Zasedání OR FCH 27. ledna 2016 – zápis 1. Předseda OR (prof. Pekař) informoval o prodloužení akreditace. OR projednala související změny ve struktuře studijních předmětů – konstatovala, že návrh z posledního zasedání, doplněný o dva předměty z oblasti molekulárních materiálů, je součástí prodloužené akreditace a bude plně realizován počínaje akademickým rokem 2016/17. 2. OR schválila témata disertačních prací pro příští akademický rok – ve stavu, jak jsou zadána v informačním systému Apollo k dnešnímu dni. 3. OR schválila obsah předmětů SDZ – viz příloha k zápisu. 4. OR souhlasí s tím, aby komise pro přijímací zkoušky byla složena z vybraných členů OR, v počtu nejméně tři. 5. OR projednala ISP a hodnocení doktorandů školiteli zadaná v informačním systému Apollo. Souhlasí s navrženými ISP a nemá výhrad k hodnocením. Předseda připraví návrh instrukcí k vyplňování uvedené dokumentace, aby rozsahem informací odpovídala úrovni doktorandského studia (např. určit minimální počet znaků, uvádět informace o datu a obsahu pravidelných referátů na školicím pracovišti) a rozešle OR k projednání. Napříště bude uvedená dokumentace exportována ze systému Apollo a rozeslána členům OR k vyjádření (vždy v říjnu až listopadu). 6. Předseda OR informoval o nové praxi – pravidelných referátech doktorandů před pracovníky a doktorandy ÚFSCH. Konají se jednou za dva týdny během výukového období, v každém termínu vystoupí až tři doktorandi. Každý tak během akademického roku splní povinnost referovat. Na tyto semináře jsou srdečně zváni i externí členové OR; v letním semestru budou probíhat v pondělky sudých týdnů počínaje 8.2., od 12:00 v posluchárně P4 (8.2. až od 13:00). 7. V rámci hodnocení úrovně uskutečňování DSP neshledala OR žádné zásadní problémy a konstatovala, že program je dlouhodobě stabilizovaný, uskutečňovaný na adekvátní úrovni. Pro toto hodnocení doporučuje připravit roční přehledy o počtech úspěšně obhájených disertací, počtu publikací, jichž jsou doktorandi (spolu)autory, aktuálním počtu studentů v jednotlivých ročnících i počtu předčasně ukončených studií. OR pověřila předsedu, aby projednal možnost získání těchto informací jednoduchým způsobem z informačního systému Apollo. 8. Dále OR diskutovala termodynamickou terminologii, termín dalšího zasedání, externí členové seznámili interní členy se způsobem realizace DSP na jejich domovských univerzitách.
Zapsal: M. Pekař Verifikovali: členové OR dle prezenční listiny
Fakulta chemická, VUT v Brně Příloha zápisu ze zasedání OR FCH dne 27. 1. 2016
Obsah státní doktorské zkoušky DSP Fyzikální chemie Fyzikální chemie
Základní principy termodynamiky (1. a 2. věta, vnitřní energie, entalpie, spojené formulace, kritéria rovnováhy a směru průběhu).
Termodynamický popis směsí – parciální molární veličiny, chemický potenciál, aktivita.
Fázové a chemické rovnováhy – kritéria, principy fázových diagramů, podstata reakční izotermy, rovnovážná konstanta a její závislost na teplotě.
Chování elektrolytů ve vodných roztocích – disociace, hydrolýza, vedení proudu, aktivitní koeficienty (Debye-Hückelova teorie), Nernstova rovnice, elektrody.
Pojem rychlosti chemické reakce, rychlostní rovnice; rychlostní konstanta a její závislost na teplotě; složitější reakce (následné, bočné).
Teorie přechodového stavu.
Koloidní chemie
Velikost koloidních částic a její distribuce, princip stanovení pomocí rozptylu světla.
Termodynamika fázových rozhraní – volná a celková povrchová energie, důsledky zakřivení povrchu, kontaktní úhel a smáčení.
Teorie adsorpce – Gibbsova rovnice adsorpční izotermy. Adsorpce na pohyblivém fázovém rozhraní, adsorpce na povrchu tuhé látky.
Elektrická dvojvrstva, zeta-potenciál, stabilita koloidů.
Membránové (Donnanovy) rovnováhy, dialýza.
Reologie
Mechanické chování a vlastnosti materiálů: Newtonské kapaliny a Hookeovské materiály.
Nenewtonské kapaliny: Základní typy nenewtonského tokového chování. Konstitutivní rovnice. Tixotropie a reopexie.
Lineární viskoelasticita: Maxwellův a Kelvinův model. Materiálové funkce.
Viskozimetrie a reometrie. Teorie měření pro základní typy viskozimetrů.
Reologie a reometrie disperzních systémů (roztoky polymerů, suspenze).
Transportní procesy
Charakteristiky transportních procesů – pojmy, veličiny, metody studia, bilance fyzikálních vlastností.
Základní rovnice přenosu hybnosti – bilance hybnosti, působící síly a tenzor napětí.
Laminární tok izotropní viskózní kapaliny, počáteční a okrajové podmínky.
Základní rovnice přenosu hmotnosti – n-složkové kontinuum, bilance základních veličin, počáteční a okrajové podmínky.
Molekulární přenos hmotnosti – koncentrační difúze, termodifúze, barodifúze.
Spektroskopické a diagnostické metody
Teorie atomárních, molekulových a rezonančních spekter – Model částice v potenciálové jámě. – Model harmonického a anharmonického oscilátoru. – Model tuhého a reálného rotátoru. – Výběrová pravidla pro atomární spektra. – Výběrová pravidla pro molekulární spektra. – Výběrová pravidla pro rezonanční spektra. – Fluorescence a fosforescence. – Ramanův rozptyl. – Principy spektrometrie rentgenova záření.
Spektrometry – Konstrukce optických spektrometrů včetně fluorescenčních a VUV. – Konstrukce rezonančních spektrometrů (EPR, NMR). – Konstrukce hmotnostních spektrometrů. – Spektrometry pro rentgenovskou spektrometrii. – Zdroje elektromagnetického záření (žárovky, výbojky, lasery, synchrotron). – Zdroje částic pro spektrometrii (elektronové a iontové zdroje). – Detektory (fotonásobiče, diody, diodová pole, CCD, iCCD, částicové detektory, analyzátory energie nabitých částic). – Další spektroskopické vybavení (disperzní elementy, zrcadla, optické kabely, zobrazovací elementy, filtry). – Kalibrace spektrometrů.
Standardní spektroskopické metody – UV-VIS. – FTIR. – Kolorimetrie. – Hmotnostní spektrometrie. – Iontová pohyblivostní spektrometrie. – Fluorescenční spektrometrie.
Pokročilé spektroskopické metody – VUV spektrometrie. – Ramanova spektrometrie. – EPR. – NMR.
– – –
Rentgenovské spektrometrie (Augerova spektrometrie, XPS, XRD, ….). Spektrometrie atomárních sil. Cavity Ring Down spektrometrie.
Využití numerické simulace spekter
Plazmochemie
Elementární fyzikální a chemické procesy v plazmatu – Vzájemné interakce částic (mechanismus srážek, zákony zachování, pružné a nepružné srážky, účinný průřez interakce). – Interakce těžkých částic s elektrony (ionizace, záchyt elektronu, disociace molekul, excitace molekul, elektron iontová rekombinace, disociativní rekombinace). – Vzájemné interakce těžkých částic (Penningovská ionizace, energiový coupling stavů, přenos excitační energie mezi stejnými částicemi, přenos excitační energie mezi různými částicemi, disociativní přenos energie, rekombinační procesy atomů a radikálů). – Kinetická teorie plazmatu, Boltzmannova kinetická rovnice, rozdělovací funkce rychlostí. – Reakce v nerovnovážné kinetice, kinetika plazmochemických reakcí.
Generace plazmatu – zapálení výboje v plynu a kapalině, Townsendova teorie růstu lavin, Paschenův zákon, – doutnavý výboj, – koronový výboj, – dielektrický bariérový výboj, – vysokofrekvenční výboje, – plazmové trysky, – mikrovlnné výboje, – pulzní systémy.
Diagnostika plazmatu – Optická emisní spektroskopie (stanovení složení plazmatu, určení elektronové teploty ze spektra atomů, profil spektrální čáry (přirozený, rozšíření, štěpení spektrálních čar), Abelova transformace, určení elektronové teploty z molekulárního spektra, stanovení teploty neutrálního plynu (rotační teploty), stanovení vibrační teploty). – Optická absorpční spektroskopie (možnosti využití v různých typech plazmatu, laserová indukovaná fluorescence (LIF, TALIF), cavity ring down spektroskopie (CRD), Ramanovský rozptyl). – Elektrická měření v plazmatu (jednoduchá Langmuirova sonda, dvojná Langmuirova sonda, trojná sonda, měření napětí na proudu v pulsních systémech. – Další metody diagnostiky plazmatu (šlírová fotografie, EPR spektroskopie, plynová chromatografie).
Plazma elektrických výbojů v plynech a kapalinách a jejich aplikace – výboje za sníženého tlaku, – výboje za atmosférického tlaku, – výboje v kapalinách.
Pokročilé plazmochemické procesy a technologie – Plazmové leptání. – Modifikace povrchových vlastností materiálů.
– – – – – – – –
Depozice tenkých vrstev. Plazmová polymerace. Rozklady látek v plazmatu. Syntézy látek a nanočástic v plazmatu. Plazma jako zdroj záření. Plazma v analytické chemii. Termojaderná fúze. Biomedicínské aplikace plazmatu.
Fotochemie
Kvantové výtěžky.
Absorpce záření a excitované stavy molekul.
Procesy radiační i neradiační procesy deaktivace excitovaných stavů.
Zhášení excitovaných stavů, Stern-Volmerova rovnice.
Fotosenzibilizace.
Fotochemie polovodičů.
Fotostabilizace polymerních materiálů.
Molekulární materiály
Vlastnosti molekulárních materiálů – chemická a elektronová struktura a rozdíly oproti anorganickým polovodičům a kovům.
Fotofyzikální procesy v molekulárních materiálech – absorpce a emise elektromagnetického záření, fotogenerace a rekombinace nosičů náboje, nelineárně optické procesy apod.
Elektrické vlastnosti molekulárních materiálů – elektrická vodivost, transport nosičů náboje.
Metody studia struktury a vlastností molekulárních materiálů
Pokročilé aplikace molekulárních materiálů – solární články, tranzistory, elektrochemické tranzistory, senzory a biosenzory, fotochromní diody, elektrolumniscenční zařízení, lasery, nelineárně optické zařízení, apod.
Metody přípravy a studia součástek pokročilých aplikací z molekulárních materiálů.
