No (23)
Yes (22)
Number of found documents:
45
Published from
to
Study of Transfer of Musk Compounds in Abiotic and Biotic Components of Aquatic Ecosystems
Zouhar, Libor; Hajšlová, Jana; Sokol, Jozef; Večeřa, Zbyněk; Vávrová, Milada
2013 - Czech
This work was focused on the determination of musk compounds in various components of the environment. Synthetic musk compounds are organic substances commonly used as fragrant constituents of detergents, perfumes, cosmetics and other personal care products (PCPs). These compounds contaminate the aquatic environment through municipal wastewater from sewage treatment plants. The result is accumulation of these analytes in the environment and their occurrence in food chain. Synthetic fragrances are commonly detected also in human body; these substances generally belong among relatively new persistent organic pollutants (POPs) because of their persistence, bioaccumulation, and potential toxicity. The aim of this work was to optimize the methods for the determination of selected synthetic fragrances in wastewater (municipal, industrial) and in fish muscle. These analytes were determined in wastewater [the wastewater treatment plant (WWTP) Brno – Modřice, cosmetic manufacturing plant] and in fish Squalius cephalus that had been caught in the river Svratka. The selected analytes (14 substances) originate from the group of nitromusk, polycyclic musk and linear musk compounds. Solid phase microextraction (SPME) [for wastewater samples] and pressurized solvent extraction (PSE) [for fish samples] were used for isolation of analytes from real samples. The identification and quantification of analytes were carried out by high resolution gas chromatography coupled with mass spectrometry detection (GC-MS). The results show that galaxolide (g.L-1) and tonalide (tenths of g.L-1) were polycyclic musk compounds which were found at the highest concentration level in influent and also in effluent samples from the WWTP Brno – Modřice. The most extended nitromusk compound was musk ketone (hundredths of g.L-1). Linear musk compounds were detected in all influent samples (g.L-1). The overall removal efficiency of synthetic musk compounds from wastewater in the WWTP varies within the following ranges: nitromusk compounds 34.4 % – 85.4 %, polycyclic musk compounds 36.7 % – 53.3 % and linear musk compounds 90.5 % – 99.9 %. On the basis of the results it can be stated that wastewater (effluent from the WWTP) is the primary source of musk compounds, especially of the polycyclic ones in the environment. It has been also shown that ultrafiltration used in a cosmetic plant is a highly efficient technology for removing nitromusk and polycyclic musk compounds from industry wastewater. The results from evaluation of the fish contamination by musk compounds show that galaxolide was the substance which reached the highest concentration levels (tens of g.kg-1 l.w.). The results corroborate ubiquitous occurrence of musk compounds in the environment and reduction of using of nitromusk compounds due to their potential toxic properties. It has been shown that the insufficiency of the purifying procedures used in the WWTP Brno – Modřice has a significant influence on the concentration level of polycyclic musk compounds (tonalide, galaxolide) in fish caught from the river Svratka. Práce byla zaměřena na stanovení musk sloučenin v různých složkách životního prostředí. Syntetické musk sloučeniny jsou organické látky běžně používané jako vonné složky detergentů, parfémů, kosmetiky a ostatních produktů osobní péče. Tyto sloučeniny kontaminují prostřednictvím komunální odpadní vody z čistíren odpadních vod vodní prostředí. Výsledkem je akumulace těchto analytů v životním prostředí a jejich výskyt v potravním řetězci. Syntetické vonné látky jsou také běžně detekovány v lidském těle; obecně patří mezi relativně nové perzistentní organické polutanty (POP) vzhledem ke své perzistenci, bioakumulaci a potenciální toxicitě. Základem této práce byla optimalizace metod pro stanovení vybraných syntetických vonných látek v odpadní vodě (komunální, průmyslové) a v rybí svalovině. Tyto analyty byly zjišťovány v odpadní vodě [čistírna odpadních vod (ČOV) Brno – Modřice; závod na výrobu kosmetiky] a v rybách Squalius cephalus, které byly odloveny z řeky Svratky. Vybrané analyty (14 látek) pocházely ze skupiny nitromusk, polycyklických musk a lineárních musk sloučenin. Pro izolaci analytů z reálných vzorků odpadní vody byla použita metoda mikroextrakce na tuhou fázi (SPME), pro izolaci analytů ze vzorků ryb byla použita metoda zrychlené extrakce rozpouštědlem (PSE). Identifikace a kvantifikace analytů byla provedena vysokorozlišovací plynovou chromatografií s hmotnostně-spektrometrickou detekcí (GC-MS). Z výsledků vyplývá, že z polycyklických musk sloučenin dosahovaly nejvyšších koncentrací na přítoku i odtoku z ČOV Brno – Modřice galaxolid (g.l-1) a tonalid (desetiny g.l-1). Nejčastěji stanovovanou nitromusk sloučeninou v odpadní vodě byl musk keton (setiny g.l-1). Lineární musk sloučeniny byly detekovány ve všech vzorcích surové odpadní vody (g.l-1). Celková účinnost odstranění syntetických musk sloučenin z odpadní vody na dané ČOV se pohybuje v těchto rozmezích: nitromusk sloučeniny 34,4 – 85,4 %, polycyklické musk sloučeniny 36,7 – 53,3 % a lineární musk sloučeniny 90,5 – 99,9 %. Na podkladě výsledků lze konstatovat, že odpadní voda (odtok z ČOV) je primárním zdrojem musk sloučenin, a to zejména polycyklických, v životním prostředí. Rovněž bylo prokázáno, že ultrafiltrace v kosmetickém závodu je vysoce účinnou technologií pro odstranění nitromusk a polycyklických musk sloučenin z průmyslové odpadní vody. Z výsledků hodnocení kontaminace ryb musk sloučeninami vyplývá, že nejvyšších koncentrací dosahoval galaxolid (desítky g.kg-1 ž.hm.). Výsledky potvrzují ubikvitární výskyt musk sloučenin v životním prostředí a omezené použití nitromusk sloučenin v důsledku jejich potenciálních toxických vlastností. Bylo prokázáno, že ČOV Brno – Modřice má významný podíl na hodnotách obsahu polycyklických musk sloučenin (tonalidu, galaxolidu) v rybách odlovených z řeky Svratky.
Keywords:
musk sloučeniny; vůně; odpadní voda; čistírna odpadních vod; ultrafiltrace; ryby; mikroextrakce na tuhou fázi; zrychlená extrakce rozpouštědlem; plynová chromatografie; hmotnostní spektrometrie; musk compounds; fragrance; wastewater; wastewater treatment plant; ultrafiltration; fish; solid phase microextraction; pressurized solvent extraction; gas chromatography; mass spectrometry
Available in a digital repository NRGL
Study of Transfer of Musk Compounds in Abiotic and Biotic Components of Aquatic Ecosystems
účinnou technologií pro odstranění nitromusk a polycyklických musk sloučenin z průmyslové odpadní vody. Z výsledků hodnocení kontaminace ryb musk sloučeninami vyplývá, že nejvyšších ...
Charakterizace úlohy cytokininů a kyseliny abscisové při abiotickém stresu
Přerostová, Sylva; Vaňková, Radomíra; Havel, Ladislav; Doležal, Karel
2018 - English
Abiotické stresy výrazně snižují výnosy plodin, čímž způsobují vážné problémy v zemědělství. Pochopení mechanizmů stresových odpovědí u rostlin by mohlo pomoci zvýšit jejich odolnost vůči stresu. Fytohormony hrají důležitou roli v obranných reakcích rostlin, jakož i v růstu a vývoji. Tato práce shrnuje výsledky čtyř publikací zaměřených na působení fytohormonů v průběhu abiotických stresů, konkrétně zasolení, sucha, kontaminace ZnO nanočásticemi a chladu. Hlavní důraz je kladen na kyselinu abscisovou, jako na klíčový regulátor obsahu vody v rostlině a stresových odpovědí, a na cytokininy, které regulují růst rostlin a stabilizují fotosyntetický aparát. Cytokininy působí antagonisticky vůči kyselině abscisové. Naše výsledky ukázaly, že kyselina abscisová je univerzální regulátor odpovědí na abiotický stres. Rostliny odolné vůči stresu (halofyt Thellungiella salsuginea nebo ozimá linie jednozrnné pšenice Triticum monococcum) měly vyšší bazální hladiny tohoto hormonu, zejména ve meristematickém pletivu prýtu (vzrostné vrcholy, odnožovací uzly), než rostliny citlivé. Odolné rostliny reagovaly na stres rychleji a pružněji. Aktivní cytokininy byly stresem negativně ovlivněny, což souviselo s potlačením růstu. Studie zaměřená na stres suchem ukázala, že vyšší hladiny cytokininů vedou ke zlepšení odolnosti... Abiotic stresses significantly reduce crop yield, causing serious problems in agriculture. Understanding the mechanisms of plant stress responses could contribute to the improvement of their stress tolerance. Phytohormones play an important role in plant stress defence as well as in regulation of growth and development. This thesis summarizes the results published in four articles focused on the evaluation of the effects of phytohormones during abiotic stresses, namely salinity, drought, ZnO nanoparticle treatment and cold stress. The main emphasis is put on abscisic acid as the key regulator of water status and stress defence, and on cytokinins, which regulate plant growth and stabilize photosynthetic machinery. Cytokinins act antagonistically to abscisic acid. Our results showed that abscisic acid is a general abiotic stress response regulator. Stress- tolerant plants (halophyte Thellungiella salsuginea or winter line of einkorn wheat Triticum monococcum) had a higher basal level of this hormone, especially in shoot meristematic tissues (apices, crowns), than stress-sensitive plants. Stress-tolerant plants reacted faster and in a more flexible way to stress. Active cytokinins were negatively affected by stress, which was associated with growth suppression. The drought stress study showed that...
Keywords:
cytokinin; kyselina abscisová; fytohormony; abiotický stres; cytokinin; abscisic acid; phytohormone; abiotic stress
Available in a digital repository NRGL
Charakterizace úlohy cytokininů a kyseliny abscisové při abiotickém stresu
rostlin, jakož i v růstu a vývoji. Tato práce shrnuje výsledky čtyř publikací zaměřených na působení fytohormonů v průběhu abiotických stresů, konkrétně zasolení, sucha, kontaminace ZnO ...
Charakterizace úlohy cytokininů a kyseliny abscisové při abiotickém stresu
Přerostová, Sylva; Vaňková, Radomíra; Havel, Ladislav; Doležal, Karel
2018 - English
Abiotické stresy výrazně snižují výnosy plodin, čímž způsobují vážné problémy v zemědělství. Pochopení mechanizmů stresových odpovědí u rostlin by mohlo pomoci zvýšit jejich odolnost vůči stresu. Fytohormony hrají důležitou roli v obranných reakcích rostlin, jakož i v růstu a vývoji. Tato práce shrnuje výsledky čtyř publikací zaměřených na působení fytohormonů v průběhu abiotických stresů, konkrétně zasolení, sucha, kontaminace ZnO nanočásticemi a chladu. Hlavní důraz je kladen na kyselinu abscisovou, jako na klíčový regulátor obsahu vody v rostlině a stresových odpovědí, a na cytokininy, které regulují růst rostlin a stabilizují fotosyntetický aparát. Cytokininy působí antagonisticky vůči kyselině abscisové. Naše výsledky ukázaly, že kyselina abscisová je univerzální regulátor odpovědí na abiotický stres. Rostliny odolné vůči stresu (halofyt Thellungiella salsuginea nebo ozimá linie jednozrnné pšenice Triticum monococcum) měly vyšší bazální hladiny tohoto hormonu, zejména ve meristematickém pletivu prýtu (vzrostné vrcholy, odnožovací uzly), než rostliny citlivé. Odolné rostliny reagovaly na stres rychleji a pružněji. Aktivní cytokininy byly stresem negativně ovlivněny, což souviselo s potlačením růstu. Studie zaměřená na stres suchem ukázala, že vyšší hladiny cytokininů vedou ke zlepšení odolnosti... Abiotic stresses significantly reduce crop yield, causing serious problems in agriculture. Understanding the mechanisms of plant stress responses could contribute to the improvement of their stress tolerance. Phytohormones play an important role in plant stress defence as well as in regulation of growth and development. This thesis summarizes the results published in four articles focused on the evaluation of the effects of phytohormones during abiotic stresses, namely salinity, drought, ZnO nanoparticle treatment and cold stress. The main emphasis is put on abscisic acid as the key regulator of water status and stress defence, and on cytokinins, which regulate plant growth and stabilize photosynthetic machinery. Cytokinins act antagonistically to abscisic acid. Our results showed that abscisic acid is a general abiotic stress response regulator. Stress- tolerant plants (halophyte Thellungiella salsuginea or winter line of einkorn wheat Triticum monococcum) had a higher basal level of this hormone, especially in shoot meristematic tissues (apices, crowns), than stress-sensitive plants. Stress-tolerant plants reacted faster and in a more flexible way to stress. Active cytokinins were negatively affected by stress, which was associated with growth suppression. The drought stress study showed that...
Keywords:
cytokinin; kyselina abscisová; fytohormony; abiotický stres; cytokinin; abscisic acid; phytohormone; abiotic stress
Available in a digital repository NRGL
Charakterizace úlohy cytokininů a kyseliny abscisové při abiotickém stresu
rostlin, jakož i v růstu a vývoji. Tato práce shrnuje výsledky čtyř publikací zaměřených na působení fytohormonů v průběhu abiotických stresů, konkrétně zasolení, sucha, kontaminace ZnO ...
Burrowing behaviour in crayfish
GUO, Wei
2020 - English
This PhD thesis is devoted to exploring the unresolved ecological gaps in freshwater crayfish burrowing behaviour from three parts, which are: a) the extreme weather conditions like drought; b) aquatic contamination; c) interspecific interactions. The first chapter of the thesis deals with the introduction of the basic information and background related to the burrowing behaviour of freshwater crayfish. The unresolved ecological gaps related to freshwater crayfish burrowing behaviour are: a) the potential effects of drought on crayfish reproduction; b) effects of aquatic contamination on the freshwater crayfish burrowing behaviour; c) crayfish competition for shelter as a primary resource. The second chapter explores whether embryogenesis or postembryonic development of freshwater crayfish can occur without free standing water inside the burrow. To address this question, three experiments were conducted using artificial burrows with high air humidity and using marbled crayfish (Procambarus virginalis Lyko, 2017) as a model species. We found that the ability of marbled crayfish to undergo terminal phases of embryogenesis, including hatching, as well as early postembryonic development under high air humidity conditions only. Postembryonic development was suspended in the absence of free water, and successfully resumed when re-immersed. This similar ability to tolerate drought-like conditions during postembryonic development may also occur in other crayfish species, especially primary burrowers. The third and fourth chapters covers the effects of water contamination on crayfish (red swamp crayfish Procambarus clarkii as model species) burrowing behaviour. We tested the hypothesis that burrowing behaviour of the red swamp crayfish would be altered with exposure to PhACs and herbicides at concentrations frequently detected in aquatic environments. As representative PhACs, we chose methamphetamine (METH) and tramadol (TRA) (1 ?g/L) (Chapters 3), and, as herbicides, terbuthylazine (TERB) and metazachlor (META) (2 ?g/L) (Chapters 4). We reported for the first time that depth and volume of burrows constructed by methamphetamine-exposed females was significantly lower than of unexposed controls. Tramadol-exposed females consistently exhibited a tendency to excavate smaller burrows compared with controls, although this was not significant (Chapter 3). Impact of herbicides on burrowing behaviour was less clearly manifested, although male crayfish exposed to META constructed a significantly higher number of burrows than did other groups (Chapter 4). The fifth and sixth chapters describe aggression of marbled crayfish during interspecific interactions under laboratory conditions was quantified by characterizing their direct agonistic interactions and competition for shelter with calico crayfish Faxonius immunis and spiny-cheek crayfish Faxonius limosus. Differences in aggression may predict interactions and outcomes under natural conditions. We found marbled crayfish to dominate size-matched calico crayfish (Chapter 5) and spiny-cheek crayfish (Chapter 6) in agonistic encounters. The higher activity and aggressiveness of marbled crayfish could facilitate displacement of other non-indigenous crayfish species either by direct interaction or through competition for resources such as shelter and food. The seventh chapter of the thesis presents the general discussion and summary obtained by the five chapters mentioned above. These data represent basic scientific information valuable for practical application. The outcomes of interactions among crayfish under laboratory conditions can be critical to evaluating over-invaded communities and ecosystems harbouring invasive species that share similar life histories, niche preference, and adaptation strategies. Cílem této disertační práce je objasnit dosud neprobádané ekologické vlastnosti v oblasti norovacího chování sladkovodních raků při třech podmiňujících faktorech: a) extrémní klimatické situace (sucha); b) kontaminace vodního prostředí cizorodými látkami; c) vnitrodruhové a mezidruhové ? interkace První kapitola se zabývá úvodem základních dostupných informací do problematiky norovacího chování sladkovodních raků. Neprozkoumanými ekologickými situacemi v této oblasti jsou: a) potenciální efekt sucha na reprodukci raků; b) vliv kontaminace vodního prostředí na norovací chování raků; c) kompetice raků o úkryt, představující primární zdroj. Ve druhé kapitole je demonstrováno, zdali může docházet k embryogenezi a post-embryonálnímu vývoji uvnitř račí nory bez přístupu vody. Pro zodpovězení této otázky byly provedeny tři experimenty, při nichž byly použity umělé nory s vysokou (různou) mírou vlhkosti uvnitř. Jako modelový druh byl vybrán rak mramorovaný (Procambarus virginalis Lyko, 2017). Schopnost raka mramorovaného zdárně podstoupit počáteční fázi embryogeneze včetně líhnutí a raného post-embryonálního vývoje jsme pozorovali pouze v podmínkách vysoké míry vzdušné vlhkosti. Post-emryonální vývoj byl pozastaven v případě úplné absence volné vody a s úspěchem opětovně znovuobnoven po jejím dodání. Podobná schopnost tolerovat periody sucha během post-embryonálního vývoje se může vyskytovat u dalších druhů raků, zvláště pak u typicky "norujících" druhů ". Třetí a čtvrtá kapitola společně reprezentují studium vlivu kontaminace vody na norovací chování u raků (jako modelový druh zde byl použit rak červený Procambarus clarkii). Testovali jsme hypotézu, zda může být norovací chování u raka červeného ovlivněno léčivy a herbicidy v koncentracích, které jsou běžně detekovatelné ve vodním prostředí. Jako reprezentanta léčiv, jsme zvolili metamfetamin (METH) a tramadol (TRA) (1 ?g/L) (Kapitola 3) a z herbicidů jsme testovali efekt terbutylazinu (TERB) a metazachloru (META) (2 ?g/L) (Kapitola 4). V průběhu první studie jsme zaznamenali signifikantně nižší hodnoty pro hloubku a celkový objem nor u samic exponovaných daným koncentracím metamfetaminu ve srovnání s neexponovanovanými jedinci v kontrole. Samice vystavené působení tramadolu bez výjimek vykazovali tendenci hrabat si menší nory při porovnání s kontrolou, nicméně tento trend nebyl statisticky průkazný (Kapitola 3). Účinnost herbicidů na změnu chování při norování se neprojevovala v takové míře, avšak samci raků exponovaných METH budovali signifikantně vyšší počet nor než všechny ostatní experimentální skupiny. Pátá a šestá kapitola obsahují popis agresivity raků mramorovaných při mezidruhových interakcích v kontrolovaných podmínkách. Jejich agresivita byla kvantifikována pomocí přímých agonistických interakcí a kompeticí o úkryt s rakem kalikovým Faxonius immunis a rakem pruhovaným Faxonius limosus. Výsledky rozdílů v agresivitě v laboratoři by mohly být aplikovatelné na přírodní podmínky, tj. mohou posloužit při predikci a jasnějším zohlednění nastalých situací. Pozorovali jsme, že raci mramorovaní dominují při střetnutích se stejně velkými raky kalikovými (Kapitola 5) a raky pruhovanými (Kapitola 6). Vyšší míra aktivity a agresivity u raků mramorovaných může vést například k snazšímu rozšířování tohoto nepůvodního invazního druhu, a to jak přímým vlivem mezidruhových interakcí, tak skrze výtězné "šarvátky" o zdroje, jakými jsou zejména úkryty a potrava. Sedmá kapitola této práce shrnuje poznatky z pěti výše uvedených kapitol a obsahuje také jejich finální diskuzi. Předkládaná data reprezentují základní vědecké poznatky vhodné pro praktické využití. Výstupy z mezidruhových interakcí mezi raky mohou mít značný význam v předpokladech o důsledcích na společenstva a ekosystémy, které jsou silně invadované těmito nepůvodními druhy raků, jenž s původními druhy sdílejí podobné životní strategie, ekologické niky a adaptační mechanizmy.
Keywords:
rak; nora; chování; sucho; reprodukce; léčiva; herbicidy; behaviorální interakce; společný výskyt; dominance
Available in the Digital Repository of University of South Bohemia.
Burrowing behaviour in crayfish
kapitola společně reprezentují studium vlivu kontaminace vody na norovací chování u raků (jako modelový druh zde byl použit rak červený Procambarus clarkii). Testovali jsme ...
Legal Aspects of Removing environmental Damages
Niklas, Jaroslav; Drobník, Jaroslav; Stejskal, Vojtěch; Müllerová, Hana
2012 - Czech
Ekologickou zátěž je možné definovat: a) věcně, podle skutečného vlivu na životní prostředí bez ohledu, zda si působení zátěže uvědomujeme a jsme ochotni ji eliminovat, b) relativně, podle parametrů stanovených legislativně. Z toho vyplývá, že při rozhodování (ale i v publikacích či písemných dokumentech) je vždy nezbytné uvádět definici a kritéria chápání ekologické zátěže. Výběr definice a určení co je a co již není ekologickou zátěží (a o jak významnou zátěž se jedná) se bude vždy řídit úvahami o tom, zda preferovat nebezpečí ohrožující určitou skupinu, významnou hospodářsky a ekologicky (např. kontaminace vody pro zásobení města), nebo zda bude prioritní otázka finančního zabezpečení, a to bez dalších ohledů na konkrétní ekologický přínos nebo vliv. Přes výše uvedené pochybnosti lze staré ekologické zátěže definovat prostřednictvím dvou základních znaků. Zaprvé se jedná o dlouhodobý důsledek lidské činnosti mající původ v minulosti, který může mít nebo již má nepříznivý vliv na funkční soustavu živých a neživých složek životního prostředí. A zadruhé původce není znám nebo již právně neexistuje. Budeme-li hledat cesty k odstraňování starých ekologických zátěží, je možné k nim přistupovat jako k majetkoprávní újmě tj. jde o ekonomickou škodu nebo jako ke škodě na životním prostředí, kdy jde o... A widespread occurrence of the former ecological damages and contaminated locations in the Czech Republic has been a rudiment of more than 60 years of non-democratic regimes in 1938-1989. Then, the preserving of nature and handling of harmful substances for industrial and other purposes was at a very low level. A systematic removal of these detriments of the past extended after democratisation in1990. The Czech State has taken on the responsibility for removing some of these damages, especially as a part of privatization. This has been a long-term, risky and legally demanding enterprise. A unified, co-ordinated approach to the matter at a national level has not been established yet, despite of the enormous budget. Moreover, some of the issues have not been addressed at all. Such a situation requires an immediate action since the public health has been put at risk either because of a direct contact with harmful substances or due to the groundwater contamination. Time-wise, the legal commitment of the State regarding the budgeting for decontamination of the former ecological damages of the privatized assets has not been limited. The process has been continuing for 19 years and its proceeding depends on the State assets' privatization timeframe and termination. It has been a legal obligation of the...
Keywords:
Odpovědnost; ztráty na životním prostředí; škoda; újma; životní prostředí; Liability; damage; loss; harm; environment
Available in a digital repository NRGL
Legal Aspects of Removing environmental Damages
úvahami o tom, zda preferovat nebezpečí ohrožující určitou skupinu, významnou hospodářsky a ekologicky (např. kontaminace vody pro zásobení města), nebo zda bude prioritní otázka ...
New Processes of Lactid Acid Polymers Preparation
Figalla, Silvestr; Svěrák, Tomáš; Herink,, Tomáš; Petrůj, Jaroslav
2018 - Czech
The work focuses on new processes for the preparation of lactic acid derivatives. The main objective was to verify the feasibility of preparing high molecular weight polylactide using ethyl lactate as a precursor of lactide synthesis. Part of the work is devoted to the new ethyl lactate synthesis method. The experimental part of the thesis is divided into partial key steps on the way from the lactic acid to the high molecular polylactide. The preparation of anhydrous ethyl ester of lactic acid (EtLA) was solved in an innovative way using alcoholysis of the oligomeric lactic acid. A kinetic model for isothermal alcoholysis and equimolar reactants ratio was derived from this method. The ethyl lactate was oligomerized by transesterification into the low and high molecular weight oligomer with the help of newly found catalysts suitable for the reaction medium. Stannous lactate was used as catalyst for oligomerization of the low molecular weight polymer suitable for the preparation of lactide (Mn 1000 g.mol-1). Experimental polymerization of ethyl lactate into high molecular weight product in tens of kDa has been investigated with newly synthesized tetraethyllactoyl titanate, Ti(EtLA)4. The laboratory method was derived for the depolymerization of the oligomer into lactide. Optimal conditions found for lactidation are as follow: temperature 225 ° C, pressure 2 kPa, catalysis 0,05 mol% of stannous lactate (with respect to oligomer lactate units). The prepared lactide was refined to polymer grade purity by distillation and subsequent recrystallization from ethyl acetate and toluene. The method for the preparation of high molecular weight PLA through ROP polymerization of lactide has been optimized. By optimization, suitable catalyst concentration was found in combination with the polymerization temperature and the polymerization length. An equimolar mixture of Tin 2-ethylhexanoate and 1-decanol was used as the catalytic system. The optimal ROP conditions for achieving the maximum molecular weight and suppressed polymer coloration (yellowing) are: catalyst concentration 0,01 mol%, temperature 160 °C, and polymerization length 4 hours. PLA with molecular weight Mw= 447 ± 7,8 kg.mol-1 was prepared at these conditions and good repeatability of the result was achieved. The effect of naturally occurring lactide contaminants and their influence on the course and ROP result was experimentally verified on the optimized polymerization system. The purpose was to explore the effect of lactide contamination with water and ethanol as natural lactide contaminants. The results clearly confirm the orderly lower sensitivity of the polymerization system for the presence of ethanol as compared to water contamination. In the case of the presence of water, the course and the result of the polymerization in terms of both the conversion and achieved molecular weights are negatively affected, even when the water content is in the order of 0,001%. Conversely, the presence of ethanol has a positive effect on lactide conversion and polymer polydispersity. Lactides with an alcohol content of about one-tenth of a percent are suitable to reach molecular weights of PLA similar to commercially available products. This difference shoves a significant advantage in the proposed technology of preparing PLA from ethyl lactate, especially for easier purification of crude lactide into polymer grade purity. Práce se zaměřuje na nové postupy přípravy derivátů kyseliny mléčné. Hlavním cílem bylo ověření proveditelností přípravy vysokomolekulárního polylaktidu s využitím ethyllaktátu jako prekurzoru syntézy laktidu. Část práce je věnována novému postupu přípravy samotného ethyllaktátu. Experimentální část práce je rozdělena podle dílčích kroků na cestě od kyseliny mléčné po vysokomolekulární polylaktid. Příprava bezvodého ethylesteru kyseliny mléčné (EtLA) byla řešena inovativní cestou s využitím alkoholýzy oligomerní kyseliny mléčné. K této metodě byl odvozen kinetický model pro izotermální alkoholýzu s ekvimolárním zastoupením reaktantů. Studována byla rovněž neizotermální alkoholýza za varu reakční směsi při atmosférickém tlaku. Nalezená metoda je svou koncepcí zcela odlišná od soudobé technologie přípravy ethyllaktátu. Získaný ethyllaktát byl oligomerován transesterifikací za odštěpení ethanolu na nízko- i vysokomolekulární oligomer za pomocí nově nalezených katalyzátorů vhodných pro dané reakční prostředí. K oligomeraci na nízkomolekulární oligomer vhodný pro přípravu laktidu (Mn 1000 g.mol-1) byl využit laktát cínatý. K experimentální polymeraci ethyllaktátu na produkt s molekulovou hmotností v desítkách kDa pak nově syntetizovaný tetraethyllaktoxyltitanát. K depolymeraci oligomeru na laktid byla optimalizována laboratorní metoda, přičemž byly nalezeny podmínky maximalizující výtěžek laktidu. Tyto podmínky jsou: teplota 225 °C, tlak 2 kPa, katalýza 0,05 mol% laktátu cínatého vůči laktátovým jednotkám v oligomeru. Připravený laktid byl rafinován do polymerní čistoty, destilací a následnou rekrystalizací z ethylacetátu a toluenu. Laktid byl dále využit k optimalizaci podmínek ROP polymerace. Byla optimalizována metoda přípravy vysokomolekulárního PLA prostřednictvím ROP polymerace laktidu. Optimalizací byla nalezena vhodná koncentrace katalyzátoru v kombinaci s polymerační teplotou a délkou polymerace. Jako katalytický systém byla využita ekvimolární směs 2-ethylhexanoátu cínatého a 1-dekanolu. Optimální podmínky ROP pro dosažení maximální molekulové hmotnosti při současném potlačení barevných změn polymeru jsou: koncentrace katalyzátoru 0,01 mol% vůči laktidu, polymerační teplota 160 °C a délka polymerace 4 h. Při těchto podmínkách byl připraven polymer o Mw =447 ± 7,8 kg.mol-1. Na optimalizovaném polymeračním systému byl experimentálně ověřen vliv přirozeně se vyskytujících kontaminantů laktidu a jejich vlivu na průběh a výsledek ROP polymerace. Účelem bylo posouzení vlivu kontaminace laktidu vodou a ethanolem jako přirozených kontaminantů laktidu při jeho přípravě z oligomerů kyseliny mléčné resp. ethyllaktátu. Výsledky jasně potvrzují řádově menší citlivost polymeračního systému na přítomnost ethanolu a jeho reakčních produktů s laktidem (ethyllaktát a jeho dimer) v porovnání s kontaminací vody. V případě přítomnosti vody je průběh a i výsledek polymerace co do konverze i dosažené molekulové hmotnosti negativně ovlivněn i při obsahu vody v řádu 0,001 %. Naopak přítomnost ethanolu má pozitivní vliv na konverzi laktidu i stabilizaci polydisperzita polymeru. K dosažení molekulových hmotností PLA obdobných s komerčně dostupnými produkty vyhoví i laktid s hmotnostním obsahem ethanolu v řádu desetin procenta. Tento rozdíl představuje výraznou výhodu v navržené technologii přípravy PLA z ethyllaktátu, zejména pro nižší nároky na purifikaci surového laktidu do polymerní čistoty.
Keywords:
kyselina mléčná; ethyllaktát; esterifikace; polytransesterfikace; oligomerace; polymerace s otevřením kruhu; polylaktid; PLA; lactic acid; ethyl lactate; esterification; polytransesterification; oligomerization; ROP polymerization; polylactide; PLA
Available in a digital repository NRGL
New Processes of Lactid Acid Polymers Preparation
bylo posouzení vlivu kontaminace laktidu vodou a ethanolem jako přirozených kontaminantů laktidu při jeho přípravě z oligomerů kyseliny mléčné resp. ethyllaktátu. Výsledky jasně ...
New Processes of Lactid Acid Polymers Preparation
Figalla, Silvestr; Svěrák, Tomáš; Herink,, Tomáš; Petrůj, Jaroslav
2018 - Czech
The work focuses on new processes for the preparation of lactic acid derivatives. The main objective was to verify the feasibility of preparing high molecular weight polylactide using ethyl lactate as a precursor of lactide synthesis. Part of the work is devoted to the new ethyl lactate synthesis method. The experimental part of the thesis is divided into partial key steps on the way from the lactic acid to the high molecular polylactide. The preparation of anhydrous ethyl ester of lactic acid (EtLA) was solved in an innovative way using alcoholysis of the oligomeric lactic acid. A kinetic model for isothermal alcoholysis and equimolar reactants ratio was derived from this method. The ethyl lactate was oligomerized by transesterification into the low and high molecular weight oligomer with the help of newly found catalysts suitable for the reaction medium. Stannous lactate was used as catalyst for oligomerization of the low molecular weight polymer suitable for the preparation of lactide (Mn 1000 g.mol-1). Experimental polymerization of ethyl lactate into high molecular weight product in tens of kDa has been investigated with newly synthesized tetraethyllactoyl titanate, Ti(EtLA)4. The laboratory method was derived for the depolymerization of the oligomer into lactide. Optimal conditions found for lactidation are as follow: temperature 225 ° C, pressure 2 kPa, catalysis 0,05 mol% of stannous lactate (with respect to oligomer lactate units). The prepared lactide was refined to polymer grade purity by distillation and subsequent recrystallization from ethyl acetate and toluene. The method for the preparation of high molecular weight PLA through ROP polymerization of lactide has been optimized. By optimization, suitable catalyst concentration was found in combination with the polymerization temperature and the polymerization length. An equimolar mixture of Tin 2-ethylhexanoate and 1-decanol was used as the catalytic system. The optimal ROP conditions for achieving the maximum molecular weight and suppressed polymer coloration (yellowing) are: catalyst concentration 0,01 mol%, temperature 160 °C, and polymerization length 4 hours. PLA with molecular weight Mw= 447 ± 7,8 kg.mol-1 was prepared at these conditions and good repeatability of the result was achieved. The effect of naturally occurring lactide contaminants and their influence on the course and ROP result was experimentally verified on the optimized polymerization system. The purpose was to explore the effect of lactide contamination with water and ethanol as natural lactide contaminants. The results clearly confirm the orderly lower sensitivity of the polymerization system for the presence of ethanol as compared to water contamination. In the case of the presence of water, the course and the result of the polymerization in terms of both the conversion and achieved molecular weights are negatively affected, even when the water content is in the order of 0,001%. Conversely, the presence of ethanol has a positive effect on lactide conversion and polymer polydispersity. Lactides with an alcohol content of about one-tenth of a percent are suitable to reach molecular weights of PLA similar to commercially available products. This difference shoves a significant advantage in the proposed technology of preparing PLA from ethyl lactate, especially for easier purification of crude lactide into polymer grade purity. Práce se zaměřuje na nové postupy přípravy derivátů kyseliny mléčné. Hlavním cílem bylo ověření proveditelností přípravy vysokomolekulárního polylaktidu s využitím ethyllaktátu jako prekurzoru syntézy laktidu. Část práce je věnována novému postupu přípravy samotného ethyllaktátu. Experimentální část práce je rozdělena podle dílčích kroků na cestě od kyseliny mléčné po vysokomolekulární polylaktid. Příprava bezvodého ethylesteru kyseliny mléčné (EtLA) byla řešena inovativní cestou s využitím alkoholýzy oligomerní kyseliny mléčné. K této metodě byl odvozen kinetický model pro izotermální alkoholýzu s ekvimolárním zastoupením reaktantů. Studována byla rovněž neizotermální alkoholýza za varu reakční směsi při atmosférickém tlaku. Nalezená metoda je svou koncepcí zcela odlišná od soudobé technologie přípravy ethyllaktátu. Získaný ethyllaktát byl oligomerován transesterifikací za odštěpení ethanolu na nízko- i vysokomolekulární oligomer za pomocí nově nalezených katalyzátorů vhodných pro dané reakční prostředí. K oligomeraci na nízkomolekulární oligomer vhodný pro přípravu laktidu (Mn 1000 g.mol-1) byl využit laktát cínatý. K experimentální polymeraci ethyllaktátu na produkt s molekulovou hmotností v desítkách kDa pak nově syntetizovaný tetraethyllaktoxyltitanát. K depolymeraci oligomeru na laktid byla optimalizována laboratorní metoda, přičemž byly nalezeny podmínky maximalizující výtěžek laktidu. Tyto podmínky jsou: teplota 225 °C, tlak 2 kPa, katalýza 0,05 mol% laktátu cínatého vůči laktátovým jednotkám v oligomeru. Připravený laktid byl rafinován do polymerní čistoty, destilací a následnou rekrystalizací z ethylacetátu a toluenu. Laktid byl dále využit k optimalizaci podmínek ROP polymerace. Byla optimalizována metoda přípravy vysokomolekulárního PLA prostřednictvím ROP polymerace laktidu. Optimalizací byla nalezena vhodná koncentrace katalyzátoru v kombinaci s polymerační teplotou a délkou polymerace. Jako katalytický systém byla využita ekvimolární směs 2-ethylhexanoátu cínatého a 1-dekanolu. Optimální podmínky ROP pro dosažení maximální molekulové hmotnosti při současném potlačení barevných změn polymeru jsou: koncentrace katalyzátoru 0,01 mol% vůči laktidu, polymerační teplota 160 °C a délka polymerace 4 h. Při těchto podmínkách byl připraven polymer o Mw =447 ± 7,8 kg.mol-1. Na optimalizovaném polymeračním systému byl experimentálně ověřen vliv přirozeně se vyskytujících kontaminantů laktidu a jejich vlivu na průběh a výsledek ROP polymerace. Účelem bylo posouzení vlivu kontaminace laktidu vodou a ethanolem jako přirozených kontaminantů laktidu při jeho přípravě z oligomerů kyseliny mléčné resp. ethyllaktátu. Výsledky jasně potvrzují řádově menší citlivost polymeračního systému na přítomnost ethanolu a jeho reakčních produktů s laktidem (ethyllaktát a jeho dimer) v porovnání s kontaminací vody. V případě přítomnosti vody je průběh a i výsledek polymerace co do konverze i dosažené molekulové hmotnosti negativně ovlivněn i při obsahu vody v řádu 0,001 %. Naopak přítomnost ethanolu má pozitivní vliv na konverzi laktidu i stabilizaci polydisperzita polymeru. K dosažení molekulových hmotností PLA obdobných s komerčně dostupnými produkty vyhoví i laktid s hmotnostním obsahem ethanolu v řádu desetin procenta. Tento rozdíl představuje výraznou výhodu v navržené technologii přípravy PLA z ethyllaktátu, zejména pro nižší nároky na purifikaci surového laktidu do polymerní čistoty.
Keywords:
kyselina mléčná; ethyllaktát; esterifikace; polytransesterfikace; oligomerace; polymerace s otevřením kruhu; polylaktid; PLA; lactic acid; ethyl lactate; esterification; polytransesterification; oligomerization; ROP polymerization; polylactide; PLA
Available in a digital repository NRGL
New Processes of Lactid Acid Polymers Preparation
bylo posouzení vlivu kontaminace laktidu vodou a ethanolem jako přirozených kontaminantů laktidu při jeho přípravě z oligomerů kyseliny mléčné resp. ethyllaktátu. Výsledky jasně ...
Hygienizace kalů v čistírnách odpadních vod
Mach, Pavel
2014 - Czech
The Dissertation thesis compares the methods of hygienisation of wastewater treatment plants sludges with respect to meeting legislative requirements of conditions for using treated sludges on agricultural land. The thesis draws a comparison between the method of stabilisation and hygienisation of the sludge through the autothermal aerobic thermophilic stabilisation (AATS) by pure oxygen and the method of sludge hygienisation by pasteurization. The objective of the thesis is to evaluate the above-mentioned methods of hygienisation of wastewater treatment plant sludges, to compare their efficiency and a level of secondary contamination by indicator microorganisms before their subsequent treatment. Disertační práce se zabývá porovnáním způsobů hygienizace kalů z čistíren odpadních vod z hlediska splnění legislativních požadavků podmínek použití upravených kalů na zemědělské půdě. V práci je porovnáván způsob metody stabilizace a hygienizace kalu autotermní aerobní termofilní stabilizací (AATS) čistým kyslíkem s metodou hygienizace kalu pasterací. Cílem práce je vyhodnocení uvedených způsobů hygienizace čistírenských kalů, porovnání jejich účinností a míry sekundární kontaminace indikátorovými mikroorganismy před jejich dalším zpracováním.
Keywords:
čistírny odpadních vod; hygienizace; indikátorový mikroorganismus; kaly; mikrobiologická kritéria; stabilizace kalu
Available in digital repository of Mendel University.
Hygienizace kalů v čistírnách odpadních vod
Disertační práce se zabývá porovnáním způsobů hygienizace kalů z čistíren odpadních vod z hlediska splnění legislativních požadavků podmínek použití upravených kalů na zemědělské půdě. V ...
Výzkum možností využití bioindikátorů pro monitoring skládek
Lichovníková, Veronika
2015 - Czech
The relation between the natural conditions and species composition and the prosperity of plant communities in situ is very close and suitable for monitoring potential degradation of individual natural components. In advanced science, this linkage also called bioindication, is widely used and it represents the effective and economically favourable method of pollution detection. The study of: Research of the possibility of using biomarkers for monitoring of landfills is focused of increasing knowledge about bioindication. The technical security of landfills now strictly implements the applicable laws and regulations, and therefore the risk of leakage of pollutants produced during the storage and subsequent decomposition of waste is very slight. Nevertheless the care of the possible risks of leakage of these substances and the subsequent contamination of the surrounding area must be taken. The research of verifying the possibility of using the vascular plants in monitoring the landfill was carried out in the years 2013-2015 on the landfill of municipal solid waste Petrůvky. During the three-year period, the reconnaissance of the terrain, and setting out five habitats for recording species composition and cover of vascular plants were carried out. On the basis of plant ecological requirements, and the incidence rate the bioindicative value was determined. The higher attention was paid to the plants that pointed to a higher nutrient capacity of habitat. Identified specially protected species: Filago lutescens, Veronica Dillenii, Myosurus minimus, Miosotis discolor, Ranunculus auricomus, Euphorbia amygdaloides and Filago arvensis, exhibited as important aspects for verifying the state of the environment were which indicated good natural conditons. Bioindicative properties of plant species were then compared with the results of the analysis of surface and underground water and soil, which were analyzed for a purpose of regular landfill monitoring. The phytocenological relevé created form the part of the analysed areas in 2009 was also used for the comparison of the results. The possibility of utilization of plant bio-indicators for monitoring the landfill based on performed research was determined. Vazba druhového složení a prosperity rostlinných společenstev na přírodní podmínky v místě jejich výskytu je velmi úzká a lze díky ní sledovat možné zhoršení jednotlivých přírodních složek. Tato vazba neboli bioindikace, je v moderní vědě hojně využívána a platí za efektivní a ekonomicky příznivou metodu detekce znečistění. Prohloubení znalostí o bioindikaci je věnována také tato doktorská disertační práce na téma: Výzkum možností využití bioindikátorů pro monitoring skládek. Technické zabezpečení skládek odpadů dnes striktně podléhá příslušným právním předpisům, a proto je riziko úniku polutantů vznikajících při ukládání a následném rozkladu odpadů nepatrné. Přesto je třeba dbát na možná rizika úniku těchto látek a následné kontaminace přilehlého okolí. Výzkum na ověření možností využití cévnatých rostlin při monitoringu skládky probíhal v letech 2013 až 2015 na skládek tuhého komunálního odpadu Petrůvky. Během tříletého období jsme provedla rekognoskaci terénu a vytyčila jsem 5 biotopů, na kterých jsem následně zaznamenávala druhové složení a pokryvnost cévnatých rostlin. Na základě jejich ekologických požadavků a míry výskytu jsem určila jejich bioindikační hodnotu. Zvláště jsem věnovala pozornost druhům, které poukazovaly na vyšší úživnost stanoviště. Významnými aspektem pro ověření stavu daného prostředí byly identifikované zvláště chráněné druhy: bělolist žlutavý (Filago lutescens), myší ocásek nejmenší (Myosurus minimus), pomněnky dvoubarevné (Myosotis discolor), Pryskyřník zlatožlutý (Ranunculus auricomus) a rozrazil Dilleniův (Veronica Dillenii), pryšec mandloňovitý (Euphorbia amygdaloides) a bělolist rolní (Filago arvensis), které indikovaly dobré přírodní podmínky. Bioindikační vlastnosti rostlinných druhů byly následně porovnány s výsledky analýzy povrchové, podzemní vody a půdy, které byly analyzovány v rámci pravidelného monitoringu provozované skládky. K porovnání výsledků byly dále využity výsledky fytologického monitoringu, který byl na části území proveden v roce 2009. Na základě provedeného výzkumu jsem stanovila možnost využití rostlinných bioindikátorů pro monitoring skládky.
Keywords:
bioindikátory; rostliny; skládky odpadů; biomonitoring
Available in digital repository of Mendel University.
Výzkum možností využití bioindikátorů pro monitoring skládek
zabezpečení skládek odpadů dnes striktně podléhá příslušným právním předpisům, a proto je riziko úniku polutantů vznikajících při ukládání a následném rozkladu odpadů nepatrné. Přesto je třeba dbát ...
Tuhá maziva v nanoměřítku: tribologické chování in silico
Nicolini Paolo; Victor Emile Phillippe Claerbout; Gnecco Enrico
2021 -
Tření a opotřebení nastává, když jsou dva povrchy v kontaktu a relativním pohybu a představují přibližně 23 % veškeré spotřebované energie. Použití maziva v kontaktu může snížit (nebo dokonce téměř eliminovat) tření, opotřebení a související procesy. Jedná se o techniku sahající až do starověkého Egypta. Běžná každodenní klasická maziva jsou na bázi oleje nebo vody. Stále přísnější ekologické standardy však omezují další používání olejů, a v náročných provozních podmínkách, jako jsou extrémně vysoké/nízké kontaktní tlaky a pracovní teploty, tekutá maziva nemůžeme používat. Od 40. let 20. století se tuhým mazivům, což jsou vrstvené krystalické materiály, věnuje značná pozornost. Dnes se používají hlavně jako přísady, které tekutým mazivům zlepšují vlastnosti. Dichalkogenidy přechodových kovů jsou některé z nejznámějších příkladů tuhých maziv, z nichž je disulfid molybdenu (MoS 2 ) hlavní reprezentant. Tyto materiály mají potenciál nahradit tekutá maziva v mnoha aplikacích, a to formou tenké vrstvy. Navzdory značnému vědeckému úsilí však zatím nebylo dosaženo průmyslové implementace MoS 2 a pevných maziv obecně. Důvodem je malá znalost třecích mechanismů vrstevnatých systémů, a to jak v nanoměřítku, tak v makroměřítku. Kromě toho jsou tuhá maziva vysoce citlivá na poškození způsobená interakcemi s jejich prostředím, což omezuje využití jejich slibného potenciálu v široké škále aplikací. V této práci se pomocí výpočetního modelování snažíme objasnit mechanismy určující třecí vlastnosti MoS 2 v nanoměřítku. To se provádí zkoumáním třecích aspektů MoS 2 , například studiem frikční anizotropie a zvážením vlivu vnějších podmínek, jako je kontaminace vodou, o níž je obecně známo, že zhoršuje třecí vlastnosti MoS 2 . Byly získány nové poznatky o principech dosažení superlubricity v homostrukturách, a byla potvrzena relevantnost povrchové energie mezivrstvy. Studium interakce s vodou prokázalo interkalaci vody na třecí vlastnosti tuhých maziv. V tomto tisíciletí jsou dostupná i jednovrstvá tuhá maziva, které otevřely dveře nové třídě materiálů, takzvaným heterostrukturám. Jedná se o vrstvené struktury, které kombinují několik různých typů tuhých maziv. Ačkoli heterostruktury mají potenciál dalšího vylepšení vlastností tuhých maziv, skutečná stabilita těchto struktur je často vynechána. V této práci je proto pomocí teorie epitaxe rozsáhle prozkoumána energetická stabilita úhlu natočení prototypové heterostruktury postavené z MoS 2 a grafenu. Naše studie o heterostrukturách odhaluje nové poznatky o stabilitě těchto struktur a pomohla vysvětlit experimentálně naměřené vlastnosti.Friction and wear occur when two surfaces are in contact and relative motion, and are considered responsible for approximately 23% of all energy consumed. The types of materials in contact and environmental conditions, such as temperature and humidity, are highly correlated with friction and wear. Introducing a lubricant into the sliding contact can help reduce (or even eliminate) friction, wear, and associated processes – a technique dating as far back as Ancient Egypt. Common everyday classical wet lubricants are either oil- or water-based. However, increasingly strict sustainability standards and rising demands of our modern industrial society have surpassed the application of these wet lubricants in severe operating conditions, such as extremely high/low contact pressures and working temperatures or when used in nanoscale devices. Starting from the 1940s, solid lubricants, which are layered crystalline materials, have received substantial attention due to their excellent frictional properties. To date, they have mainly been used as additives to impart improved lubrication properties to lubricants. Transition metal dichalcogenides are some of the best-known examples of solid lubricants, of which molybdenum disulfide (MoS 2 ) is considered prototypical. When applied as a coating (as opposed to an additive), they have the potential to overcome a vast number of problems encountered by wet lubricants. Despite the considerable scientific effort, large-scale industrial implementation of MoS 2 , and solid lubricants in general, has not been achieved. A combination of problems lies at the origin of this. We do not possess a fundamental understanding of the actual frictional mechanisms of layered systems, both at the nanoscale and macroscale. Moreover, solid lubricants are highly sensitive to deterioration resulting from interactions with their environments, limiting the exploitation of their promising potential in a wide range of applications. In this thesis, we make an effort towards elucidating the mechanisms that determine the frictional properties of MoS 2 at the nanoscale by employing computational modeling. This is done by investigating the intrinsic frictional aspects of MoS 2 , for example, by studying frictional anisotropy, and considering the effect of external conditions such as water contamination, which is commonly known to deteriorate the frictional properties of MoS 2 . The use of prototypical materials allowed us to provide new understandings in the application and design of solid lubricants in general. Novel insights were obtained on the principles of achieving superlubricity in homostructures, where the relevance of the interlayer potential energy surface topology was once more confirmed. Additionally, the results on water contamination highlight the effect of interlayer intercalation of water on the frictional properties of solid lubricants and thus guide the design of nanoscale devices in ambient conditions. Since 2004 single-layer solid lubricants have been readily available, which has opened the door to a new class of materials, so-called heterostructures. These are layered structures that combine several different types of solid lubricants. Although heterostructures create the potential for tuning the properties of solid lubricants, the actual stability of these structures is often left out of consideration. Therefore, in this work, the twist angle energetic stability of a prototypical heterostructure built from MoS 2 and graphene is extensively explored through epitaxy theory. Our study on heterostructures reveals new insights into the observations made in experiments and the stability of twistronic devices. In conclusion, this thesis has actively contributed to making the next step for large-scale industrial implementation of solid lubricants feasible.
Keywords:
tření; tribologie; pevná maziva; dichalkogenidy přechodových kovů; disulfid molybdenu; heterostruktury; simulace molekulární dynamiky; friction; tribology; solid lubricants; transition metal dichalcogenides; molybdenum disulfide; heterostructures; molecular dynamics simulations
Available in digital repository of ČVUT.
Tuhá maziva v nanoměřítku: tribologické chování in silico
vlastnosti MoS 2 v nanoměřítku. To se provádí zkoumáním třecích aspektů MoS 2 , například studiem frikční anizotropie a zvážením vlivu vnějších podmínek, jako je kontaminace vodou, ...
NRGL provides central access to information on grey literature produced in the Czech Republic in the fields of science, research and education. You can find more information about grey literature and NRGL at service web
Send your suggestions and comments to nusl@techlib.cz
Provider
Other bases