Studium samoskladby a stupně ionizace blokových kopolymerů pomocí transmisní elektronové mikroskopie a molekulových simulací

• Název práce v češtině: Studium samoskladby a stupně ionizace blokových kopolymerů pomocí transmisní elektronové mikroskopie a molekulových simulací
• Název v anglickém jazyce: Study of self-assembly and degree of ionization of block copolymers using transmission electron microscopy and molecular simulations
• Klíčová slova: vysoce rozlišená transmisní elektronová mikroskopie, molekulové simulace, samoskladba, responzivní systémy, blokové kopolymery, slabé polyelektrolyty
• Klíčová slova anglicky: high resolution transmission electron microscopy, molecular simulations, self-assembly, responsive systems, block copolymers, weak polyelectrolytes
• Akademický rok vypsání: 2021/2022
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra fyzikální a makromol. chemie (31-260)
• Vedoucí / školitel: Ing. Lucie Nová, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 20.01.2023
• Datum zadání: 20.01.2023
• Datum potvrzení stud. oddělením: 27.01.2023
• Datum odevzdání elektronické podoby: 21.05.2023
• Datum proběhlé obhajoby: 07.06.2023
• Oponenti: prof. RNDr. Miroslav Štěpánek, Ph.D.
• Konzultanti: Michal Mazur, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Blokové kopolymery, jejichž jednotlivé bloky mají rozdílnou afinitu k použitému rozpouštědlu, mohou tvořit v roztoku struktury jako jsou micely a vesikuly. I malá změna vnějších podmínek může způsobit, že se polymerní řetězce rozpuštěné v roztoku asociují do micel, a naopak, úprava vnějších podmínek zpět způsobí opětovné rozpuštění micel na jednotlivé řetězce. Takovéto systémy, které velmi citlivě reagují na změnu vnějších podmínek (např. pH, teplota), nazýváme responzivní systémy. V případě, že jeden z bloků polymeru je slabý polyelektrolyt, závisí jeho stupeň ionizace nejen na vnějších podmnínkách a také na tom, zda se daný řetězec nachází v roztoku nebo je součástí micelární struktury.
Náplní této práce bude detailní studium micelárních struktur složených z řetězců obsahujících termoresponzivní a pH responzivní (slabý polyelektrolyt) blok- jejich velikosti a stupně ionizace- pomocí kombinace experimentální techniky (vysoce rozlišená transmisní elektronová mikroskopie) a simulační metody (Hamiltoniánské Monte Carlo).

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Block copolymers with blocks, which have different affinities with respect to the solvent in question, can form structures like micelles or vesicules. Even a tiny change in external conditions can cause the association of the polymer chains into micelles, and vice versa, the change of the external conditions back causes the dissolution of micelles into individual polymer chains.These systems which react very sensitivelly to the changes in external conditions (e.g. pH, temperature) are called responsive systems. In the case that one of the unimer polymeric blocks is weak polyelectrolyte, its degree of ionization depends not only on the external conditions, but on the association state as well.
This work comprises a detailed study of micellar structures formed by unimer chains containing thermoresponsive and pH-responsive (weak polyelectrolyte) blocks- their size and degree of ionization- using combination of experimental technique (high resolution transmission electron microscopy) and simulation method (Hamiltonian Monte Carlo).