Nanomateriály kovů a jejich slitin

Mgr. Ondřej Zobač, Ph.D.

Doctoral thesis

Nanoparticles of the metals and their alloys

Abstract:

Tato práce shrnuje výsledky předkladatele disertační práce, která je zaměřena na syntézu a charakterizaci nanočástic kovů a nanočástic jejich slitin (nanoslitin). Součástí práce je predikce fázových diagramů nanoslitin. Sledovány byly zejména nanočástice binárních soustav Ag-Cu, Cu-Ni a Au-Ni. Teoretická část se zabývá metodami syntézy, možnostmi charakterizace nanočástic a výpočty fázových diagramů metodou CALPHAD. Databáze termodynamických parametrů byla rozšířena o příspěvek povrchové energie k dodatkové Gibbsově energii nanočástic. Experimentální část popisuje syntézu nanočástic (NPs) ve vodném i nevodném prostředí za podmínek potlačujících oxidaci nanočástic. Syntetizované nanočástice byly charakterizovány pomocí dostupných analytických technik a metodami elektronové mikroskopie. Celkové složení binárních nanočástic a obsahu organických látek ve vzorcích bylo analyzováno pomocí emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-OES). Velikost byla určena pomocí metody dynamického rozptylu světla (DLS), a transmisní elektronové mikroskopie (TEM). Krystalová struktura nanočástic byla sledována pomocí rentgenové difrakce (XRD). Teplota fázových transformací byla určena za pomoci diferenční skenovací kalorimetrie (DSC). Syntetizované nanočástice byly využity pro studium spinodálního rozpadu, který byl sledován metodou teplotně závislé rentgenové difrakce (HTXRD). V souvislosti s prací byly řešeny i další úkoly. Připravené nanočástice byly použity k testům viability maligních ovariálních buněk. Experimentální i teoretická část práce byla rozšířena o experimentální potvrzení binárního fázového diagramu pro kompaktní slitinu Ag-Cu a assessment soustavy Sb-Sn-Zn. Výsledky byly publikovány v recenzovaných odborných časopisech (celkem 4 impaktované publikace a 1 recenzovaná publikace bez IF).

Abstract:

This dissertation thesis summarizes major results of the applicant, which are associated with research of nanoparticles of the Ag-Cu, Cu-Ni and Au-Ni systems which were published during 2012–2015. Theoretical part explains calculation of phase diagram by CALPHAD approach and calculation of surface contribution, which is important for calculation of nanoparticles phase diagrams. Experimental part deals with synthesis on nanoparticles in aqueous or non-aqueous solution with elimination of nanoparticles oxidation. The synthesized nanoparticles were characterized by the following analytic techniques-overall composition: ICP-OES shape and size: DLS, TEM, HR-TEM, SEM; structure: XRD, HT-XRD and temperature phase transformations: DSC. Synthesiszed nanoparticles were used for viability test of the human ovarian cartcinoma cells.

Keywords

Nanoslitiny, nanočástice, Cu-Ni, Ag-Cu, Au-Ni, CALPHAD, DSC, fázový diagram

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 8. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 29. 9. 2015
• Supervisor: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
• Reader: prof. RNDr. Jan Vřešťál, DrSc., prof. Ing. Jindřich Leitner, DrSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Chemistry (4-years) / Physical Chemistry