Kovové nanostruktury a celulózové materiály
Vedoucí týmu: Ing. Ondřej Kvítek, Ph.D.
Výzkumná zaměření
Řízená tvorba kovových nanostruktur s využitím jevu solid-state dewetting
- Příprava tenkých kovových vrstev (Au, Ag, tloušťky v řádu nm) metodami PVD (katodové naprašování, vakuové napařování) a studium jejich struktury a vlastností
- Studium počáteční fáze růstu kovových vrstev, určení efektivní tloušťky při perkolaci pomocí měření plošného elektrického odporu a hrotových mikroskopických metod (AFM)
- Studium transformace struktury tenkých kovových vrstev během postdepozičního žíhání (jev „solid-state dewetting“), řízená tvorba nanostruktur, tvorba bimetalických nanostruktur, sledování změn optických vlastností tenkých vrstev
Kvítek O., Havelka V., Veselý M., Řezníčková A., Švorčík V.: Preparation of alloyed and „core-shell“ Au/Ag bimetalic nanostructures on glass substrate by solid state dewetting. Journal of Alloys and Compounds 829:154627, 2020.
Optická detekce plynných analytů na nostrukturách drahých kovů
Využití kvových nanostruktur jako citlivých vrstev při detekci plynů na základě změn jejich optických vlastností
- Modifikace experimentální aparatury pro detekci par organických rozpouštědel a vody
- Detekce změn koncentrace analytů na základě posunu pásů lokalizované povrchové plazmonové rezonance (LSPR) v UV-Vis spektru kovových nanostruktur, detekce založená na změně indexu lomu okolního prostředí
- Zvýšení selektivity a senzitivity struktur přípravou tenkých polymerních vrstev na kovových nanostrukturách metodou „spin-coating“ – selektivní absorpce analytu do polymerní vrstvy
- Tvorba detekčních systémů s více různými citlivými vrstvami (pole citlivých vrstev) pro detekci směsných analytů
Kvítek O., Kopáček V., Řezníčková A., Švorčík V: Detection of organic vapors on sputtered and annealed thin Au films. Applied Nanotechnology and Nanoscience International Conference 2017, Journal of Physics Conference Series 987:012005, 2018.
Hydrogely založené na derivátech celulózy
Tvorba hydrogelů z vodou rozpustných derivátů celulózy, zejména karboxymethyl celulózy (CMC), různými síťovacími činidly – kyselinou citronovou, síranem hlinitým, chloridem železitým
- Příprava Ag nanočástic in-situ redukcí kyselinou citronovou a stabilizačním činidlem CMC, kde kyselina citronová zároveň slouží jako síťovací činidla a CMC jako matrice hydrogelu, řízené uvolňování Ag nanočástic difuzí z hydrogelu nebo jeho pomalým rozpouštěním, studium antibakteriálních vlastností ve spolupráci s ústavem biochemie a mikrobiologie VŠCHT Praha
- Příprava hydrogelových kuliček přidáváním roztoku CMC po kapkách k roztoku síťovacího činidla, inkorporace aktivních látek in-situ při přípravě kuliček nebo následným přidáním v roztoku, řízené uvolňování aktivních látek z kuliček difuzí přes stěnu kuličky nebo řízeným protrhnutím stěny hydrogelové kuličky
Příprava a modifikace vlastností bakteriální nanocelulózy
Příprava bakteriální nanocelulózy pěstováním bakterií Komagataeibacter sucrofermentans ve spolupráci s ústavem biochemie a mikrobiologie VŠCHT Praha, studium vlivu podmínek růstu bakterií na vlastnosti vzniklého materiálu
- Inkorporace biologicky významných látek do struktury bakteriální nanocelulózy – hydroxyapatitu, chitosanu, kyseliny salicylové, studium jejich uvolňování ze struktury nanocelulózy
- Tvorba řízeně degradabilních materiálů zavedením celuláz do struktury nanocelulózy, studium rozpadu materiálu, pěstování buněk kožního krytu na řízeně degradabilní nanocelulóze ve spolupráci s Fyziologickým ústavem AV ČR
Staňková L., Kutová A., Doubková M., Kvítek O., Vokatá B., Sedlář A., Idriss H., Slepička P., Švorčík V., Bačáková L.: Argon plasma-modified bacterial nanocellulose: Cell-specific differences in the interaction with fibroblast and endothelial cells, Carbohydrate Technologies and Application 7:100470, 2024.