-Electronic Effects in MXenes Spincoated from Polar Aprotic Solvents on ITO“ v rámci Centra pokročilé fotovoltaiky (CAP) na ČVUT. Ze soutěže o nejlepší poster si odnesli čestná uznání Dr. Jan Fait a Dr. René Pfeifer. Témata jejich posterů byla „Nanoscale Tuning of Photonic Crystal Slabs for Efficient Light Extraction from SiV Color Centers in Nanocrystalline Diamond“ a „Effects of Oxidizing and Non-Oxidizing Salts in Thermal Treatments of HPHT Nanodiamonds“. Také jejich výzkum probíhá v rámci Centra pokročilé fotovoltaiky (CAP). Na všech oceněných pracích měla neméně významný přínos úzká spolupráce s Fyzikálním ústavem AVČR.

O konferenci: 13. ročník mezinárodní konference NANOCON se konal v Brně ve dnech ve dnech 20. – 22. října 2021. Na konferenci i přes složitou situaci s pandemií Covid-19 přijelo 280 účastníků z 19 zemí. Celkem účastnící přednesli 84 přednášek a prezentovali 150 posterů. Jejich společným tématem byly nanomateriály a nejnovější pokrok v jejich zkoumání a aplikacích. Osobně se zúčastnili také významní plenární řečníci prof. Y. Gogotsi (USA) – objevitel MXenů, prof. D. Bimberg (DE) – objevitel laseru z kvantových teček, a prof. T. Jungwirth (CZ) – objevitel nemagnetické spintroniky. V ČR jde o největší akci svého druhu a jednu z největších ve středoevropském regionu. 

Doktorský studijní program Aplikovaná fyzika má prvního absolventa

Student doktorského studijního programu Aplikovaná fyzika na FEL ČVUT Victor Claerbout koncem června úspěšně obhájil svou dizertační práci na téma „Solid lubricants at the nanoscale: frictional behavior in silico”a stal se tak prvním absolventem tohoto nového studijního programu. Práce byla vypracována pod vedením školitele dr. Paolo Nicolini. Oponenty práce byli Prof. Dr. Enrico Gnecco z Friedrich-Schiller Universitaet Jena, Prof. Dr. Daniele Dini z Imperial College London a Dr. Ondrej Hovorka z University of Southampton. Práce je nominována na Cenu děkana. Student byl součástí výzkumného týmu Advanced Materials Group z katedry Řídící techniky FEL. K úspěšné obhajobě blahopřejeme!

Nejnovější článek o interakci bakterií s nanostrukturami ZnO vzbudil pozornost

Článek Davida Rutherforda a kol. na téma “Growth Inhibition of Gram-Positive and Gram-Negative Bacteria by Zinc Oxide Hedgehog Particles“ byl v květnu publikován v  International Journal of Nanomedicine – mezinárodním recenzovaném časopise zaměřeném na aplikaci nanotechnologií v diagnostice, terapeutice a transportu farmaceutických látek v biomedicínské oblasti. Za 4 týdny od zveřejnění dosáhl článek více než 1400 zhlédnutí a David Rutherford získal status „Favored Author“.

Zájem o nanočástice pro antibakteriální aplikace se za posledních 10 let významně zvyšuje kvůli alarmujícímu nárůstu bakterií, které jsou rezistentní vůči běžným antibiotikům, a také kvůli nedostatku nového farmaceutického výzkumu v této oblasti. Oxid zinečnatý (ZnO) představuje jeden příklad takovýchto anorganických materiálů, které vykazují antibakteriální účinky. Předpokládá se, že působí generováním reaktivních forem kyslíku (ROS) a produkcí iontů zinku, které jsou ve vysokých koncentracích toxické, a také prostřednictvím povrchových interakcí mezi nanočásticemi a bakteriemi. V našem výzkumu jsme zkoumali roli velikosti, tvaru a koncentrace částic na antibakteriální účinek ZnO v podobě mikrostruktur („ježků“) a komerčně dostupných nanočástic a mikročástic. ZnO ježci se ukázaly být účinnější díky své specifické mikrostruktuře, a to i v biologických médiích, která potlačují jiné antibakteriální účinky. Mohly by tedy být výhodnou alternativou pro úpravy vody a dekontaminaci povrchů, kde přítomnost bakterií představuje vážné riziko pro lidské zdraví.

Výzkum byl veden katedrou fyziky FEL ČVUT, kde byly prováděny mikrobiologické a nanomateriálové experimenty. Částice ZnO byly syntetizovány na Chemickém ústavu Slovenské akademie věd a materiály byly charakterizovány s pomocí kolegů ve Fyzikálním ústavu AV ČR a na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy.

Tento výzkum byl realizován v rámci mezinárodního projektu GAČR s National Pingtung University, Taiwan, s podporou Centra pokročilých aplikovaných věd (CAAS) na ČVUT, slovenské Vědecké grantové agentury (VEGA) a s využitím výzkumné infrastruktury CzechNanoLab.

Článek Vojtěcha Munzara vybrán jako „Editor’s Pick“ a představen na obálce časopisu Physics of Plasmas

Práce s názvem „Mapping of azimuthal B-fields in Z-pinch plasmas using Z-pinch-driven ion deflectometry“ byla počátkem června publikována v uznávaném vědeckém časopisu Physics of Plasmas. Časopis vydává American Institute of Physics (AIP) a je to největší časopis věnující se oblasti experimentální a teoretické fyziky plazmatu. Práce byla zvolena editory jako „Editor’s Pick” a brzy se stala nejčtenějším článkem týdne. Následně byla vybrána i na obálku červnového vydání časopisu. Hlavním autorem článku je doktorand Ing. Vojtěch Munzar ze skupiny prof. Daniela Klíra na katedře fyziky FEL ČVUT.   

Iontová deflektometrie je novou diagnostickou metodou pro měření elektrických a magnetických polí v horkém a hustém plazmatu, které je těžko přístupné klasickými metodami. Ionty s dostatečnou energií se v plazmatu nerozptylují, jejich trajektorie jsou pouze zakřivovány (deflektovány) v přítomnosti polí Lorentzovou silou. Stín referenční mřížky otištěný v iontovém svazku se zakřivením trajektorie iontů deformuje. Tato deformace pak znázorňuje 2D profil měřených polí. V laserovém plazmatu se protonové deflektometrie hojně využívá, ale její použití v plazmatu Z-pinče (plazmového vlákna) bylo dosud stále problematické. Naše skupina na katedře fyziky spolu s týmem na zařízení GIT-12 v Tomsku však vyvinula originální způsob, jak ionty (zejména deuterony) urychlovat uvnitř samotného Z-pinče, tedy bez nutnosti laseru. To umožnilo nahlédnout do samého horkého středu plazmového vlákna o teplotě několika milionů stupňů celsia a prozkoumat profil magnetických polí, které dominantně ovlivňují dynamiku Z-pinče. Podařilo se tak lépe poznat fenomén Z-pinče, který se objevuje v mnoha oblastech fyziky včetně slunečních protuberancí či formování mlhovin.

Tento výzkum podpořila Grantová agentura ČR, Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR a ČVUT.

V dejvickém kampusu rozkvetly sakury

Jako každý rok začátkem května, i letos v dejvickém kampusu rozkvetly sakury. Pohled z fyzikální laboratoře katedry fyziky.