Search

Tato práce pojednává o odstranění vrstev korozních produktů, které se mohou vyskytovat na archeologických nálezech. K redukci korozních vrstev bylo použité nízkotlaké nízkoteplotní plazma. Experimenty byly provedeny na mosazných vzorcích. Modelové korozní vrstvy byly připravené dvěma různými způsoby. Některé sady vzorků byly připravené v laboratorních podmínkách ve dvou různých korozních prostředích, a to v prostředí amoniaku a parách kyseliny chlorovodíkové. Tyto vzorky korodovaly v exsikátoru. Několik vzorků bylo připraveno s inkrustací přidáním malého množství písku na povrch vzorku. Vzorky obvykle korodovaly 4 týdny. Druhý způsob, který byl použitý k přípravě vrstev korozních produktů, bylo zakopání vzorků do půdy nebo do kompostu. V tomto případě korodovaly vzorky přibližně dva roky. Vzorky byly ošetřené v nízkotlakém plazmatu (150 Pa) ve válcovém reaktoru z křemenného skla (90 cm dlouhý a 9,5 cm v průměru). Na vnější straně reaktoru byly připevněné dvě měděné elektrody připojené přes přizpůsobovací člen k radiofrekvenčnímu generátoru (13,56 MHz). Průtoky pracovních plynů byly regulovány na sobě nezávislými regulátory hmotnostního průtoku. Mezi rotační olejovou vývěvu, kterou byl systém kontinuálně čerpán, a reaktor byla umístěná vymrazovačka s kapalným dusíkem a hliníkovými pilinami, kde byly zachytávány nečistoty. Vzorek byl během ošetření umístěn na střed skleněného držáku v reaktoru. Plazma bylo generováno buď v čistém vodíku, nebo ve směsi vodík-argon. Celkový průtok pracovního plynu byl 50 sccm. Byly testovány různé poměry směsi vodík-argon, optimální byl poměr průtoků 30 sccm vodíku a 20 sccm argonu. Radiofrekvenční výboj byl použitý v kontinuálním a pulzním režimu s proměnlivou střídou při frekvenci 1000 Hz. Teplota ošetřovaného předmětu byla měřená dvěma způsoby. V prvním případě byla teplota měřená termočlánkem typu K, který byl umístěn uvnitř vzorku. Ve druhém případě byla teplota průběžně monitorovaná teploměrem s optickým přenosem dat připevněným k, This thesis presents results of the corrosion layers removal which could be found on the archaeological artefact surfaces. The low pressure low temperature plasma reduction was used for this purpose. Brass samples were chosen for this study. Two different ways have been used to form model corrosion layers. Several sets of corrosion layers were prepared in laboratory in two different corrosion atmospheres, namely ammonia atmosphere and atmosphere of hydrochloric acid. These samples were placed into desiccator. Small quantities of sand were added to some sets of samples so samples with sandy incrustation were prepared. The corrosion layers had been usually formed during four weeks. The second way, which was used to prepare model corrosion layer, was the natural corrosion in soil or compost. In this case, the corrosion layers had been formed approximately 2 years. The samples were treated in the low pressure (150 Pa) cylindrical Quartz reactor (90 cm long and 9.5 cm in diameter) with a pair of external copper electrodes connected via the matching network to a radiofrequency generator (13.56 MHz). The flows of working gases were set by independent mass flow controllers. Whole system was continuously pumped by the rotary oil pump which was separated from the discharge reactor by liquid nitrogen trap with aluminium chips eliminating dust and reactive species from the gas flow. Each sample was placed on a glass holder at the reactor center. Plasma was generated in pure hydrogen or in mixture of hydrogen and argon. Total flow of working gas was 50 sccm. Different ratios of gas mixture were tested, the ratio 30 sccm hydrogen and 20 sccm argon flows was the best. RF discharge was used in a continuous and pulsed regime. Pulsed mode was carried out with various duty cycle at the frequency of 1000 Hz. There were two ways of temperature monitoring. The sample temperature during the treatment was monitored by a K-type thermocouple installed inside the sample in the first case. The

Techniky analýzy jednotlivých buněk neboli single-cell analýzy, jsou velmi důležité v kontextu studia důležitých biotechnologických mikroorganismů. V biotechnologických procesech je optimální mít rychlé, efektivní a real-time analýzy, které lze provést s minimální přípravou vzorku. Proto jsme v rámci předložené disertační práce využili autofluorescenci jako marker fyziologického stavu mikrobiální kultury, který je možné analyzovat pomocí fluorescenční mikroskopie a/nebo průtokové cytometrie. Nejdříve bylo potvrzeno, na základně emisních spekter, že zelená autofluorescence emitovaná bakteriemi Cupriavidus necator H16 a jejím polyhydroxyalkanoáty (PHA) neprodukujícím mutantem Cupriavidus necator PHB-4, pochází skutečně z flavinů. Emisní maximum bylo naměřeno v rozmezí 510–550 nm pro FAD, FMN a riboflavin – bohužel jednotlivá spektra od sebe nebylo možné rozeznat, a 515 nm pro oba bakteriální kmeny Cupriavidus necator. Byly nalezeny dvě maxima excitačních spekter, jedno v rozmezí 360–370 nm a druhé okolo 440 nm. Z těchto poznatků byl sestaven nový protokol pro fluorescenční mikroskopii – laser byl nastaven na hodnotu 467 nm a emisní filtr pro detekci byl vybrán 520/35 nm. Flaviny a jejich autofluorescence může být take použita v kombinaci s jinými fluorofory, když jsou použity multiparametrické analýzy, ale je důrazně doporučeno, aby vybrané fluorescenční sondy buď emitovaly v jiném rozmezí, než je 500–550 nm anebo byla jejich doba života excitovaného stavu jiná, než je interval 3,2–3,7 a 4,2 – 4,9 ns. Tyto doby života navíc zůstaly konstantní, i když byly buňky vystaveny kultivačním a stresovým podmínkám. To z nich dělá velmi stabilní marker v porovnání s dynamickým charakterem intenzit fluorescence. Dále byl optimalizován protokol pro značení bakterie C. necator s využitím PHA specifické sondy BODIPY 493/503. Optimální koncentrace této lipofilní sondy byla stanovena na 2,5 µg ml-1 a sondu je možné dle našich dat aplikovat společně s viabilitní sondou propidium iodide, Single-cell analysis techniques are very important when studying relevant biotechnological microorganisms. In biotechnological processes, the optimum is to have fast, efficient and real-time analyses that can be done with minimal preparations. Therefore, we looked at autofluorescence as a possible and natural marker when employing fluorescence microscopy and flow cytometry. First, it has been established, based on the emission spectra, that the green autofluorescence of the bacteria used – Cupriavidus necator H16 and its non polyhydroxyalkanoates (PHA) producing mutant Cupriavidus necator PHB-4, is caused predominantly by flavins. The maxima of emission spectra were 510 – 550 nm for FAD, FMN and riboflavin whose spectra could not be distinguished, and 515 nm for both strains of Cupriavidus necator. Two maxima of excitation spectra of the bacteria were found – one in the range 360 – 370 nm and another around 440 nm, and so a new protocol for fluorescence microscopy has been established - the laser used was 467 nm and the emission filter chosen for the detection was 520/35 nm. Flavins and their autofluorescence can also be used in combination with other fluorophores when the need for multi-parametrical analyses arises, but it’s highly recommended the other dyes emit other than green fluorescence in the band of 500 – 550 nm or/and have an average fluorescence lifetime other than 3.2 – 3.7 and 4.2 - 4.9 ns. These values stayed constant even when the cells were exposed to various cultivation and even stress conditions. That makes them a very stable marker compared to the dynamic marker of fluorescence intensity that changes immediately after a change in the environment. A new staining protocol for C. necator using PHA-specific hydrophobic probe BODIPY 493/503 was optimised. The optimal staining concentration of the lipophilic dye BODIPY 493/503 was determined to be 2.5 µg ml-1 and it can be used in combination with propidium iodide. The BODIPY 493/503 staining protocol h

Předmětem této diplomové práce je studium nízkoteplotního mikrovlnného plazmatu na mikroorganismy Candida glabrata, Staphylococcus epidermidis a Escherichia coli. Sledován je inhibiční účinek plazmatu na zmíněné mikroorganismy na pevném živném médiu a v suspenzi (živné médium a PBS). Na pevném živném médiu je studován i inhibiční účinek na společné kultivace daných mikroorganismů. V práci je používán mikrovlnný výboj s povrchovou vlnou, pracovním plynem je argon. Pro experiment na pevném živném médiu je po celý experiment udržován konstantní průtok 5,0 Slm a výkon kolísající mezi 8-10 W. Pro experiment v suspenzi je po celý experiment udržován konstantní průtok 2,0 Slm a výkon 13 W. Byl pozorován inhibiční účinek plazmatu na pevném živném médiu na jednotlivé mikroorganismy a také na společné kultury. Bylo zjištěno, že mikroorganismy, které jsou ošetřené plazmatem na pevném živném médiu jsou inhibované a nekultivovatelné, přičemž mají neporušenou cytoplazmatickou membránu. Při ošetření mikroorganismů v suspenzi docházelo k usmrcení jednotlivých buněk, avšak tato účinnost byla nízká. Nízká účinnost byla způsobena experimentálním uspořádáním, konkrétně tím, že kolem viditelného výboje se kvůli zanoření kapiláry vyskytoval pouze pracovní plyn argon., The subject of this thesis is to study the interactions of the low-temperature microwave plasma with selected microorganisms Candida glabrata, Staphylococcus epidermidis, and Escherichia coli and their combinations. The inhibitory effect of the plasma on these microorganisms is monitored on selected solid nutrient media and in suspension (nutrient medium and PBS). The inhibitory effect on the mixed cultures of these microorganisms is also studied on the solid nutrient media. The surface wave microwave discharge is used, with argon as a working gas. For the experiment on the solid nutrient media, a constant gas flow rate of 5,0 Slm and a power fluctuating between 8-10 W are maintained throughout the experiment. For the suspension experiment, a constant gas flow rate of 2,0 Slm and 13 W power are maintained throughout the experiment. The inhibitory effects of plasma on the solid nutrient media were observed on the individual microorganisms as well as on the mixed cultures. It was found that the microorganisms treated by plasma on the solid nutrient media were inhibited and uncultivable, while their cytoplasmic membrane remained intact. When the microorganisms were treated in suspension, individual cells were killed, but the efficiency was low. This was caused by the experimental setup, specifically due to the plasma only being formed in argon (no intermixing with air), as the capillary was submerged in the treated suspension.

Přesný mechanizmus samotného zapálení výboje v roztocích není dosud znám, ačkoli v posledních několika letech došlo k velkému pokroku a přiblížením, z nichž některá jsou nastíněna v teoretické části práce. Tato práce je rozdělena na dvě experimentální části. První část se zabývá diagnostikou diafragmového výboje v roztocích elektrolytů a druhá část je zaměřena na jeho využití k rozpadu aglomerátů (vyšší homogenizaci distribuce) uhlíkových nanotrubek v roztocích. V experimentu 1 se k diagnostice diafragmového výboje v roztocích elektrolytu používaly tři různě velké reaktory (4 l, 100 ml, 50 ml) s diafragmovou konfigurací. Diagnostika probíhala pomocí časových záznamů proudu a napětí s doplněním synchronizovaných snímků z ICCD kamery, které byly zapojeny do čtyřkanálového osciloskopu. V-A charakteristiku lze popsat pomocí tří dějů probíhajících v roztoku elektrolytu za postupného zvyšování napětí. Za postupného zvyšování napětí v roztoku dochází nejdříve k elektrolýze. Další fáze je tvorba mikrobublin či bublin, která je na křivce charakteristická mírným poklesem nárůstu procházejícího proudu. Prudkým nárůstem procházejícího proudu je zase charakteristická poslední fáze a to výbojová fáze. Vzdálenost elektrod od diafragmy nijak významně neovlivňuje V-A charakteristiku. S vyšším průměrem dírky prochází vyšší proud, což však nemá vliv na počátek generace bublin či zápalné napětí. Čím je tloušťka diafragmy vyšší, tím je potřeba vyšší napětí k počátku generace bublin a následně i k zapálení výboje. Porovnáním napětí počátku generace bublin a zápalných napětí pro PET diafragmy a diafragmy z keramiky nebyl zjištěn žádný zásadní rozdíl. Jedním z nejdůležitějších parametrů je vodivost roztoku elektrolytu. Čím vyšší je vodivost roztoku, tím je potřeba nižší napětí pro počátek generace bublin a také dochází ke generaci výboje při nižším zápalném napětí. Druhá experimentální část je zaměřena na zkoumání vlivu diafragmového výboje na uhlíkové nanotrubky. Pro úpravu uhlíkových nan, The exact mechanism of the discharge in liquids ignition is not sufficiently known up to now. Although during the last years was achieved the great progress and overloading which some of them are written in this theoretical part of thesis. This thesis is divided into two experimental parts. When the first part deals with diagnostics of diaphragm discharge in electrolyte solutions and the second part is focused on its use for uncoiling (higher homogenization) of carbon nanotubes in solutions. In experiment 1, three different sized (4 l, 100 ml, 50 ml) diaphragm discharge configurations were used to diagnose diaphragm discharge in electrolyte solutions. Diagnostics is done through current and voltage waveforms with the addition of synchronized ICCD camera images that have been connected to a four-channel oscilloscope. The V-A characteristic can be described by three events occurring in the electrolyte solution with a gradual increase in voltage. Slowly increasing of the voltage in the solution leads first to electrolysis. The next phase is the formation of microbubbles or bubbles, which is characteristic of the curve by a slight decrease in the increase of the current passing between electrodes. The sudden increase in the current flow is characteristic of the last phase, namely the discharge phase. The distance of the electrodes from the diaphragm does not significantly affect the V-A characteristic. The higher diameter of the pin hole, therefore, has a higher voltage, but this does not affect the origin of bubble generation or breakdown. The higher thickness of diaphragm, the higher voltage is needed to the beginning of the bubbles generation, and consequently the discharge breakdown. Comparison of the voltage of the start generation of the bubbles and breakdown for PET diaphragms and diaphragms from the ceramic there was no mark able difference. One of the most important parameters is the conductivity of the electrolyte solution. The lower voltage is needed for the

V této dizertační práci byla řešena problematika aplikace nízkotlakého nízkoteplotního plazmatu na vrstvy korozních produktů na bronzu. Vrstvy korozních produktů na vzorcích byly připravovány uměle. Díky tomu měly stejné složení a mohly být během experimentů nevratně zničeny, což by u reálných archeologických artefaktů nebylo možné. Vzorky byly nařezány z bronzu, slitiny mědi a cínu, s ohledem na velikost plazmochemické aparatury. Pomocí XRF bylo zjištěno složení bronzu. Každý vzorek byl před uložením do korozně aktivního prostředí omyt etanolem a osušen proudem teplého vzduchu. Až do této fáze byl postup pro všechny vzorky stejný. Při tvorbě vrstev korozních produktů bylo potřeba zohlednit dva faktory: časové možnosti a reálnost korozně aktivního prostředí. Díky kladení důrazu na jeden či druhý faktor vzniklo několik skupin vzorků s různě degradovanými povrchy. Nejrychlejším způsobem bylo umístění vzorků do korozní komory, kde na ně působil roztok chloridu sodného za zvýšené teploty. Vzorky zkorodovaly během několika dnů. Delším, ale z hlediska kompaktnosti lepším způsobem, se ukázal postup, kdy byly vzorky uzavřeny do exsikátoru. Na jeho dně se nacházela Petriho miska s anorganickou kyselinou, v našem případě kyselinou chlorovodíkovou. Tímto způsobem zkorodovaly vzorky během jednoho měsíce. Nejdelším, ale nejrealističtějším, postupem bylo zakopání vzorků do půdy respektive do kompostu. Tento postup však prodloužil délku tvorby vrstev korozních produktů na dva roky. Po vytažení vzorků z kteréhokoliv korozního prostředí, byly vzorky vysušeny za sníženého tlaku a následně byly uloženy do bariérové folie společně s absorbéry vlhkosti a kyslíku. Vzorky s takto připraveným vrstvami korozních produktů byly ošetřeny v nízkotlakém nízkoteplotním plazmatu. Ošetření probíhalo v aparatuře, jejímž základem byl reaktor – válec z křemenného skla o průměru 100 mm a délce 900 mm. Do reaktoru byl přiváděn pracovní plyn nebo směs pracovních plynů o celkovém průtoku 50 sccm. V našem, The thesis deal with applying low-pressure low-temperature plasma to corrosion products layers on bronze. Layers of corrosion products on samples were artificially prepared. As a result, they had the same composition and could be irreversibly destroyed during experiments, which would not be possible with real archeological artifacts. Bronze, copper and tin alloy, samples were cut with respect to the size of the plasma-chemical device. XRF was used to determine the bronze composition. Before being corroded by the active medium, each sample was washed with ethanol and dried with a hot air stream. Until now, the procedure was the same for all samples. During formation of corrosion products layers, two factors have to be taken into account: the time consumption and the corrosiveness of the active environment. By focusing on one or the other factor, several groups of samples with differently degraded surfaces were created. The fastest way was to place samples in a corrosion chamber where sodium chloride solution was applied at the elevated temperature. The samples were corroded within a few days there. Longer, but in terms of corrosion products layers compactness better way proved procedure where the samples were sealed in the desiccator. At the desiccator bottom the Petri dish with an inorganic acid was placed, in our case, with hydrochloric acid inside. This method corroded the samples within one month. The longest but the most closed to the real live method was the burial of samples into soil or compost. However, this method corroded the samples within two years. Final step after the samples were removed from any corrosive environment, were dried under low pressure and were placed in a barrier film made bag together with moisture and oxygen absorbers. So prepared samples with layers of corrosion products have been treated in a low-pressure low-temperature plasma. Treatment was carried out in the apparatus which is based on the reactor: cylinder of quartz glass having

Hlavním tématem této bakalářské práce je plazmochemické ošetření archeologickým artefaktů, především plazmochemické ošetření korozních vrstev mosazi. Pro tento proces bylo použito nízkotlaké, nízkoteplotní vodíkové plazma. Technologie je v současnosti využívána zejména pro železné a stříbrné předměty, ovšem ani pro ně nejsou nalezeny optimální podmínky. Odstraňování koroze u předmětů z barevných kovů je pak zcela v počátcích. Byly připraveny dvě sady vzorků v různých korozních prostředích. Prvním prostředím byly nasycené páry HCl, vzorky byly v tomto prostředí po dobu jednoho měsíce, korozní vrstvy byly oranžovo-hnědé. Druhá sada byla připravena v roztoku amoniaku, vzorky byly v tomto prostředí jeden den, korozní vrstvy byly modré. Plazma bylo generováno kontinuálně při různých výkonech generátoru. Experimenty probíhaly při tlaku 100 Pa a průtoku vodíku 50 sccm. Výkon generátoru byl volen v rozsahu 50 – 200 W a ošetření trvalo 70 – 140 minut. Změny, ke kterým docházelo v důsledku plazmochemických reakcí, byly pozorovány optickou emisní spektroskopií. Redukční děj byl monitorován pomocí integrální intenzity OH pásu. Spektrální intenzita spektrometru byla volena v rozsahu 290 – 330 nm. Po plazmochemickém ošetření bylo obtížné odstranit korozní vrstvy HCl, ale odstranění korozních vrstev amoniaku bylo snadné. To bylo způsobené typem korozního procesu (korodované vrstvy byly ovlivněny dobou korozního procesu). Tato bakalářská práce slouží k počátečnímu studiu chování korozních vrstev mosazi při plazmochemickém ošetření. V budoucnu by mohlo být ošetření v plazmatu použito pro ošetření skutečných archeologických artefaktů., The main topic of this bachelor thesis is plasmachemical treatment of archeological artifacts, especially plasma chemical treatment of brass corrosion layers. Low-pressure, low-temperature hydrogen plasma is used for this process. Nowadays, the technology is used mainly for iron or silver based materials but even for them the optimal conditions for the corrosion removal are not fully known yet. The knowledge about other metallic materials is fully missing. Two sets of brass samples were prepared in different corrosion atmospheres. The first atmosphere was prepared using saturated vapors of HCl. The samples were in this atmosphere during one month, and corrosion layers were orange-brown. The second set was prepared using ammonium solution, the samples were in this atmosphere for one day, corrosion layers were blue. The generation of capacitively coupled plasma in continuous mode by different supplied power was done. The experiments were carried out at 100 Pa with hydrogen gas flow of 50 sccm. Discharge power was varied in the interval 50 – 200 W and the treatment duration was 70 – 140 min. The optical emission spectroscopy of OH radical was used to find out all changes those have been resulting from plasmachemical reactions. The OH radical integral intensities were observed, they were used to monitoring plasma chemical reduction process. Spectral intensity of spectroscope was in the range 290 – 330 nm. After the plasmachemical treatment, it was very difficult to remove corrosion layers of HCl, but removing of NH3 corrosion layers was easy. It was caused by type of corrosion process (corrosion layers were influenced by time of corrosion process). This bachelor thesis is the start to find out conduct corrosion layers of brass in plasma treatment. In future, plasma treatment could be used to treatment of real archaeological artifacts.

Předmětem této diplomové práce je studium nízkoteplotního mikrovlnného plazmatu na mikroorganismy Candida glabrata, Staphylococcus epidermidis a Escherichia coli. Sledován je inhibiční účinek plazmatu na zmíněné mikroorganismy na pevném živném médiu a v suspenzi (živné médium a PBS). Na pevném živném médiu je studován i inhibiční účinek na společné kultivace daných mikroorganismů. V práci je používán mikrovlnný výboj s povrchovou vlnou, pracovním plynem je argon. Pro experiment na pevném živném médiu je po celý experiment udržován konstantní průtok 5,0 Slm a výkon kolísající mezi 8-10 W. Pro experiment v suspenzi je po celý experiment udržován konstantní průtok 2,0 Slm a výkon 13 W. Byl pozorován inhibiční účinek plazmatu na pevném živném médiu na jednotlivé mikroorganismy a také na společné kultury. Bylo zjištěno, že mikroorganismy, které jsou ošetřené plazmatem na pevném živném médiu jsou inhibované a nekultivovatelné, přičemž mají neporušenou cytoplazmatickou membránu. Při ošetření mikroorganismů v suspenzi docházelo k usmrcení jednotlivých buněk, avšak tato účinnost byla nízká. Nízká účinnost byla způsobena experimentálním uspořádáním, konkrétně tím, že kolem viditelného výboje se kvůli zanoření kapiláry vyskytoval pouze pracovní plyn argon., The subject of this thesis is to study the interactions of the low-temperature microwave plasma with selected microorganisms Candida glabrata, Staphylococcus epidermidis, and Escherichia coli and their combinations. The inhibitory effect of the plasma on these microorganisms is monitored on selected solid nutrient media and in suspension (nutrient medium and PBS). The inhibitory effect on the mixed cultures of these microorganisms is also studied on the solid nutrient media. The surface wave microwave discharge is used, with argon as a working gas. For the experiment on the solid nutrient media, a constant gas flow rate of 5,0 Slm and a power fluctuating between 8-10 W are maintained throughout the experiment. For the suspension experiment, a constant gas flow rate of 2,0 Slm and 13 W power are maintained throughout the experiment. The inhibitory effects of plasma on the solid nutrient media were observed on the individual microorganisms as well as on the mixed cultures. It was found that the microorganisms treated by plasma on the solid nutrient media were inhibited and uncultivable, while their cytoplasmic membrane remained intact. When the microorganisms were treated in suspension, individual cells were killed, but the efficiency was low. This was caused by the experimental setup, specifically due to the plasma only being formed in argon (no intermixing with air), as the capillary was submerged in the treated suspension.

Cieľom diplomovej práce bolo na základe literárnych rešerší zvoliť optimálnu metódu pre vyhodnotenie obsahu celkovej mikrobiálnej biomasy v pôde, pri použití plazmou aktivovanej vody ako zálievky. Pre tento účel bola zvolená fumigačne–extrakčná metóda, ktorá bola vyhodnotená pomocou TOC/TN. Práca sa ďalej zamerala na charakterizáciu fyzikálne–chemických vlastností plazmou aktivovanej vody a pôdy. Sledovaná bola i rýchlosť dekompozície organickej hmoty v pôde pomocou tea bag metódy, kde je ku štúdiu rýchlosti dekompozície použitý zelený a rooibos čaj. V zelenom čaji bol tiež stanovený obsah celkových vodou extrahovateľných polyfenolických látok. Na základe kultivačných testov bola stanovovaná prítomnosť pôdnych mikroorganizmov. Z nameraných dát bolo zistené, že plazmou aktivovaná voda nemá negatívny vplyv na pH pôdy. Avšak pravdepodobne v dôsledku jej aplikácie klesli hodnoty celkovej mikrobiálnej biomasy vo vzorkách plazmou aktivovanej vody po dobu 10 minút na hodnotu (8063±1900) mgkg-1 pri TOC a (98±74) mgkg–1 pri TN oproti zálievke destilovanou vodou, kde hodnoty TOC boli (18068±4186) mgkg-1 a TN (123±10) mgkg-1., The aim of the diploma thesis was to choose the optimal method for evaluating the content of total microbial biomass in the soil, using plasma-activated water as irrigation, based on literature research. For this purpose, the fumigation-extraction method was chosen, which was evaluated using TOC/TN. The work further focused on the characterization of the physicalchemical properties of plasma-activated water and soil. The rate of decomposition of organic matter in the soil was monitored using the tea bag method, where green and roiboos tea are used to study the rate of decomposition. The content of total water-extractable polyphenolic substances was also determined in green tea. Based on cultivation tests, the presence of soil microorganisms was determined. From the measured data, it was found that the plasmaactivated water does not have a negative effect on the pH of the soil. However, probably as a result of its application, the values of the total microbial biomass in plasma-activated water samples for 10 minutes decreased to the value of (8063±1900) mgkg-1 for TOC and (98±74) mgkg-1 for TN compared to the distilled infusion water, where TOC values were (18068±4186) mgkg-1 and TN (123±10) mgkg-1. .

Tato bakalářská práce se v teoretické části zabývá vlivem zaváděného plynu na chemické procesy iniciované elektrickým výbojem v kapalinách. Jsou zde popsány možné metody diagnostiky reaktivních částic, které vznikají v systému po plazmatickém ošetření. V praktické části je pozorován vliv různých parametrů na produkci peroxidu vodíku, kterými mohou být polarita napětí, příměs plynu, elektrolyt. Pro srovnání byly vybrány dva plyny o rozdílných vlastnostech, argon a kyslík. Vliv pH byl sledován v roztoku fosforečnanu. Tyto roztoky jsou schopny udržovat stabilní pH v průběhu experimentu a díky této vlastnosti jsou fosforečnany velmi perspektivní v oblasti medicíny., This thesis in the theoretical part focuses on the gas influence on chemical processes initiated by electrical discharge in liquids. This part described the possible diagnostic methods of reactive particles whitch are produced in water solutions after plasma treatment. The influence of different experimental conditions, such as the influence of gas, effect of voltage polarity, effect of electrolyte of hydrogen peroxide formation were studied. The comparison of selected two gases with different property, argon and oxygen, were realized. The effect of pH in phosphate solution was studied. This solutions are able to maintain relatively stable pH during the experiment and due to this property phosphates are very perspektive for medical applications.

Tenké vrstvy jsou již řadu let využívány k modifikaci povrchových vlastností různých materiálů. Jednou z metod jejich přípravy je Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD), která je pro depozici tenkých vrstev použita i v této diplomové práci. Jako prekurzor je používán organokřemičitan hexamethyldisiloxan. Ve směsi s kyslíkem se pak v prostředí radiofrekvenčně buzeného kapacitně vázaného plazmatu vytváří tenké vrstvy na povrchu substrátu. Cílem práce je najít optimální podmínky depozičního procesu pro transparentní tenké vrstvy s co nejlepšími bariérovými vlastnostmi, především s co nejmenší propustností pro kyslík. Depozice tenkých vrstev byly realizovány pro různá složení depoziční směsi v kontinuálním i pulzním režimu plazmatu s měnícím se dodaným výkonem a střídou. Vlastní depoziční proces byl in situ monitorován optickou emisní spektrometrií. Nanesené tenké vrstvy byly následně zkoumány z hlediska fyzikálně-chemických vlastností (infračervená spektroskopie, stanovení povrchové energie) a bariérových vlastností. Pomocí optické emisní spektrometrie byly identifikovány důležité částice v depozičním plazmatu, z relativních intenzit vybraných fragmentů bylo možné určit rotační, vibrační a elektronovou teplotu plazmatu. Infračervenou spektrometrií bylo zkoumáno složení tenkých vrstev. Nejlepších výsledků v měření propustnosti pro kyslík dosahovaly tenké vrstvy připravené z depoziční směsi s vysokým obsahem kyslíku. Bariérové vlastnosti bylo možné ještě vylepšit depozicí směsi daného složení v pulzním režimu plazmatu při 20–30% střídě. V diplomové práci byly stanoveny optimální podmínky depozice tenkých vrstev z hexamethyldisiloxanu s nízkou propustností pro kyslík. Z tohoto výsledku je možné vyjít při jejich aplikaci jako inhibitorů další koroze na archeologických předmětech, popřípadě i v různých průmyslových odvětvích, kde je žádoucí a realizovatelné zabránit přístupu kyslíku do materiálu depozicí tenké bariérové vrstvy., Thin films have been used to modify surface properties of various materials for many years. Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) is one of the possible methods for their preparation and this technique is applied in this work as well. An organosilicone – hexamethyldisiloxane – is used as precursor. Thin films are created on the surface of the substrate using mixture of precursor and oxygen in radiofrequently excited capacitively coupled plasma. The aim of the thesis is to find the optimal deposition conditions for production of transparent thin layers with good barrier capabilities, low oxygen transmission rate especially. Thin film depositions were realized for different compositions of the deposition mixture in continuous and pulsed mode of plasma with varying supplied power and duty cycle values. The deposition process itself was monitored in situ by optical emission spectroscopy. Thin film coatings were analyzed to determine their physical chemical properties (infrared spectroscopy, surface energy) and barrier properties. Using optical emission spectroscopy, important particles were identified in the deposition plasma. Vibrational, rotational and electron temperatures were determined from relative intensities of chosen fragments. Composition of thin films was studied by infrared spectroscopy. The best results of oxygen transmission rate were achieved with layers prepared from deposition mixture with high oxygen content. It was possible to improve barrier properties by performing deposition in pulsed plasma mode with 20–30% duty cycle. In this diploma thesis, optimal deposition conditions of thin films from hexamethyldisiloxane with low oxygen transmission rate were determined. It is possible to use these results in practical applications, such as corrosion inhibitors for archaeological objects. Optionally, they can be used in various industry branches where it is desirable and feasible to prevent oxygen access to the material by deposition of barrier

Práce se zabývá diagnostikou povrchu a optických vlastností tenkých vrstev vytvořených plazmovou polymerizací hexamethyldisiloxanu (HMDSO). Byl studován vliv depozičních podmínek (průtok monomeru, výkon) a posuzován vliv kyslíku jako příměsi na vlastnosti vrstev. Takto vyráběné vrstvy slouží jako ochranné na reflexní vrstvy v reflektorech automobilů. K tvorbě vrstev byla použita průmyslová depoziční komora AluMet 1800V firmy Leybold optics instalovaná ve firmě Zlín Precision. Teoretická část práce se zabývá přehledem metod používaných pro depozici tenkých vrstev, zejména fyzikální a chemickou depozicí. Jsou zde diskutovány podmínky ovlivňující polymerizaci v plazmatu, monomery používané pro plazmovou polymerizaci a také stabilita polymerních vrstev. Dále jsou zde zmíněny nejčastěji využívané metody pro diagnostiku procesů probíhajících v plazmatu a také pro diagnostiku vytvořených vrstev, jako například optická emisní spektroskopie nebo infračervená spektroskopie. Pro zevrubný přehled o procesech probíhajících v plazmatu během depozice byla snímána optické emisní spektra spektrometrem Jobin Yvon Triax 320. Pro vyhodnocení byla použita dvě spektra, kdy depozice probíhala při stejném výkonu 3 kW a průtoku monomeru 100 sccm s tím, že v jedné směsi byl navíc použit kyslík v množství 150 sccm. Porovnáním těchto spekter bylo zjištěno, že přidání kyslíku do depoziční směsi nemá za daných podmínek a rozsahu snímaných vlnových délek žádný podstatný vliv na naměřená spektra. Z každé série vzorků byla část dále podrobena expozici UV zářením (48 hodin při výkonu 0,68 W.m-2 na vlnové délce 340 nm) a část byla vystavena 4 dny působení roztoku NaCl (koncentrace 50 g.l-1). Účelem tohoto postupu bylo simulovat podmínky, které mohou ovlivňovat vlastnosti vrstvy při použití v praxi. Samotný povrch byl zkoumán pomocí měření kontaktního úhlu a následného výpočtu povrchové energie. Bylo zjištěno, že příměs kyslíku snižuje hodnotu kontaktního úhlu vůči vodě po UV stárnutí. Naopak po chemi, This work deals generally with surface diagnostic and optical properties of thin layers which are created by plasma polymerization of hexamethyldisiloxane monomer. The influence of oxygen adittion on thin layers properties was studied, too. This polymer layers are commercially made to protect reflective layers in the headlights. Thin layers were made in deposition chamber AluMet 1800V at Zlin Precision Company. Teoretical part of this work deals with methods which are used for deposition of thin layers, mainly physical (PVD) and chemical (PECVD, CVD) depositions. The conditions which influenced plasma polymerization itself are discussed as well as, monomers which are used for plasma polymerization and stability of thin polymer layers. Also there are mentioned the most frequent plasma processes diagnostic methods applicable during the deposition (optical emission spectroscopy) and methods for thin layers diagnostic (wettability, UV-VIS and infrared spectroscopy). Spectrometer Jobin Yvon Triax 320 was used for emission spectra acquisition during the plasma deposition. There were analyzed only two spectra created at same conditions as power at 3 kW and monomer flow rate at 100 sccm; the first one was in pure monomer, the second was obtained with oxygen addition of 150 sccm into the monomer flow. There was not found any essential differences between these spectra in the range 300 nm to 800 nm. Besides the thin layers analyzes after their formation, the samples were exposed to common aging conditions with respect to their use. One third of the prepared samples was exposed by ultraviolet radiation for 48 hours (exposure power of 0.68 W.m-2 at 340 nm) and the other part of samples was inserted for four days into NaCl solution of 50 g.l-1. The surface properties of layers were studied by their contact angle with three liquids (water, diiodmethane, and glycerol) that allowed their surface energy calculation. Results of this measuring are as following: Oxygen addition decreas

Táto bakalárska práca je zameraná na využitie sterilizačných účinkov nízkoteplotnej plazmy voči grampozitívnej, anaeróbnej nesporulujúcej baktérii Propionibacterium acnes. Proces sterilizácie plazmou je rýchly, účinný, netoxický, šetrný k životnému prostrediu, nákladovo efektívny a bezpečný nielen pre obsluhujúci personál, ale hlavne pre pacienta. Ďalšou výhodou využitia nízkoteplotnej plazmy je podpora proliferácie buniek a hojenie rán. V experimentálnej časti sa práca zaoberá dokazovaním negatívneho účinku nízkoteplotnej plazmy na baktériu Propionibacterium acnes, ktorá spôsobuje hnisavý zápal. Táto baktéria bola očkovaná v rôznych koncentráciách na kultivačnej pôde a ošetrovaná plazmou vo vzdialenosti 1 mm od povrchu agaru. Pre generáciu plazmy boli použité dve plazmové zariadenia. Jedným bol tradičný pochodňový výboj, druhý potom pracujúci na princípe výboja s povrchovou vlnou. Mikrovlnný výboj bol generovaný v argóne pri výkone 9 W, prietoku plynu 5 l/min a pri chladení vodou, aby nedošlo k termálnemu ovplyvneniu ošetrovaného povrchu. Z dosiahnutých výsledkov možno konštatovať, že boli v tejto práci potvrdené sterilizačné účinky nízkoteplotnej plazmy na grampozitívnu, anaeróbnu nesporulujúcu baktériu Propionibacterium acnes., This bachelor thesis is focused on sterilization effects of low temperature plasma on grampositive, anaerobic non-sporulating bacteria Propionibacterium acnes. The plasma sterilization process is fast, effective, non-toxic, environmentally friendly, cost- effective and safe not only for servicing staff, but mainly for the patient. Another advantage of using low temperature plasma is the promotion of cell proliferation and wound healing. The experimental part is conducted to provide an inhibition effect of low-temperature plasma on the Propionibacterium acnes bacterium that causes a purulent inflammation. This bacteria was inoculated in various concentrations on culture soil and treated by plasma at a distance of 1 mm from the agar surface. Two plasma devices were used for plasma generation. One of them was a traditional torch discharge, the second one was based on the surface wave discharge. The microwave discharge was generated in argon at a power of 9 W, gas flow rate of 5 l/min and with water cooling to avoid thermal effects on the treated surface. From the achieved results it can be stated that the low temperature plasma has sterilization effects on a grampositive, anaerobic non-sporulating bacteriu Propionibacterium acnes.

Cílem diplomové práce je generace aktivních částic v plazmatem aktivované vodě (PAW) pomocí nízkoteplotního plazmatického výboje. V práci se zaměřuji na stanovení peroxidu vodíku, dusitanů a dusičnanů jako aktivních částic. Praktická část je zaměřena na konkrétní případ použití plazmatického výboje ve vybraných elektrolytech, rozpuštěných ve vodném roztoku. Zde byly pro jednotlivé experimenty vybrány tři fosforečnany, lišící se počtem kyselých vodíků, a pro srovnání chlorid sodný a kohoutková voda. Fosforečnany byly vybrány díky jejich stabilnímu držení pH během plazmatického výboje v roztoku, aby bylo možné sledovat vliv pH. Experimenty byly zaměřeny na prozkoumání stability aktivních částic v PAW, za jakých podmínek je nejvyšší produkce těchto částic a jaký vliv na výsledek má hodnota pH. Bylo zjištěno, že peroxid vodíku se nejvíce generuje v zásaditém prostředí, ale lepší stabilitu vykazuje v neutrálním. Koncentrace vygenerovaných dusitanů není vysoká, ale vykazuje stabilitu, a to bez ohledu na polaritě hlavní elektrody použité pro generaci PAW. Dusitany se nejvíce generovaly v zásaditém prostředí a dusičnany v prostředí kyselém. Jedním ze závěrů je také to, že dusičnany nejsou příliš stabilní částicí v PAW. Díky aktivaci a oxidačním schopnostem plazmatem aktivované vody lze tuto metodu využít v medicíně nebo zemědělství, The aim of the diploma thesis is generation of active particles in plasma activated water (PAW) using a low-temperature plasma discharge. In this work I focus on the determination of hydrogen peroxide, nitrites and nitrates as active particles. The practical part is focused on a specific case of use of a plasma discharge in selected electrolytes dissolved in an aqueous solution. Here, three phosphates, differing in the number of acidic hydrogens, were selected for each experiment, and sodium chloride and tap water were compared for comparison. Phosphates were selected for their stable pH during plasma discharge in solution to monitor the effect of pH. The experiments were focused on investigating the stability of active particles in PAW, under which conditions is the highest production rate of these particles and what effect the pH value has on the result. It was found that hydrogen peroxide is generated the most in an alkaline environment but shows better stability in neutral. The concentration of generated nitrites is not high, but it shows stability, regardless of the polarity of the main electrode used for PAW generation. Nitrites were generated the most in alkaline environment and nitrates in acidic environment. One of the conclusions is that nitrates are not a very stable particle in PAW. Thanks to the activation and oxidation properties of plasma activated water, this method can be used in medicine or agriculture

Tato práce je zaměřena na přípravu a charakterizaci tenkých vrstev připravených metodou plazmochemické depozice z plynné fáze (PE-CVD) na plošný substrát z křemíku. Součástí práce byla rozsáhlá charakterizace depozičního systému s cílem nalezení vhodných depozičních podmínek. Následně byly připravovány jednoduché a vrstevnaté tenké polymerní struktury z par monomeru tetravinylsilanu. Depoziční průběh byl monitorován spektroskopickou elipsometrií a hmotnostní spektroskopií. Připravené tenké vrstvy byly charakterizovány mikroskopickými a spektroskopickými technikami. Stanovené fyzikální a chemické vlastnosti připravených struktur byly sledovány s ohledem na depoziční podmínky a fragmentaci molekuly monomeru v nízkoteplotním plazmatu., The work is aimed at preparation and characterization of thin films deposited by Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (PE-CVD) on silicon wafers. A comprehensive characterization of the deposition system in order to determine the range of deposition conditions was a part of the study. Subsequently, the single and multi-layers were deposited from tetravinylsilane monomer. The deposition process was monitored by spectroscopic ellipsometry and mass spectroscopy. Layers and layered structures were characterized by microscopic and spectroscopic techniques. The physical and chemical properties of deposited films were studied with respect to the deposition conditions and monomer fragmentation in low-temperature plasma.

Tématem bakalářské je diagnostika plazmatu užívaného pro depozice tenkých vrstev na bázi organo-křemíkových sloučenin. Jako monomer byl využit tetravinylsilan (TVS), diagnostickou metodou byla optická emisní spektroskopie. V teoretické části jsou uvedeny základy optické emisní spektroskopie a základy výpočtu rotační, vibrační teploty a elektronové teploty plazmatu. Vlastní depozice probíhala v pulzním režimu s aktivním výbojem v poměru 1:4 až po 1:499. K čistému TVS bylo postupně přidáváno 10, 40 a 80% kyslíku, celkový průtok směsi činil vždy 0,5 sccm. V jednotlivých spektrech byly identifikovány čáry atomárního vodíku a celá řada rotačních čar odpovídajících molekule vodíku. Dále se podařilo ve spektrech identifikovat molekulární pásy SiH, CH a C2. Během depozice s přidáním kyslíku byly navíc identifikovány atomární čáry kyslíku a kontinuální záření s maximem okolo 550 nm. Z rotačních čar pásu 0-0 molekuly CH byla stanovena rotační teplota, která se pohybovala v rozmezí 1700 - 2100 K. Z atomárních čar vodíku byla stanovena teplota elektronů okolo 1800 K. Na základě zjištěných výsledků se podařilo částečně určit složení plazmatu a byly získány i některé jeho základní charakteristiky., The aim of this work is plasma diagnostic during the deposition of thin films based on organosilicone compounds. Tetravinylsilane (TVS) was used in this study; the optical emission spectroscopy was applied for the diagnostics. The theoretical part of this work gives a basic fundaments of optical emission spectroscopy and brings the procedures for rotational, vibrational, and electron temperature calculations. The deposition process was carried out in pulsed regime with duty cycle 1:4 to 1:499. The pure TVS and TVS containing 10, 40 and 80 % with total gas mixture flow rate of 0.5 sccm were used during the deposition. The hydrogen atomic lines and many rotational lines of molecular hydrogen were identified in the spectra. Besides them, the molecular band of SiH, CH and C2 were observed. The atomic oxygen lines and continuum with a maximum at 550 nm were recorded in the case when oxygen was added. The rotational temperature calculated from 0-0 CH band was in the range 1700 - 2100 K depending on the discharge conditions. The electron temperature of about 1800 K was calculated from hydrogen atomic lines. The experimental results showed the partial plasma composition and some plasma basic characteristics were obtained.

Tato bakalářská práce se zabývá analýzou vonných látek v cibuli, která byla před sadbou vystavena působení plazmatu. Úprava proběhla za účelem zjištění, zda se zlepší růst cibule a její výnosy. Teoretická část se zabývá kvantitativními a kvalitativními metodami stanovení těkavých látek. Obsahuje princip a instrumentaci hmotnostní spektrometrie a také tandemového zapojení plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií. V experimentální části byl vylisováním získán kapalný vzorek. Po 60 minutách byly syté páry analyzovány pomocí hmotnostní spektrometrie s reaktivní ionizací (PTR-MS). Díky této analýze byla zjištěna koncentrace těkavých látek. Některé vzorky byly analyzovány pomocí plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií pro identifikaci přítomných vonných látek, protože PTR-MS neumožňuje rozlišit izomery. Následně byla data zpracována a vyhodnocena. Ze získaných výsledků je patrné, že úprava plazmatem má vliv na koncentraci vonných látek. Po šesti měsících skladování se zvýšila přítomnost některých těkavých látek v důsledku zvýšené biologické aktivity., This bachelor thesis deals with the analysis of fragrances in onions, which were exposed to plasma before planting. The adjustment was made to see if onion growth and yields would improve. The theoretical part deals with the quantitative and qualitative methods for the determination of volatile substances. It contains the principle and instrumentation of mass spectrometry as well as the tandem connection of gas chromatography with mass spectrometry. In the experimental part, a liquid sample was obtained by pressing. After 60 minutes, saturated vapors were analyzed by reactive ionization mass spectrometry (PTR-MS). Thanks to this analysis, the concentration of volatile substances was determined. Some samples were analyzed by gas chromatography with mass spectrometer as detector to identify the compounds, because PTR-MS does not allow distinguishing of isomers. Subsequently, the data were processed and evaluated. From the gathered obtained it is clear that the plasma treatment has an effect on the fragrances concentrations. After six months of storage, the presence of some volatile substances increased due to increased biological activity.

Práce se zabývá diagnostikou povrchu a optických vlastností tenkých vrstev vytvořených plazmovou polymerizací hexamethyldisiloxanu (HMDSO). Byl studován vliv depozičních podmínek (průtok monomeru, výkon) a posuzován vliv kyslíku jako příměsi na vlastnosti vrstev. Takto vyráběné vrstvy slouží jako ochranné na reflexní vrstvy v reflektorech automobilů. K tvorbě vrstev byla použita průmyslová depoziční komora AluMet 1800V firmy Leybold optics instalovaná ve firmě Zlín Precision. Teoretická část práce se zabývá přehledem metod používaných pro depozici tenkých vrstev, zejména fyzikální a chemickou depozicí. Jsou zde diskutovány podmínky ovlivňující polymerizaci v plazmatu, monomery používané pro plazmovou polymerizaci a také stabilita polymerních vrstev. Dále jsou zde zmíněny nejčastěji využívané metody pro diagnostiku procesů probíhajících v plazmatu a také pro diagnostiku vytvořených vrstev, jako například optická emisní spektroskopie nebo infračervená spektroskopie. Pro zevrubný přehled o procesech probíhajících v plazmatu během depozice byla snímána optické emisní spektra spektrometrem Jobin Yvon Triax 320. Pro vyhodnocení byla použita dvě spektra, kdy depozice probíhala při stejném výkonu 3 kW a průtoku monomeru 100 sccm s tím, že v jedné směsi byl navíc použit kyslík v množství 150 sccm. Porovnáním těchto spekter bylo zjištěno, že přidání kyslíku do depoziční směsi nemá za daných podmínek a rozsahu snímaných vlnových délek žádný podstatný vliv na naměřená spektra. Z každé série vzorků byla část dále podrobena expozici UV zářením (48 hodin při výkonu 0,68 W.m-2 na vlnové délce 340 nm) a část byla vystavena 4 dny působení roztoku NaCl (koncentrace 50 g.l-1). Účelem tohoto postupu bylo simulovat podmínky, které mohou ovlivňovat vlastnosti vrstvy při použití v praxi. Samotný povrch byl zkoumán pomocí měření kontaktního úhlu a následného výpočtu povrchové energie. Bylo zjištěno, že příměs kyslíku snižuje hodnotu kontaktního úhlu vůči vodě po UV stárnutí. Naopak po chemi, This work deals generally with surface diagnostic and optical properties of thin layers which are created by plasma polymerization of hexamethyldisiloxane monomer. The influence of oxygen adittion on thin layers properties was studied, too. This polymer layers are commercially made to protect reflective layers in the headlights. Thin layers were made in deposition chamber AluMet 1800V at Zlin Precision Company. Teoretical part of this work deals with methods which are used for deposition of thin layers, mainly physical (PVD) and chemical (PECVD, CVD) depositions. The conditions which influenced plasma polymerization itself are discussed as well as, monomers which are used for plasma polymerization and stability of thin polymer layers. Also there are mentioned the most frequent plasma processes diagnostic methods applicable during the deposition (optical emission spectroscopy) and methods for thin layers diagnostic (wettability, UV-VIS and infrared spectroscopy). Spectrometer Jobin Yvon Triax 320 was used for emission spectra acquisition during the plasma deposition. There were analyzed only two spectra created at same conditions as power at 3 kW and monomer flow rate at 100 sccm; the first one was in pure monomer, the second was obtained with oxygen addition of 150 sccm into the monomer flow. There was not found any essential differences between these spectra in the range 300 nm to 800 nm. Besides the thin layers analyzes after their formation, the samples were exposed to common aging conditions with respect to their use. One third of the prepared samples was exposed by ultraviolet radiation for 48 hours (exposure power of 0.68 W.m-2 at 340 nm) and the other part of samples was inserted for four days into NaCl solution of 50 g.l-1. The surface properties of layers were studied by their contact angle with three liquids (water, diiodmethane, and glycerol) that allowed their surface energy calculation. Results of this measuring are as following: Oxygen addition decreas

Cílem této bakalářské práce bylo studování plazmochemické redukce korozních vrstev na měděném povrchu. K tomuto účelu byly připraveny dvě sady měděných vzorků, které byly ponechány ve dvou korozních prostředích po dobu jednoho týdne. První koroze byla způsobena kyselinou dusičnou a druhá kyselinou sírovou. Takto uměle zkorodované vzorky byly připraveny k plazmochemickému ošetření. Plazmochemické redukce probíhaly v nízkoteplotním, neizotermickém, nízkotlakém, vysokofrekvenčně buzeném vodíkovém plazmatu na Chemické Fakultě VUT v Brně. Výboj mohl být generován v kontinuálním nebo pulzním režimu výboje s proměnlivou střídou. Pro monitorování redukčního procesu byla využívána optická emisní spektroskopie. V 1 až 10 minutových intervalech byla snímána spektra záření emitovaného výbojem pomocí optického spektrometru. Objektem našeho zájmu v zaznamenaném spektru bylo záření OH radikálů s vlnovou délkou v rozmezí 305 – 330 nm, které byly produktem redukčních reakcí vodíkových radikálů s oxidovanou korozní vrstvou. Ze spekter OH radikálu byla rovněž stanovena rotační teplota plazmatu v závislosti na podmínkách výboje. Získané výsledky přispějí k lepšímu poznání této metody používané pro ošetřování a konzervaci zkorodovaných povrchů archeologických artefaktů a umožní následně její šetrnější aplikaci na měděné historické objekty., A plasmachemical reduction of corrosion layers on copper was studied. In this case two series of copper samples were prepared and putted in two corrosive environments for one week. The first corrosive environment contained a concentrated nitric acid and the second environment contained a concentrated sulfuric acid. Samples thus prepared were ready to be plasmachemicaly treated. The plasmachemical reductions took place in low-temperature, low-pressure, non-isothermal, high-frequency-inducted hydrogen plasma on the Faculty of Chemistry in University of Technology in Brno. The discharge was generated in continual or pulse mode with changeable pulse ratio. To monitor the reduction process an optical emission spectroscopy was used. The radiation from plasma discharge was measured by an optical spectrometer in the intervals of 1 to 10 minutes. An object of our concern in collected spectrum was the radiation of OH radicals with electromagnetical wavelenght in a range of 305 – 330 nm, and which were produced in a reaction between the hydrogen radicals and the oxygen atoms, contained in the corosion layers. A rotation temperature of plasma was calculated from the spectrums of OH radicals in a dependence of discharge conditions. Gathered findings will give us a better knowing of this conservation technique, that is used for treatment of the corroded surfaces of the archeological artifacts, and will also allow more provident appliance of this method on a copper historical objects.

Práce se zabývá působením nízkotlakého, nízkoteplotního vodíkového plazmatu na uměle vytvořené modelové korozní vrstvy na bronzu. Pro tento účel byly vytvořeny tři sady zkorodovaných bronzových vzorků. V prvním kroku přípravy vzorků bylo nutné zbrousit postupně povrch bronzu brusným papírem zrnitosti 60, 280 a nakonec 600, čímž bylo dosaženo definované drsnosti povrchu. Za účelem charakterizace struktury a určení prvkového složení použitých vzorků bronzu byla u jednoho vzorku provedena mikroskopická analýza. Byla využita jak světelná mikroskopie, tak elektronová mikroanalýza s energiově disperzním detektorem. Připravené vzorky s definovaným povrchem byly ponechány korodovat ve třech rozdílných korozních prostředích. Vznikly tak tři různé korozní vrstvy utvářené v kyselých prostředích kyseliny chlorovodíkové, kyseliny dusičné a kyseliny sírové. Struktura vrstvy a její prvkové složení byly opět zkoumány metodou elektronové mikroanalýzy. V těchto vrstvách byla dle jejich typu zjištěna rozdílná množství kyslíku, dusíku, chloru, síry, měďi, cínu a olova. Další, a zároveň hlavní částí této práce, byla plazmochemická redukce připravených zkorodovaných vzorků. Vysokofrekvenční výboj (13,56 MHz) byl buzen ve válcovém reaktoru z křemenného skla pomocí vně umístěných elektrod. Plazma bylo generováno kontinuálně i pulzně při různých výkonech generátoru. Záření emitované plazmatem během opracování vzorku bylo analyzováno pomocí optické emisní spektrometrie. Významným indikátorem průběhu redukčního procesu je množství OH radikálu vznikajícího ve výboji při reakci atomárního vodíku s korozní vrstvou. Proto byla během plazmochemického ošetření vzorků sledována časová závislost integrální intenzity OH pásu ve snímaných spektrech, čímž byl monitorován probíhající redukční děj. Rozdílný průběh těchto závislostí jasně ukazuje odlišné chování různých druhů korozních vrstev během plazmochemického ošetření. Přeměna korozní vrstvy vlivem působení plazmatu byla zkoumána opět pomocí elektron, The application of low-pressure low-temperature hydrogen plasma on artificial corrosion layers on bronze has been studied. For this purpose, three sets of bronze corroded samples were prepared. The first step of the model sample preparation was grinding of the bronze surface by using emery with 60, then 280 and finally by 600 grains density, in order to achieve the defined surface roughness. The next step of the work were optical and scanning electron microscopy observations with energy dispersive X-ray micro analysis (SEM-EDX) of the prepared bronze sample for purpose of surface structure characterization and element composition determination. Bronze samples with defined surface structure were corroded in different corrosion atmospheres. Three different model corrosion layers were formed by acidic atmospheres of hydrochloric acid, nitric acid and sulphuric acid. The element composition and structure of corrosion layer was determined by SEM-EDX again. The different amounts of oxygen, nitrogen, chlorine, sulfur, copper, tin and lead in the corrosion layer according to different types of corrosion atmospheres were determined. The next and also main part of the work was a plasma chemical reduction of corroded samples. The plasma reactor used the RF discharge (13.56 MHz) created in quartz tube with outer electrodes. The generation of capacitively coupled plasma in continuous or pulse mode by different supplied power was carried out. The plasma radiation emitted from the RF discharge during the sample treatment was measured by optical emission spectroscopy. The quantity of OH radical created in an active discharge by reactions of atomic hydrogen with the corrosion layer is a significant indicator of a reduction process. Therefore the OH radical band integral intensities observed as a function of the treatment time were used as a monitor for plasma chemical reduction process. The OH emission showed different behavior depending on corrosion layer composition during the pla

Tato diplomová práce se zabývá působením nízkotlakého nízkoteplotního vodíkového plazmatu na uměle vytvořené korozní vrstvy mosazi. Plazmochemické ošetření kovových artefaktů je poměrně nový způsob, kterým je možné odstranit korozi historických artefaktů. Teplota během ošetření by neměla přesáhnout 150 °C. Mosaz korodovala 2 týdny v atmosféře amoniaku. Analýzou EDS bylo zjištěno povrchové složení zkorodované vrstvy. Korozní vrstva, která byla tvořená uhlíkem, kyslíkem, mědí a olovem, měla modrou barvu, na povrchu byly bílé krystalky. Místy byla na povrchu pozorována hnědá barva. Válcový reaktor, ve kterém bylo buzené vysokofrekvenční plazma o frekvenci 13,54 MHz, byl z křemenného skla s vnějšími měděnými elektrodami. Ve výboji o středním výkonu do 400 W vznikal reaktivní atomární vodík, který reagoval s korozní vrstvou obsahující kyslík, došlo tak ke vzniku nestabilního radikálu OH, který vyzařuje svou energii v oblasti 305–320 nm. Toto záření bylo detekováno optickou emisní spektroskopií a sloužilo k monitorování celého procesu. Na základě získaných dat se vypočítala intenzita OH radikálů a rotační teplota plazmatu. Termočidlem umístěným uvnitř opracovávaných vzorků byla sledována teplota vzorku během měření. Zkorodované vzorky byly ošetřeny v nízkotlakém nízkoteplotním vodíkovém plazmatu. V různých podmínkách bylo ošetřeno 16 vzorků. Výkon generátoru byl 100 W, 200 W, 300 W a 400 W, režim kontinuální i pulzní se střídou 25 %, 50 %, 75 %. Tlak se pohyboval mezi 140 až 160 Pa, průtok vodíku byl 50 sccm. Vzorky po plazmochemické ošetření měly šedou barvu, na povrchu zůstaly bílé krystalky. Korozní vrstvy byly odstraňovány špachtlí. V některých případech byla koroze snadno odstranitelná, u některých vzorků bylo složitější odstranit korozi. Analýza EDS, která byla provedena u 2 vzorků po ošetření (400 W, 50% pulzní režim a 400 W, 75% pulzní režim), ukázala, že kromě prvků, které se vyskytovaly v korozní vrstvě, se u vzorků po ošetření vyskytl i křemík, síra, chlór a fl, The main topic of this Diploma thesis is the application of low-pressure low-temperature hydrogen plasma for the treatment model samples of rusted brass. Plasmachemical treatment of metallic artifacts is a relatively new way how to remove corrosion of artifacts. The temperature of an object should not exceed 150 °C during the treatment. Corrosion layers were prepared in an ammoniac corrosion atmosphere. The corrosion formation took two weeks. Energy Dispersive X-ray Microanalysis has shown that the corrosion layer was formed by carbon, oxygen, copper, zinc, and lead. The corrosion layers were blue-colored with white crystals on the surface. Except those two colors, brown color was observed on corrosion layers, too. The plasma reactor was a quartz tube with outer copper electrodes and supplied by the RF source of 13.54 MHz. The reactive atomic hydrogen was formed in plasma discharge. This atomic hydrogen reacted with the corrosive layer containing oxygen. This reaction created an unstable OH radical, which emitted light in the region of 305–320 nm. This radiation was detected by the optical emission spectroscopy and it was applied as process monitoring quantity. Rotational temperature and intensity of OH radicals were determined from obtained data. The sample temperature was measured by thermocouple installed inside the sample volume. Rusted samples were treated by low-pressure low-temperature hydrogen plasma. 16 samples were treated at different conditions – plasma power was 100 W, 200 W, 300 W, and 400 W at continuous mode and pulse mode with duty cycle of 25 %, 50 %, and 75 %. The pressure was between 140–160 Pa at hydrogen flow rate of 50 sccm. Samples after plasmachemical treatment were grey colored with white crystals on their surface. Corrosion layers were removed by spatula. The corrosion layers of some samples were easy removable, some others were difficult. Energy Dispersive X-ray Microanalysis, which was carried out after the treatment of 2 selected sample

Tato bakalářská práce se zabývá vhodnými metodami k přípravě plazmatem aktivované vody. Teoretická část je zaměřena na seznámení se s plazmatem aktivovanou vodu a metodami k její přípravě. V experimentální části této práce byly charakterizovány vybrané fyzikálně chemické vlastnosti, a to vodivost, hodnota pH a stabilita peroxidu vodíku. Důležitým aspektem této práce bylo zjištění vhodných skladovacích podmínek pro plazmatem aktivovanou vodu. Cílem této práce bylo vygenerování PAW pomocí různých metod se stabilními vlastnostmi, kterou lze snadno skladovat. Bylo zjištěno, že při přípravě pomocí diafragmového výboje je nejlepší skladovat PAW ve tmě, kdy má stabilní vlastnosti. PAW připravená v systému trysky v kapalině je vhodná ke skladování v lednici, kdy dochází k pomalému rozkladu peroxidu vodíku. Míra účinnost mikrovlnné trysky na generaci PAW je zapříčiněna zaváděním plynu, jako je například argon., This bachelor thesis deals with suitable methods for plasma activated water preparation. The plasma activated water is a new way of the indirect plasma application for the treatment of biological materials like food or even for the direct application for therapeutic purposes. The theoretical part is focused on getting acquainted with plasma activated water and methods for its preparation, using various plasma systems. The detailed description of the plasma-liquid systems used during this thesis is given later. The selected physical chemical properties, namely conductivity, pH value and stability of hydrogen peroxide are presented in the results part. An important aspect of this work was to find suitable storage conditions for plasma activated water.

Předmětem této diplomové práce je zkoumání vlivu mikrovlnného výboje na hojení kožních defektů. V této práci byl použit mikrovlnný výboj buzený povrchovou vlnou v argonu a pochodňový výboj s přímým prouděním argonu za specifických podmínek. Teoretická část je zaměřena na základní informace o plazmatu a procesech v něm probíhajících. Plazma generuje řadu aktivních částic, jako jsou hydroxylové radikály, radikály oxidů dusíku, excitovaných molekul dusíku, atomárního dusíku, argonu a kyslíku. Všechny tyto částice společně s fotony generovanými plazmatem jsou využitelné v biomedicínských aplikacích, jejich přehled je v teoretické části také uveden. Experimentální část je zaměřena na porovnání vlivu léčení pochodňovým výbojem a výbojem buzený povrchovou vlnou. Oba systémy byly využity pro ošetření uměle vytvořených kožních ran na modelových laboratorních myších, přičemž průběh hojení ran byl sledován po dobu tří týdnů od aplikace plazmatu na ránu. V obou případech bylo prokázáno zrychlení hojení, přičemž aplikace pochodňového výboje byla efektivnější. Dále proběhlo stanovení přítomnosti aktivních částic pomocí optické emisní spektroskopie. Na tomto základě pak byly určeny i vybrané parametry samotného plazmatu – teplota elektronů, rotační a vibrační teplota. Pro určení role různých aktivních částic v procesu hojení byly provedeny experimenty s působením obou plazmových systémů na indigem obarvenou modelovou kůži. Výsledky ukázaly, že v procesu hojení ran je důležitá přímá interakce plazmatu s ránou, záření emitované plazmatem samo o sobě nevyvolává žádné zásadní efekty. Nakonec byl pochodňový výboj sledován za vybraných podmínek i pomocí ultrarychlé kamery., The aim of the Master thesis is the investigation of the influence of microwave discharge for skin wound healing. Microwave discharge used for this work was argon microwave plasma generated by the surface wave and direct vortex torch. The theoretical part is focused on basic information about plasma and processes that occur in plasma discharge under specific conditions. Plasma generates various active particles such as hydroxyl radicals, nitric oxide radicals, excited nitrogen molecules, atomic nitrogen, argon and oxygen. All of these particles together with plasma generated photons are usable in biomedical applications and summary of them is shown in the theoretical part. The experimental part is focused on the comparison of torch discharge and microwave plasma generated surface wave in skin wound healing. The model wounds on laboratory mousses were treated by plasma and wound healing was examined during 3 weeks after the plasma treatment. Both plasma systems showed healing acceleration. Application of torch discharge was proved to be the most effective method in the healing of skin defects. Additionally, determination of active particles was taken by optical emission spectroscopy. Based on these measurements, plasma parameters were determined: electron temparutare, rotational and vibrational temperatures. To determine role of different plasma active species, the treatment of indigo coloured artificial skin model was treated under various conditions by both plasma systems. Results show that the direct interaction between plasma particles is the main effect, role of radiation, only, is more or less negligible. Finally, the plasma vortex system was visualized using fast camera at selected powers and gas flows.

Cílem diplomové práce je generace aktivních částic v plazmatem aktivované vodě (PAW) pomocí nízkoteplotního plazmatického výboje. V práci se zaměřuji na stanovení peroxidu vodíku, dusitanů a dusičnanů jako aktivních částic. Praktická část je zaměřena na konkrétní případ použití plazmatického výboje ve vybraných elektrolytech, rozpuštěných ve vodném roztoku. Zde byly pro jednotlivé experimenty vybrány tři fosforečnany, lišící se počtem kyselých vodíků, a pro srovnání chlorid sodný a kohoutková voda. Fosforečnany byly vybrány díky jejich stabilnímu držení pH během plazmatického výboje v roztoku, aby bylo možné sledovat vliv pH. Experimenty byly zaměřeny na prozkoumání stability aktivních částic v PAW, za jakých podmínek je nejvyšší produkce těchto částic a jaký vliv na výsledek má hodnota pH. Bylo zjištěno, že peroxid vodíku se nejvíce generuje v zásaditém prostředí, ale lepší stabilitu vykazuje v neutrálním. Koncentrace vygenerovaných dusitanů není vysoká, ale vykazuje stabilitu, a to bez ohledu na polaritě hlavní elektrody použité pro generaci PAW. Dusitany se nejvíce generovaly v zásaditém prostředí a dusičnany v prostředí kyselém. Jedním ze závěrů je také to, že dusičnany nejsou příliš stabilní částicí v PAW. Díky aktivaci a oxidačním schopnostem plazmatem aktivované vody lze tuto metodu využít v medicíně nebo zemědělství, The aim of the diploma thesis is generation of active particles in plasma activated water (PAW) using a low-temperature plasma discharge. In this work I focus on the determination of hydrogen peroxide, nitrites and nitrates as active particles. The practical part is focused on a specific case of use of a plasma discharge in selected electrolytes dissolved in an aqueous solution. Here, three phosphates, differing in the number of acidic hydrogens, were selected for each experiment, and sodium chloride and tap water were compared for comparison. Phosphates were selected for their stable pH during plasma discharge in solution to monitor the effect of pH. The experiments were focused on investigating the stability of active particles in PAW, under which conditions is the highest production rate of these particles and what effect the pH value has on the result. It was found that hydrogen peroxide is generated the most in an alkaline environment but shows better stability in neutral. The concentration of generated nitrites is not high, but it shows stability, regardless of the polarity of the main electrode used for PAW generation. Nitrites were generated the most in alkaline environment and nitrates in acidic environment. One of the conclusions is that nitrates are not a very stable particle in PAW. Thanks to the activation and oxidation properties of plasma activated water, this method can be used in medicine or agriculture

Tato diplomová práce se zaměřuje na optickou emisní spektroskopii dohasínajícího plazmatu vytvářeného ve směsích dusíku s vodíkem. Plazma bylo generováno v proudícím režimu v Pyrexové trubici pomocí stejnosměrného proudu o velikosti 100 mA za tlaku 1 kPa. Optická spektra byla snímána v časech dohasínání do 50 ms ve směsích obsahujících 0 – 92 % vodíku. Objem plynné směsi, a tedy i rychlost proudění plynu trubicí, byly konstantní pro všechny směsi obou plynů. Experimenty byly realizovány za dvou teplot stěny výbojové trubice v okolí bodu snímání spekter – za laboratorní teploty a za teploty kapalného dusíku, v tomto případě byla teplota uvnitř plazmatu přibližně 150 K. Byla identifikována spektra prvního a druhého pozitivního a prvního negativního systému dusíku stejně jako byly pozorovány spektrální čáry atomárního vodíku Balmerovy série. Záření molekulárního vodíku nebylo během dohasínání zjištěno. Mimo to byly ve spektrech nalezeny dva pásy (okolo vlnových délek 690 a 780 nm, které nebyly spolehlivě identifikovány, ale s největší pravděpodobností patří k Hermanovu infračervenému systému dusíku. Intenzity všech spektrálních pásů klesají exponenciálně, případě rychleji než exponenciálně, s časem v dohasínání. Experimentální data ukazují, že dochází k silné nezářivé deexcitaci všech dusíkových zářivý stavů již při přidání několika procent vodíku do reakční směsi. Průběh intenzit vybraných dusíkových pásů během dohasínání, i jejich závislost na koncentraci vodíku je zhruba stejná pro stavy N2(C) a N2+(B), závislosti pro stav N2(B) se od nich odlišují. Záření atomárního vodíku je na koncentraci vodíku v podstatě nezávislé až do koncentrace vodíku okolo 50%, další nárůst koncentrace vodíku zapříčiňuje mírný nárůst intenzit vodíkových čar. Výsledky získané za snížené teploty stěny výbojové trubice jsou obdobné, pouze intenzity všech dusíkových spekter vzrostly zhrub třikrát, v případě vibračních hladin obsazovaných převážně rekombinací atomů pak zhruba pětkrát. Intenzita, The presented Thesis deals on the nitrogen-hydrogen DC post-discharge observations by optical emission spectroscopy. The plasma was generated in Pyrex tube in flowing regime at pressure of 1 kPa at discharge current of 100 mA. The optical emission spectra were recovered at discharge times up to 50 ms in nitrogen containing 0 – 92 % of hydrogen; the gas mixture volume, i.e. the gas speed in the system was conserved for all mixtures. The experiments were carried out at two reactor wall temperatures at the spectra collecting point – at ambient temperature and at the wall temperature of liquid nitrogen (temperature in plasma was about 150 K). The nitrogen first and second positive and first negative spectral systems were identified in the spectra, the hydrogen atomic Balmer series lines were recorded, too. No molecular hydrogen emission was determined during the post-discharge. Some non-identified bands (but with high probability bands of nitrogen Herman infrared system) at 690 and 780 nm were detected, too, mainly at low temperature. The intensities of all determined radiating species decreased exponentially or more than exponentially with the decay time. The experimental data showed strong quenching of all nitrogen radiative states even at very a few percent hydrogen additions. The shape of the selected intensity dependencies on both hydrogen concentration, and the decay time are nearly the same for N2(C) and N2+(B) states, dependencies for N2(B) levels differs of them. The hydrogen line emission was nearly independent on the hydrogen content in the gas mixture up to about 50%, at highest hydrogen concentrations it slightly increased. The results obtained at the decreased wall temperature were very similar, only intensities of all nitrogen spectra increased by the factor about 3, the intensities of levels populated by the recombination of nitrogen atoms increased by factor about five. The atomic hydrogen alpha line (at 656 nm) was the most sensitive on temperature dec

Cílem diplomové práce bylo studium vlivu molekul vody na chemické procesy iniciované elektrickými výboji v probiotických atmosférách. Tato diplomová práce je zaměřena na simulaci dusíkaté atmosféry a atmosféry oxidu uhličitého. Tyto plyny byli vybrány, protože představují hlavní složky některých známých atmosfér (N2 měsíc Titan, CO2 planeta Mars). Pro simulaci byl využit doutnavý výboj generovaný ve speciálním reaktoru za atmosférického tlaku a průtoku čistého N2 nebo CO2. Část měření probíhala pouze v čistém plynu, do kterého byl postupně zavedena vodní pára o průtoku 0, 5, 10, 15 a 20 sccm. V druhé časti měření se studoval vliv příměsí. V případě atmosféry s N2 se použil metan o průtoku 2 a 4 sccm. U atmosféry s CO2 pak průtok dusíku o velikosti 2 a 4 sccm. Opět proběhla analýza vlivu vody pro všechny vytvořené atmosféry. Vytvořené produkty se analyzovaly pomocí hmotnostní spektrometrie s protonovou ionizací a analyzátorem doby letu. Byly detekovány jednoduché alifatické uhlovodíky, alkoholy, aldehydy a ketony. Se zvyšujícím se množstvím příměsí docházelo k tvorbě i složitějších aromatických látek. Současně probíhala i diagnostika plazmatu pomocí optické emisní spektroskopie., The aim of this work is to study the influence of water molecules on chemical processes initiated by electrical discharges in probiotic atmospheres. This work is focused on the simulation of nitrogen atmosphere and carbon dioxide atmosphere. These gases were chosen because they represent the main components of some known atmospheres (N2 the moon Titan, CO2 the planet Mars). A glow discharge generated in a special reactor at atmospheric pressure and a flow of pure N2 or CO2 was used for the simulation. Part of the measurement took place only in pure gas, into which water vapor with a flow rate of 0, 5, 10, 15 and 20 sccm was gradually introduced. In the second part of the measurement, the influence of admixtures was studied. In the case of an N2 atmosphere, methane flow rates of 2 and 4 sccm were used. In the case of an atmosphere with CO2, the nitrogen flow is 2 and 4 sccm. Again, the analysis of the effect of water was carried out for all created atmospheres. The products formed were analysed using proton ionization mass spectrometry and a time-of-flight analyser. Simple aliphatic hydrocarbons, alcohols, aldehydes and ketones were detected. As the number of additives increased, more complex aromatic substances were also formed. At the same time, plasma diagnostics was carried out using optical emission spectroscopy.

Bakalárska práca je zameraná na vplyv plazmou aktivovanej vody na pôdne mikroorganizmy. V plazmou aktivovanej vode sú prítomné reaktívne druhy kyslíka a dusíka, ktoré sú zodpovedné za jej biologické a chemické vlastnosti. Vďaka svojim unikátnym vlastnostiam sa využíva k terapeutickým účelom či v poľnohospodárstve. Teoretická časť je zameraná na všeobecné informácie o pôde, jej vlastnostiach a mikroorganizmoch sa v nej nachádzajúcich. Ďalej sa zaoberá základnými informáciami o plazme a zdrojoch používaných na jej generovanie. Posledná časť je zameraná na plazmou aktivovanú vodu a jej špecifické vlastnosti. Experimentálna časť sa zaoberá aplikáciou destilovanej vody, plazmou aktivovanej vody a zmesou destilovanej a plazmou aktivovanej vody na pôdu. V jednom prípade išlo o aplikáciu priamo na pôdu, v druhom o aplikáciu na pôdny výluh. Baktérie boli zaočkované na kultivačné médium v koncentráciách 10-2, 10-4 a 10-6. Pozorovaný bol počet narastených kolónií a následne prebehla identifikácia niektorých mikroorganizmov. Na základe výsledkov môžeme tvrdiť, že plazmou aktivovaná voda mala pozitívny vplyv na rast kolónií mikroorganizmov. Avšak predmetom ďalšej práce je určenie či ide o patogénne mikroorganizmy alebo nie., Bachelor thesis is focused on the impact of plasma activated water on soil microorganisms. Reactive spieces of oxygen and nitrogen are present in plasma activated water, which are responsible for its biological and chemical properties. Thanks to its unique features, plasma activated water is used for therapeutic purpose or in agriculture. The theoretical part is concentrated on general information about soil, its properties and microorganisms found in it. Furthermore, it deals with basic information about plasma and sources used for its production. The last part presents the plasma activated water and its specific characteristics. Experimental part deals with the application of distilled water, plasma activated water and a mixture of distilled and plasma activated water on soil. In the first set of experiments, it was an application directly on the soil, the application to the soil extract was in the second set. Bacteria were inoculated on culture medium in concentrations 10-2, 10-4 and 10-6. The number of formed colonies was observed and then some microorganisms has been identified. Based on the results, it can be stated that plasma activated water had a positive effect on the microorganism colonies growth. However, the subject of further work will be to determine whether it is positive for pathogenic microorganisms or not.

Táto bakalárska práca sa zaoberá štúdiom nízkoteplotného nerovnovážneho plazmatu elektrických výbojov k sterilizácií biopolymérnych materiálov pre medicínske aplikácie. Bol využitý dielektrický bariérový výboj pri atmosferickom tlaku v plynných zmesiach na báze vzduchu. Ako dielektrikum boli použité sklenené platne, čo zaisťovalo výboj v móde atmosférického tlecieho výboja. Bol skúmaný účinok rôznych fyzikálnych parametrov plazmy ako aj stresových faktorov na účinnosť sterilizácie. Ako modelové mikroorganizmy boli pri štúdiu použité grampozitívne baktérie Micrococcus Luteus a gramnegatívne baktérie Serratia Marcesceus. Vzorky mikroorganizmov boli nanášané na štandardný papier Whatman 1 a na biopolymérne vlákna P3HB (obchodná značka Hydal) od spoločnosti Nafigate Corporation, ktoré boli následne vystavené účinkom plazmatu. Experimentálne výsledky sú vyhodnotené pomocou dostupných mikrobiologických analytických metód. Na základe experimentálnych výsledkov môžeme potvrdiť, že plazmová sterilizácia bola úspešná, pričom najlepších výsledkov sa dosiahlo sterilizáciou pomocou DBD generovaného vo vlhkom vzduchu obohatenom o kyslík. V detailnejšom bližšom skúmaní sterilizácie pomocou nízkoteplotnej nerovnovážnej plazmy budeme pokračovať v nadväzujúcej diplomovej práci., This thesis is dialled to studying the plasma sterilization of biopolymers using lowtemperature non-equilibrium plasma of electrical discharges for the medical applications. The dielectric barrier discharge was generated in atmospheric gases based mixtures at atmospheric pressure. The sodium glass plates were used as dielectric to ensure the discharge operation in the atmospheric pressure glow mode. The effect of various physical parameters of the plasma as well as the stress factors on the sterilization efficiency were studied. The gram-positive bacteria Micrococcus Luteus and gram-negative bacteria Serratia Marcesceus were used as the model organisms under the current study. The bacterial samples were deposited on the Whatman 1 paper as well as on the biopolymer fibres made of P3HB (trade mark Hydal of company Nafigate Corporation). and then exposed to the plasma. The experimental results are evaluated by the available microbiological analysis methods. The samples were after exposed directly to the plasma. Experimental results were evaluated by the accessible microbiologic techniques. The results confirmed the plasma sterilization success; the best results were obtained using sterilization by DBD generated in wet air enriched by oxygen. The detailed research of sterilization using the low temperature non-equilibrium plasma will be a subject of consequent master Thesis.

Tato práce je zaměřena na přípravu a charakterizaci tenkých vrstev připravených metodou plazmochemické depozice z plynné fáze (PE-CVD) na plošný substrát z křemíku. Součástí práce byla rozsáhlá charakterizace depozičního systému s cílem nalezení vhodných depozičních podmínek. Následně byly připravovány jednoduché a vrstevnaté tenké polymerní struktury z par monomeru tetravinylsilanu. Depoziční průběh byl monitorován spektroskopickou elipsometrií a hmotnostní spektroskopií. Připravené tenké vrstvy byly charakterizovány mikroskopickými a spektroskopickými technikami. Stanovené fyzikální a chemické vlastnosti připravených struktur byly sledovány s ohledem na depoziční podmínky a fragmentaci molekuly monomeru v nízkoteplotním plazmatu., The work is aimed at preparation and characterization of thin films deposited by Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (PE-CVD) on silicon wafers. A comprehensive characterization of the deposition system in order to determine the range of deposition conditions was a part of the study. Subsequently, the single and multi-layers were deposited from tetravinylsilane monomer. The deposition process was monitored by spectroscopic ellipsometry and mass spectroscopy. Layers and layered structures were characterized by microscopic and spectroscopic techniques. The physical and chemical properties of deposited films were studied with respect to the deposition conditions and monomer fragmentation in low-temperature plasma.

Diplomová práce se zabývala studiem systému PP a částicové plnivo, konkrétně PPH a jako částicové plnivo byl použit komerčně dostupný CaCO3 (SOCAL P3). Tento typ plniva výrobce deklaruje jako plnivo bez povrchové úpravy. Práce měla za cíl především nalezení a odzkoušení vhodné metody a metodiky pro definované ošetření povrchu plniva. Toto je první krok nutný pro systematické studium vlivu různého typu adhesivní vrstvy na mechanické vlastnosti deklarovaného kompozitu. K povrchovému ošetření plniva byl využit plazmový výboj za atmosférického tlaku. Takto ošetřené plnivo bylo dále analyzováno pomocí sedimentační analýzy, infračervené spektroskopie (FT-IR) a rastrovací elektronové mikroskopie (SEM). Kompozity s různým objemovým podílem plniva byly připraveny v PIB a dále studovány krátkodobými testy. Vzhledem k experimentální náročnosti ošetření plniv, nebylo možné v daném časovém období realizovat celý původně zamýšlený program tj. studium vlivu různých typů adhezní vrstvy, včetně vytvoření modelu pomocí MKP. Nicméně nalezení a odzkoušení vhodné metody ošetření povrchu je zcela zásadní pro další studium. Použitá metoda byla poprvé použita na případ ošetření částicového plniva a je tedy možno tento postup považovat za původní., The diploma thesis was dealt with the study of system PP and particular filler, specifically PPH and like a filler was used commercially available CaCO3 (SOCAL P3). This type of filler is declared by the producer as a filler without surface treatment. The submitted thesis had a goal to find and testing the suitable method and methodology for defined surface treatment of the filler. This is the first step for systematic study of influence the various types of adhesive layer on mechanical properties of declared composite. The plasma discharge behind static pressure was used for the surface treatment of the fillers. These fillers were afterwards analyzed by using of sedimentation analysis, infra - red spectroscopy (FT-IR) and scan electron microscopy (SEM). The composites with various volume part of the fillers were prepared in PIB and studied by short-time tests. Regarding to experimental demand there wasn't possible to realize the whole originally intended program i. e. study of influence the different types of adhesive layer, including to form the model for FEM approach. Nevertheless finding and testing the suitable method of surface treatment is completely basic for the others study. The above mentioned method was used in this application for the first time and it is possible to consider this process like an original approach.

Podstatou bakalářské práce bylo zkoumat plazmochemické procesy iniciované elektrickými výboji v atmosféře měsíce Titanu, což je největší měsíc planety Saturn. Právě tento měsíc se v celém solárním systému, i přes velké teplotní rozdíly a další podmínky životního prostředí, nejvíce podobá svými rysy zmrzlé planetě Zemi před miliardami let. V té době totiž do atmosféry Země ještě nepronikl kyslík. Objevení vysokomolárních látek v horních vrstvách atmosféry způsobilo z pohledu astrobiologie velký zájem o planetu Titan. V atmosféře bohaté na složky dusíku, uhlíku a vodíku se tvoří organické aerosoly, které mohou být zdrojem prebiotických molekul., This bachelor thesis is focused on plasma-chemical processes which are initiated by electrical discharges in the atmosphere of Titan, that is the Saturn's biggest moon. Although Titan has large temperature differences and different environmental conditions, it is still the most similar planetary body to Earth. Titan reflects what Earth would have been like billions of years ago when it was still a frozen planet and before there was oxygen in the Earth's atmosphere Discovery of weight molecules in upper atmosphere of Titan caused a great astrobiological interest. This was due to its atmosphere being rich in nitrogen, carbon and hydrogen which could be the source of organic aerosols that in turn could lead to being the source of prebiotic molecules.

Tato bakalářská práce se zabývá analýzou distribuce kadmia v rostlinné matrici pomocí metody spektroskopie laserem buzeného plazmatu (LIBS). Jako vzorky byly použity rostliny technického konopí, které byly vypěstovány v půdě s různou koncentrací kadmia. Teoretická část je zaměřena na metodu LIBS z hlediska základních principů, popisu doprovodných jevů při měření a instrumentace. Jsou zde také popsány výhody a nevýhody oproti ostatním analytickým technikám a také využití v praxi. Dále je zde popsána problematika kadmia v životním prostředí, výskyt a využití v lidské činnosti. V experimentální části je popsána metodika pro přípravu vzorků pro LIBS a ICP-OES analýzu. Cílem této práce je sledovat vliv kadmia na růst rostlin, které byly postupně sklízeny po jednom týdnu až do čtvrtého týdne. Následně byly vzorky rostlin i půdy připraveny na měření na LIBS a ICP-OES a byly vyhodnoceny výsledky. ICP-OES analýza vedla ke stanovení obsahu jednotlivých prvků. Metoda LIBS poskytla informace o plošné distribuci prvků (spektrální mapy), díky které je vidět, ve kterých částech rostliny se stanovovaný prvek nachází. Z výsledků experimentální části je jasné, že metoda LIBS je velmi výhodná a efektivní při analýze prvků v biologických matricích, a to jak biogenních, tak i toxických., This bachelor thesis deals with the analysis of cadmium distribution in the plant matrix using laser - induced breakdown spectroscopy (LIBS). Technical hemp plants grown in soil with different cadmium concentrations were used as samples. The theoretical part focuses on LIBS methods in terms of basic principles, description of accompanying phenomena during measurements and instrumentation. Advantages and disadvantages over other analytical techniques as well as practical applications are also described. In addition, the issue of cadmium in the environment, its occurrence and use in human activities is described. In the experimental part, the methodology for sample preparation for LIBS and ICP-OES analysis is described. The aim of this work is to observe the effect of cadmium on the growth of plants that were successively harvested weekly until the fourth week. Subsequently, plant and soil samples were prepared for LIBS and ICP-OES measurements and the results were evaluated. ICP-OES analysis led to the determination of each element content. The LIBS method provided information on the areal distribution of the elements (spectral maps), allowing to see in which plants part the determined element is located. It is clear from the results of the experimental part that the LIBS method is very advantageous and efficient in the analysis of elements in biological matrices, both biogenic and toxic.

Nitrid hliníku (AlN) je slibný polovodivý materiál s velkou mezerou v pásu. Tenké filmy AlN nacházejí uplatnění v různých elektronických a optoelektronických zařízeních. V první řadě je cílem výzkumu prezentovaného v rámci této disertační práce představit nové prekurzory do procesu ALD pro depozici tenkých vrstev AlN. Navrhované prekurzory jsou lepší než tradiční prekurzory buď v nákladové efektivnosti nebo reaktivitě. Část disertační práce je věnována prohloubení porozumění chemickým procesům, které probíhají během a po depozici. V tomto ohledu bylo navrženo pracovní řešení ke zlepšení chemického složení výsledných filmů a ke zmírnění nedostatků, například oxidace. Dalším důležitým aspektem této studie je důkladná analýza fenoménu vodíku v tenkých vrstvách AlN ALD. Vodíkové nečistoty byly zkoumány pomocí přesných a pokročilých technik patřících do skupin analýzy iontovým paprskem (IBA)., Aluminum nitride (AlN) is a promising semi-conductive material with a wide band gap. Thin films of AlN find implementation in a variety of electronic and optoelectronic devices. First and foremost, the aim of the research presented within the scope of this dissertation is to introduce new precursors into ALD process for deposition of AlN thin films. The proposed precursors are superior to traditional ones either in cost-efficiency or reactivity. A part of the dissertation is devoted to enhancement of the understanding of chemical processes which take place during and after deposition. In this regard, a working solution to improving the chemical composition of the resulting films, as well as ameliorating deficiencies, for instance, oxidization, has been proposed. Another important aspect of this study has to do with a thorough analysis of hydrogen phenomenon in AlN ALD thin films. Hydrogen impurities have been investigated with the use of accurate and advanced techniques belonging to ion-beam analysis (IBA) groups.

Tato diplomová práce byla zaměřena na studium vlivu různých plynných hasebních médií v prostředí zvýšené teploty na papír a jeho vlastnosti. Vzorky papíru byly vystaveny zvýšené teplotě ve vzduchu, plynném CO2 a směsi plynů N2:Ar (1:1). Po expozici papíru hasebními médii za zvýšené teploty byl studován vliv použitých podmínek na mechanické, chemické a optické vlastnosti papíru. Změna vlastností byla stanovena bezprostředně po expozici vzorků simulovaným podmínkám požáru, dále na vzorcích následně vystavených podmínkám umělého suchého a vlhkého stárnutí. Jako referenční vzorek byl využit neopracovaný papír. Byly stanoveny hodnoty modulu pružnosti, pevnosti v tahu, tržného zatížení, práce potřebné k přetržení tahem, celkové barevné diference a pH vzorků. Výsledky ukázaly, že každý vnější vliv, ať je to zvýšená teplota, vliv hasebních médií, ale i zestárnutí papíru, vyvolá aspoň nějakou změnu mechanických, optických i chemických vlastností. Nejmenší vliv na vzorek papíru, který byl opracován, měla směs plynů N2:Ar (1:1). Proto ji lze považovat za nejvhodnější hasební látku v prostředích archivů., This diploma thesis was aimed at study of the effect of various gaseous extinguishing media in an environment of increased temperature on the paper and its properties. Paper samples were exposed to elevated temperature in air, CO2 gas and gas mixtures of N2:Ar (1:1). The impact of conditions on the mechanical, chemical and optical properties of paper has been studied after exposure of the paper by extinguishing media under elevated temperature. The change of properties was determined immediately after exposure of samples under simultaneous conditions of fire, further one was determined for samples exposed to conditions of dry and wet aging. As a reference sample was used crude paper. Values of elasticity modulus, strength tensile, tearing resistance, the work needed for break tension, the total color difference and pH of samples have been determined. The results showed that every external influence causes at least some change in mechanical, optical and chemical properties such as increased temperature, the effect of extinguishing media or ageing of paper. The gas mixture N2:Ar (1:1) had the smallest influence on the sample paper, which was worked. Thus this gas mixture could be the best choice for the application in archive environments.

Hlavním cílem této práce je diagnostika diafragmového výboje v kapalinách. Ačkoli byla v posledních letech objevena celá řada aplikací elektrického výboje v kapalinách, vlastní mechanismus vzniku tohoto výboje není dosud znám. Z těchto důvodů se tato práce zaměřila na studium dějů předcházejících samotnému zapálení výboje, zápalného napětí, samotného výboje jak v oblastech náhodného průrazu tak i pravidelnému výboji. Použitím roztoků dvou anorganických solí o různých vodivostech práce zkoumala ovlivnění diafragmového výboje a také celé V-A křivky z hlediska vodivosti a druhu elektrolytu. V poslední části práce zkoumala emisní spektrum produkované výbojem. V teoretické části práce jsou uvedeny mechanismy vzniku výboje v plynech včetně popisu jednotlivých druhů známých výbojů. Jsou také zmíněny základní teorie ke vzniku výboje v kapalinách. Měření probíhalo v reaktoru rozděleném dielektrickou přepážkou (diafragmou) s dírkou uprostřed na dva elektrodové prostory. Diafragma byla zhotovena z polyetylentereftalátu a dírka měla počáteční průměr 0,4 mm. Nerezové elektrody byly umístěny ve stejné vzdálenosti od diafragmy (2 cm) v držácích umístěných symetricky s diafragmou. Časově rozlišené charakteristiky průběhu proudu a napětí byly zaznamenávány pomocí dvoukanálového osciloskopu, který snímal jejich výstupní hodnoty. Hodnoty byly zaznamenávány za postupného zvyšování stejnosměrného napětí po cca 50 V, po dosažení pravidelně hořícího výboje bylo napětí postupně snižováno. Proměřovány byly sodné roztoky síranu a fosforečnanu při šesti různých vodivostech. Výbojem emitované záření bylo snímáno křemenným vláknem a přiváděno do spektrometru Jobin Yvon TRIAX 550. Emitované záření bylo zkoumáno pouze u jednoho druhu roztoku o dvou vodivostech. Ve výsledkové části jsou uvedeny veškeré závislosti a zákonitosti, na které se přišlo během měření a porovnávání veškerých naměřených dat. Naměřené dynamické charakteristiky stanovují zápalné napětí, popisují průběhu proudu a napětí určitý, The main goal of this thesis is the diagnostics of the diaphragm discharge generated in liquids. Although many applications of electric discharge in liquids have been developed during the last years, the exact mechanism of the discharge ignition is not sufficiently known up to now. Based on this reason, this work focused on the investigation of processes before the discharge ignition, breakdown parameters and the discharge itself both in the irregular and stable regime. Using two kinds of inorganic salt solutions the work studied the influence of conductivity and electrolyte kind on the diaphragm discharge and its static current-voltage characteristics. The last task of the work investigated the emission spectra produced by the discharge. The theoretical part of the work presents mechanisms of the discharge generation in gases including the description of particular kinds of known discharges. The base theories of the discharge ignition in liquids are mentioned as well. Experiments were carried out in the reactor divided by the dielectric barrier (diaphragm) with a central pin-hole into two electrode spaces. Diaphragm was made of PET and the pin-hole initial diameter was 0.4 mm. Stainless steel electrodes were installed in the same distance of 2 cm from the barrier and symmetrically with respect to the diaphragm. Time resolved characteristics of current and voltage were recorded using two-channel oscilloscope which detected their output values. Parameters were measured by the constantly increasing DC voltage with a step of 50 V. When the regular discharge was ignited voltage had been gradually decreased. Used solutions contained sodium sulphate or sodium phosphate electrolyte at six different conductivities. Radiation emitted by the discharge was recorded by the spectrometer Jobin Yvon TRIAX 550. Emission spectra were investigated for one electrolyte at two different conductivities. The part with results presents all dependencies that were achieved during the measure

Plazmochemické procesy sú jednou z metód, ktoré sa využívajú na čistenie odpadových vôd. Odpadové a úžitkové vody z domácností obsahujú mnoho organických látok, ktoré musia byť odstránené, aby mohla byť voda znovu použitá v domácnostiach alebo priemysle. Cieľom diplomovej práce jerozklad alkaloi¬dov počas plazmového procesu. Teoretická časť je preto zameraná na generáciu elektric¬kého výboja v kva¬palinách a charakteristiku vybraných alka¬loidov. V práci je sledovaný rozklad kofeínu a chinínu v elektrickom výboji, ktorý je genero¬vaný v diafragmovej konfigurácii. Experimenty boli uskutočňované vo vsádzkovom reaktore, ktorý je rozdelený do dvoch častí prostredníctvom diafragmy vyrobenej z keramického mate¬riálu ShapalTM-M (hrúbka 3,0 mm, priemer otvoru 1,0 mm). Boli použité elektródy z nerezo¬vej ocele s rozmerom 5×12 cm. Priemerný elektrický výkon bol nastavený na hodnotu 135 W a doba každého experimentu bola 60 minút. Roztoky kofeínu (celkový objem 4 l) boli pripra¬vené v koncentráciách 10, 25 a 50 ppm a roztoky chinínu v koncentráciách 5, 10 a 15 ppm. Počia¬točná vodivosť roztokov bola upravená pomocou chloridu sodného na tri rôzne hod¬noty – 400, 750 a 1000 µS•cm-1. Experimentálna časť pozostáva taktiež z využitia analytických metód, ktoré boli potrebné na kvantifikáciu pozorovaných látok. Peroxid vodíka produkovaný počas elektrického výboja je stanovený kolorimetrickou metódou, ktorá je založená na tvorbe žlto sfarbeného komplexu z peroxidu vodíka a titánového činidla. Koncentrácia kofeínu bola určená UV spektrometriou pri vlnovej dĺžke 273 nm a následne bola uskutočnená analýza HPLC/MS. Degradácia chi¬nínu bola analyzovaná pomocou UV-VIS spektrometrie a fluorescenčných meraní. Generácia plazmy vo vodných roztokoch zapríčiňuje vznik hydroxylového radikálu, pero¬xidu vodíka, kyslíka, vodíka a iných reaktívnych častíc. Peroxid vodíka, ktorý vzniká v plaz¬me, je následne spotrebovaný na degradáciu organických látok v roztoku. To je vysvet¬lením nameranej nižšej kon, Plasmachemical processes are one of the methods used for wastewater treatment. Sewage and household wastewaters include a variety of organic substances that must be removed to reuse water in industry or households. The aim of this diploma thesisisthe observation of alkaloids decomposition by plasma chemical process. The theoretical part is focused on plasma generation in liquids and characterization of selected alkaloids. The decomposition of caffeine and quinine in direct current electrical discharge in liquid with diaphragm configuration is investigated in this work. The experiments were carried out in a batch reactor divided into two parts by a diaphragm made from ceramic material ShapalTM-M (thickness 3.0 mm, pin-hole diameter 1.0 mm). The stainless steel electrodes of 5×12 cm size were used. The mean electric power was set to 135 W for an operation time of 60 minutes in each experiment. Caffeine solutions (total volume of 4 L) were prepared in concentrations of 10, 25 and 50 ppm, quinine solutions in concentrations of 5, 10 and 15 ppm. The initial conductivity was adjusted by sodium chloride at three different values – 400, 750 or 1000 µS•cm-1. The experimental part consisted also of using analytical methods necessary for compound quantification. Hydrogen peroxide formation during the electrical discharge was determined by colorimetric method based on generation of yellow complex with titanium(IV) sulfate reagent. The caffeine concentration was measured by UV spectrometric method at wavelength 273 nmand thenHPLC/MS analysis was performed. Quinine degradation was monitored by UV-VIS spectrometry and fluorescent measurements. The plasma generation in water solutions induces formation of hydroxyl radical, hydrogen peroxide, oxygen, hydrogen and other reactive species. Hydrogen peroxide is produced and then utilized in degradation of organic compounds and thus lower concentration of H2O2was measured in solution with caffeine and quinine than in solution without alk

Tato diplomová práce navazuje na problematiku mojí bakalářské práce, kde byla řešena aplikace nízkotlakého vodíkového a argon-vodíkového plazmatu na vrstvy korozních produktů olova a dle experimentálních výsledků byla nalezena vhodná teplota pro plazmochemické ošetření olověných vzorků. Proces odstraňování koroze pomocí plazmochemického ošetření, včetně jeho pracovních podmínek, je však nutné dále optimalizovat. Aby nedošlo k poškození originálních historických předmětů, pro které je tato metoda vyvíjena a které nemohou být zničeny, byla předmětem této diplomové práce optimalizace právě zmíněných podmínek při opracování. Byly připraveny modelové vzorky s uměle vytvořenou inkrustací korozních produktů o dvojím složení. Tyto modelové vzorky byly vloženy do exikátoru s pískem a organickou kyselinou, kde následně korodovaly v prostředí koncentrované kyseliny octové nebo koncentrované kyseliny mravenčí s cílem vytvořit korozi, která se alespoň částečně přiblíží k reálné korozi na originálním předmětu. Tímto způsobem korodovaly vzorky deset měsíců. Po vyjmutí vzorků z korozního prostředí, byly vzorky vysušeny při sníženém tlaku a zataveny spolu s absorbéry vlhkosti a kyslíku do bariérové folie. Na rozdíl od bakalářské práce, kde byl pro ošetření vybrán kontinuální režim opracování vzorku v plazmochemické aparatuře, v této práci byl zvolen režim pulsní se třemi různými nastaveními podmínek. Průběh experimentu byl monitorován pomocí optické emisní spektrometrie, povrch vzorků byl analyzován metodami SEM, EDX, XRD. Získané poznatky byly poté aplikovány na originální předměty bez nálezové dokumentace, u kterých by nevadilo jejich případné zničení., This diploma thesis builds on my bachelor thesis, which was focused on the application of low-pressure hydrogen plasma and argon-hydrogen plasma on layers of corrosion products. According to results of the experiments, an appropriate temperature for plasma chemical treatment of lead samples was detected. However, the process of corrosion removal through plasma chemical treatment needs to be further optimized to prevent potential damage to the original historical artefacts. Optimization of the treatment process is therefore the main subject of this work’s research. The model samples with artificial corrosion layers with dual composition were prepared. These samples were put to desiccator with sand and organic acid. The samples corroded in environment of acetic acid or formic acid with the aim of creating the corrosion, which would be at least partially simulated with corrosion on the original artefacts. The process of corrosion lasted for eleven months. After that, the samples were dried out under reduced pressure, put to the protecting foil with humid and oxygen absorbers. In contrast with my bachelor thesis where the continuous regime was chosen for the treatment, the pulse regime with three different condition settings is used. Process of experiment was monitored by OES, surface of samples was analyzed by SEM, EDX, XRD methods. Results from experiments with model samples were used for treatment of original artefacts with missing documentation, so their eventual damaging was acceptable.

Cílem této práce je studium procesů probíhajících během depozice organokřemičitanových tenkých vrstev formou plazmové polymerace. Tenké vrstvy se v poslední době staly nejrozšířenějším způsobem povrchových úprav materiálů. Používají se jako ochranné a funkční vrstvy, mohou zvyšovat nebo snižovat adhezi k různým sloučeninám (např. k vodě), nebo jen zlepšit mechanické vlastnosti silnějších materiálů. Plazmové polymery, které nejsou známy moc dlouho, jsou moderním trendem ve vývoji depozice tenkých vrstev. Vykazují perfektní adhezi k substrátu a jsou vysoce odolné vůči většině chemikálií. Jejich struktura je poměrně odlišná od struktury klasických polymerů. V poslední době se jako prekurzory plazmových polymerů začaly používat organokřemičitany, protože křemík zabudovaný v jejich struktuře umožňuje depozici tenkých vrstev na skleněný substrát a organická část monomeru nám nabízí nekonečné možnosti modifikací. V našem případě jsme jako monomer použili dimethylfenylsilan (DMPS). Diagnostiku plazmatu jsme prováděli optickou emisní spektrometrií indukčně vázaného plazmatu a v jednom případě i kapacitně vázaného plazmatu. Touto metodou je možno stanovit složení plazmatu během depozičního procesu. A tím můžeme podle vstupních parametrů předpovědět i složení deponované tenké vrstvy. Z relativních populací jednotlivých fragmentů jsme schopni zjistit optimální nastavení pro depoziční proces. Je také možno spočítat teploty částic v plazmatu, což nám podá informace o energiích těchto částic. První část této studie se zabývá identifikací částic (fragmentů), které vznikly při fragmentaci monomeru v prostředí plazmatu. Ve spektrech jsme úspěšně identifikovali atomární čáry vodíku Balmerovy série. Byla detekována rovněž řada rotačních čar molekulového vodíku. Atomární uhlík se objevil pouze v malém množství. Daleko více uhlíku bylo zjištěno ve formě CH radikálu. Byly zachyceny i slabé čáry atomárního křemíku. Při použití směsi DMPS s kyslíkem byly ve spektrech přítomny i OH radikál a, The aim of this thesis is a study of processes during organosilicone thin film deposition via plasma polymerization. Recently, thin films are the most expanding way of surface modification of materials. They are used as protective coatings, functional layers, they can increase or decrease adhesion to different compounds (e.g. water), or just improve mechanical properties of bulk materials. Plasma polymers, which are not known so long, are a modern trend in evolution of thin film deposition. They have perfect adhesion to the substrate and they are highly resistant against most of chemical compounds. Their structure is quite different from the structure of classical polymers. Recently, organosilicon compounds are used as precursors for plasma polymers because silicon built in the structure of plasma polymer allows thin film deposition on glass substrate and the organic part of monomer gives us infinite possibilities of modification. In our case dimethylphenylsilane (DMPS) was used as a monomer. Various RF low pressure discharges were used during this study. Plasma diagnostic was performed by optical emission spectroscopy of inductive coupled plasma. This method allows us to determine plasma composition during the deposition process. Thus we can predict the composition of deposited thin film according to input parameters. From relative populations of fragments we are able to find out optimal conditions for deposition process. We can also calculate temperature of particles in plasma which gives us some information about particle energies. The first part of the study deals with the identification of particles (fragments) created by fragmentation of monomer in plasma environment. We successfully identified hydrogen atomic lines of Balmer’s series in the spectra. Many rotational lines of hydrogen molecule were also detected. Atomic carbon occurred only in small amount. Much more carbon was detected in the form of CH radical. We also found some weak lines connected to atomi

Tato bakalářská práce se v teoretické části zabývá vlivem zaváděného plynu na chemické procesy iniciované elektrickým výbojem v kapalinách. Jsou zde popsány možné metody diagnostiky reaktivních částic, které vznikají v systému po plazmatickém ošetření. V praktické části je pozorován vliv různých parametrů na produkci peroxidu vodíku, kterými mohou být polarita napětí, příměs plynu, elektrolyt. Pro srovnání byly vybrány dva plyny o rozdílných vlastnostech, argon a kyslík. Vliv pH byl sledován v roztoku fosforečnanu. Tyto roztoky jsou schopny udržovat stabilní pH v průběhu experimentu a díky této vlastnosti jsou fosforečnany velmi perspektivní v oblasti medicíny., This thesis in the theoretical part focuses on the gas influence on chemical processes initiated by electrical discharge in liquids. This part described the possible diagnostic methods of reactive particles whitch are produced in water solutions after plasma treatment. The influence of different experimental conditions, such as the influence of gas, effect of voltage polarity, effect of electrolyte of hydrogen peroxide formation were studied. The comparison of selected two gases with different property, argon and oxygen, were realized. The effect of pH in phosphate solution was studied. This solutions are able to maintain relatively stable pH during the experiment and due to this property phosphates are very perspektive for medical applications.

Předmětem této diplomové práce je studium plazmochemické redukce korozních vrstev na mědi. Proces je založen na použití nízkotlakého vodíkového RF plazmatu, ve kterém jsou vzorky ošetřovány po dobu několik hodin. Pro zkoumání procesu byly připraveny čtyři sady vzorků v různých korozních prostředích. První dvě korozní prostředí tvořily páry HCl a octanu amonného, jimž byly vzorky vystaveny po dobu jednoho týdne. Druhé dvě sady vzorků byly připraveny smočením v HNO3 a H2SO4. Provedená EDX analýza potvrdila vizuální hodnocení složení korozních vrstev, které obsahovaly chloridy, dusičnany a sírany mědi. Vzorky vystavené působení octanu amonného nevykázaly žádnou korozi, a proto nebyly dále zpracovávány. Ke zjištění reakcí probíhajících ve vodíkovém RF výboji byla použita optická emisní spektroskopie. Nejdříve je realizováno měření spekter samotného plazmatu v kontinuálním a pulsním režimu, neboť experimentální zařízení bylo zcela nově postaveno. Ve spektru byly identifikovány atomární čáry vodíku. Intenzita těchto čar a celková intenzita spektra v intervalu 300 – 700 nm byly měřena v závislosti na průtoku vodíku, výkonu a činiteli využití. Poté přišlo na řadu vlastní ošetření měděných korodovaných vzorků za různých podmínek, obvykle při tlaku 170 Pa, výkonu RF generátoru 200 W a průtoku vodíku 10,2 ml/min. K monitorování celého procesu plazmochemického ošetření bylo použito sledování integrální spektrální intenzity OH radikálu v rozmezí 305 – 330 nm. Experimentální výsledky ukázaly, že intenzity OH radikálu silně závisí na druhu koroze i na režimu ošetření. Redukce korozních vrstev ošetřovaných v pulsním režimu není tak uspokojivá jako v kontinuálním režimu kvůli nižší teplotě v reaktoru a menší celkové energii dodané během procesu. Během redukce v kontinuálním režimu bylo pozorováno k odprašování vzorku. To znamená, že korozní vrstva byla úspěšně odstraněna, ale proces nebyl včas ukončen. Bude tedy nutné, pokusit se navrhnout ještě nějaký další monitorovací postup krom, The present diploma thesis concerns the research of plasmachemical reduction of copper corrosion layers. The process was based on using low pressure hydrogen RF plasma in which copper samples are treated for several hours. Four series of copper corrosion layers were prepared in four different corrosion atmospheres. The first two were prepared using saturated vapors of HCl and ammonium acetate that affected copper samples for one week. The second two sets were prepared by samples dipping in HNO3 and H2SO4. EDX analysis confirms visual composition of corrosion layers – chlorides, nitrides and sulphate, respectively. The ammonium acetate produced no corrosion layers and thus this set of samples was omitted. The optical emission spectroscopy was used to find out reactions in a hydrogen RF discharge. At the first, a character of plasma without samples was taken by measuring in continuous and pulsed regime. The integral spectrum intensity (300-700 nm) and intensities of hydrogen atomic lines were observed in the dependences on hydrogen flow, power and duty cycle. After that copper samples were treaded under various conditions in continual and pulse regime, typically at pressure of 170 Pa, 200 W power and hydrogen flow rate of 10.2 ml/min. The integral OH radical spectral intensity in the range of 305 – 330 nm was used as a monitor of plasma treatment process. The experimental results showed that intensities of OH radical depended strongly on the corrosion layer kind as well as on the RF discharge mode. Reduction of corrosion layers treated in the pulsed regime was not so satisfactory then in the continuous regime probably due to lower temperature of sample during the treatment. The total supplied energy into the system was also lower in this case. The sample sputtering was observed during the reduction in continuous regime. It means the corrosion was successfully removed but the process was not stopped at that moment, so it is necessary to propose another additional monit

Tématem bakalářské práce je studium fragmentace organo-křemíkových látek v plazmatu. Jako příklad organosilikátu byl zvolen dymethylfenylsilan. V teoretické části je popsán základní přehled plazmochemických procesů a technologií, použitých v současném světě. Tato část je rovněž věnována popisu základních metod diagnostiky plazmatu, jako je optická emisní spektroskopie a dále hmotnostní spektroskopie. Experimentální část se skládá z dvou odlišných experimentů. První byl modelový experiment fragmentace DMPS svazkem elektronů o přesné energii a byl proveden na Fakultě Matematiky, Fyziky a Informatiky UK v Bratislavě. Výsledky přinášejí souhrn elektronových energií potřebných pro tvorbu různých iontových fragmentů z původní molekuly a účinné průřezy pro jejich tvorbu. Druhá část experimentu byla uskutečněna v kapacitně vázaném RF nízkotlakém plazmatu během depozice tenkých vrstev na bázi DMPS. Plazma bylo monitorováno optickou emisní spektroskopií při různém výkonu dodávaném do plazmatu. Další práce bude zaměřena na výpočet parametrů plazmatu ze spekter a jejich porovnání s daty získanými z modelového experimentu., This Bachelor Thesis deals on the study of organosilicone monomers in plasma. The dimethylphenylsilane (DMPS) was chosen as the organosilicone example. The theoretical part gives basic overview of plasmachemical processes and technologies used in present world. Some part is reserved for the description of plasma diagnostic basic methods as optical emission spectroscopy and mass spectroscopy. The experimental part is constituted from two different experiments. The first one was done as model experiment of DMPS fragmentation by electron beam of exact energy and it was completed at Faculty of Mathematics, Physics and Informatics in Bratislava. Results of these experiments brought a set of electron energies needed for the creation of various ionic fragments from the original molecule as well as the cross sections for their creation. The second part of the experiments was carried out under the inductively coupled RF low pressure plasma conditions during the deposition of DMPS based thin films. The plasma was monitored by optical emission spectroscopy at different discharge power. Various species were identified in the spectra. The calculation of plasma parameters and their comparision with the model experiment data will be subjects of the further work.

Nízkoteplotná plazma nachádza veľké využitie v súčasnej medicíne. Predstavuje celú radu aktívnych častí ako sú nabité častice, UV žiarenie, elektrické pole, radikály, excitované atómy a molekuly. Táto komplikovaná chémia vedie k nespočetným interakciám medzi studenou plazmou a biologickými systémami, vrátane buniek a tkanív. Synergia účinkov týchto premenných ponúka široké spektrum priaznivých účinkov na organizmus. Táto práca sa venuje účinku studenej plazmy na hojenie rán. V tejto štúdií boli použité dva rôzne typy systémov mikrovlnnej plazmy. Prvým bol plazmatický výboj generovaný povrchovou vlnou v argóne s použitím kremennej kapiláry, druhým bol fakľový výboj so spätným vírovým prúdením pracovného plynu. Diagnostika plazmovej trysky prostredníctvom optickej emisnej spektroskopie ukázala prítomnosť aktívnych častíc vo výboji, ktoré sú zodpovedné za mnohé z účinkov plazmy. Koncentrácie aktívnych častíc generovaných plazmou závisia na podmienkach generácie plazmy, ako sú výkon generátora a prietok pracovného plynu. Pre vizuálny dôkaz účinkov aktívnych častíc na kožu bola pripravená simulácia kožného tkaniva. Interakcia medzi plazmatickou tryskou a umelým kožným tkanivom ukázala, že UV žiarenie a teplota nie sú zodpovedné za všetky efekty, ktoré sú pozorované po aplikácii plazmy. Časť experimentov bola realizovaná v spolupráci s Lekárskou univerzitou v Sofii v Bulharsku. Teória urýchleného liečenia rán spôsobeného plazmou bola podporená pozorovaním účinkov plazmy na umelo vytvorené rany laboratórnych myší. Bolo dokázané, že proces hojenia rán je významne kratší po použití plazmovej terapie v porovnaní s prirodzeným hojením. Aplikácia plazmy v trvaní 10 sekúnd, opakovaná s odstupom jedného dňa sa javí ako efektívnejšia ako aplikácia plazmy len jeden deň. Táto práca je súčasťou medzinárodného projektu PLASMABORDER, programu Interreg V-A Slovenská republika – Česká republika, s registračným číslom 304011P709, ktorý je spolufinancovaný z Európskeho fondu regionálneho r, Non-thermal plasma has a lot of ways for using in nowadays medicine. It presents many useful actions like charged particles, UV light, electric field, radicals, excited atoms and molecules. That complicated chemistry directs to uncountable synergistic interaction between cold plasma and biological systems, involve cells and tissues. This thesis is about effects of cold plasma to wound healing. Two different microwave plasma systems were used for the presented study. The first one was argon plasma torch generated by surface wave using the quartz capillary, the second one was plasma torch with reverse vortex argon flow. Diagnostics of plasma jet by optical emission spectroscopy shown the presence of active particles, which are responsible for a lot of impact of plasma treatment. Concentrations of active particles generated by plasma are dependent on conditions of plasma generation like power of generator and gas flow. For visual evidence of effects on skin caused by active particles was created simulation of skin tissue. Interaction between plasma jet and artificial skin tissue shown that UV light and temperature are not responsible for all observed effects which are noticed after plasma treatment. Some part of experiments was realized in collaboration with Medical University of Sofia in Bulgaria. The theory of positive effect to wound healing was supported by experiments based on treating artificially created wounds on laboratory mice by cold plasma. It was proved, that process of wound healing is significantly shorter after using plasma treatment in comparison with normal wound healing. Plasma treating of wound for 10 seconds in two consequent days seems like more effectively than application of plasma only one day. This Thesis was carried out as a part of international project PLASMABORDER that was supported by European commission under cohesion funds; programme INTEREG SK-CZ under contract No. 304011P709.

Tato diplomová práce se zabývá generací reaktivních částic (peroxid vodíku, dusičnany, dusitany) pomocí různých plazmových systémů v destilované a kohoutkové vodě. Připravená plazmatem aktivovaná voda se liší ve způsobu aplikace plazmatu, a to nad hladinou vody, uvnitř vody a probubláváním produktů výboje do vody. Cílem je stanovit vyprodukované množství částic v různých plazmových systémech a porovnat je mezi sebou. Práce také sleduje vliv experimentálních podmínek ozonizátoru na generované množství reaktivních částic., This diploma thesis deals with generation of reactive species (hydrogen peroxide, nitrates, nitrites) using various plasma systems in distilled and tap water. Prepared plasma activated water differs in the way the plasma is applied, namely plasma above the water surface, plasma inside water or bubbling of plasma gaseous products into water. The main goal is to determine the amount of species produced in different plasma systems and compare them with each other. The effect of ozonizer experimental conditions on the generated amount of reactive species is also monitored.

Táto práca sa zaoberá vplyvom prímesi dusíka na nízkoteplotnú mikrovlnnú plazmatickú trysku generovanú v argóne pri atmosférickom tlaku. Nízkoteplotná plazma má využitie v mnohých biomedicínskych aplikáciách ako je liečba rakoviny, koagulácia krvi, sterilizácia a podobne. Je dôležité vedieť k akým zmenám zloženia a parametrov plazmy dochádza v závislosti na koncentrácii dusíka, aby sa zabránilo potenciálnemu poškodeniu ošetrovaného tkaniva. Plazmatická tryska bola charakterizovaná pozdĺž osi výboja pomocou optickej emisnej spektroskopie. Z intenzít vybraných spektrálnych čiar a pásov plazmou generovaných častíc vyžarujúcich svetlo boli vypočítané elektrónové, vibračné a rotačné teploty. Výsledky merania preukázali zvýšenú koncentráciu oxidu dustaného a taktiež zvýšenie UVC žiarenia. Bol preukázaný aj nárast teploty neutrálneho plynu, avšak nie príliš vysoký, takže plazmatická tryska s prídavkom dusíka je stále použiteľná pre ošetrenie termosensitívnych materiálov akým je ľudské tkanivo. Štúdium sterilizačného účinku mikrovlnnej plazmy generovanej v zmesi argón-dusík naďalej prebieha. Niektoré z výsledkov získaných počas tejto práce boli zahrnuté v článku odborného časopisu Journal of Physics D: Applied Physics., This thesis is concerned with influence of nitrogen admixture to non-thermal microwave plasma jet generated in argon flow at atmospheric pressure. Non-thermal plasma can be used in more biomedical applications such cancer treatment, blood coagulation, sterilization etc. It is necessary to know the changes of plasma composition and its parameters in dependence nitrogen concentration to avoid potentional damages of the treated tissue. Plasma jet was characterized by optical emission spectroscopy along its axis. Electron, vibrational and rotational temperatures were calculated from intensities of the selected spectral lines and bands emitted by particles generated in plasma. The results show increase of the nitric oxide concentration followed by the increase UVC radiation. Temperature of the neutral gas increase too, but not so much and thus jet with nitrogen addition can be still used for the treatment of thermosensitive materials such as human tissue. Study of the sterilization effect of microwave plasma generated in argon-nitrogen mixtures is still under progress. Some of the results obtained during this thesis were included in the paper submitted into Journal of Physics D: Applied Physics.

Tato diplomová práce se zaměřuje na plazmochemickou redukci modelových korozních vrstev připravených na bronzových vzorcích. Bronz byl hlavním materiálem pro výrobu předmětů v tzv. době bronzové. Nejprve byl velmi vzácný, a proto se používal pouze pro výrobu šperků a dalších ozdobných předmětů. Teprve později se z bronzu začaly vyrábět předměty denní potřeby a zbraně. Tyto předměty jsou nacházeny a je nutné je restaurovat a zachovat tak kulturní dědictví pro příští generace. K tomu přispívá výzkum a optimalizace podmínek plazmochemické redukce modelových korozních vrstev bronzových vzorků. Pro vytvoření definovaného povrchu byla použita metalografická bruska, nejprve s brusným papírem P 280, poté byl papír otočen o 90° a následně byl použit papír P 600. Tím bylo zajištěno sjednocení drsnosti povrchu celého bronzového vzorku, což je důležité pro zajištění stejných podmínek koroze. Obroušené vzorky byly omyty ethanolem a usušeny proudem horkého vzduchu. Aby se zamezilo styku s okolní atmosférou a následným zahájením koroze, byly vzorky uloženy do uzavíratelných polyethylenových sáčků. Následovala příprava modelových korozních vrstev. Jako korozní prostředí byla vybrána kyselina chlorovodíková a kyselina sírová. Petriho miska, umístěná na dně exsikátoru, obsahovala vždy 20 ml dané kyseliny. Vzorky byly uloženy na keramický rošt nad miskou a zde korodovaly (v parách kyseliny chlorovodíkové 34 dnů a v parách kyseliny sírové 27 dnů). Zkorodované vzorky byly ošetřeny v nízkotlakém vodíkovém plazmatu, které bylo buzeno RF generátorem. Vzorky byly vloženy do křemenného válcového reaktoru (délka 90 cm, vnitřní průměr 9,5 cm) s vně umístěnými měděnými elektrodami. Tlak v reaktoru se během experimentu pohyboval kolem 160 Pa, při průtoku vodíku 50 sccm. Ošetření trvalo vždy 90 minut a byl zvolen kontinuální nebo pulzní režim (se střídou 25%, 50% nebo 75%) a výkon 50-300 W. Průběh plazmochemického ošetření byl monitorován optickou emisní spektroskopií OH radikálů s použitím spekt, This diploma thesis is focused to the plasma chemical reduction of model corrosion layers prepared on bronze samples. Bronze was the main material for production of the subjects in Bronze Age. First, it was very rare, and therefore was used only for making jewellery and other decorative subjects. Later, the objects of daily use and weapons were produced of bronze. These objects are found and it is necessary to restore him and preserve the cultural heritage for future generations. The research and the optimalization of plasmochemical reduction of model corrosion layers on bronze samples contributes to this. A metallographic grinder was used to create a defined surface, first with the sandpaper P 280 and then after sample 90 degree rotation with the sandpaper P 600. This ensured uniform surface at all bronze samples that is necessary to provide the same corrosion conditions. The grinded samples were washed by ethanol and dried by hot air stream. To prevent contact with the surrounding atmosphere and successive initiation of corrosion, the samples were stored in lockable polyethylene bags. This step was followed by the preparation of model corrosion layers. Hydrochloric and sulfuric acids were chosen as corrosive environments. Petri dish containing 20 ml of the selected acid was placed at the bottom of the desiccator. Samples were placed to the ceramic grate, over the dish, and they were corroded (in vapours of hydrochloric acid for 34 days and in vapours of sulfuric acid for 27 days). The corroded samples were treated using low-pressure hydrogen plasma excited by RF generator. Treatment of samples was carried out in quartz cylindrical reactor (length of 90 cm, inner diameter 9.5 cm) with copper electrodes placed outside. The pressure in the reactor was ranged around 160 Pa at hydrogen flow rate of 50 sccm during the experiments. The continuous and pulse modes (duty cycle of 25%, 50% or 75%) at peak power of 50–300 watts were used for the treatment of 90 minutes durati

Titan, měsíc planety Saturn, je pro mnoho výzkumníků zajímavý pro svou hustou atmosféru, která je stejně jako jeho povrch složena převážně z dusíku (95 %) a metanu (5 %) se zastoupením různých uhlovodíků, a také protože díky podmínkám, které na Titanu panují, je považován za model Země v době před vznikem života. Aby bylo možné sledovat procesy, které probíhají na různých vesmírných tělesech, je třeba k nim úspěšně dopravit výzkumnou sondu a důkladně ochraňovat elektroniku, na kterou po dobu vzletu, letu a přistání působí mnohé nepříznivé vlivy jako tepelné výkyvy, různé záření či atmosféra vesmírného tělesa, jíž může být elektronika vystavena, dojde-li k narušení integrity pláště sondy (například u přistávacích modulů). Parylenové vrstvy se již ve vesmírném výzkumu využívají a cílem této práce je hlubší pochopení změn jejich mechanických, chemických a fyzikálních vlastností po jejich vystavení simulované atmosféře Titanu a UV záření. Byly připraveny dvě tloušťkové sady parylenových vrstev (2 a 6µm), které byly následně vystaveny působení vlivu simulované atmosféry se zastoupením metanu v plynné směsi 1, 3 a 5 % – za laboratorní a snížené teploty (chlazení pomocí kapalného dusíku). V každé sadě byly vždy vzorky duplikovány díky čemuž jsme získali dvě sady vzorků – na první působily pouze podmínky použité při simulaci atmosférických dějů na Titanu (reakční produkty a použitý výboj) a druhou sadu, která byla navíc následně degradována pomocí UV záření (možný vliv fotonů z okolí Titanu). Změny, které na vrstvách proběhly, byly charakterizovány pomocí FTIR a dalších analytických metod. Ukazuje se, že už při vystavení podmínkám simulované atmosféry dochází pro většinu vzorků vystaveným směsi s největším zastoupením metanu k fotooxidaci. Ta u některých vzorků vedla ke snížení pozdějšího vlivu použitého UV záření a jde patrně o důsledek zesíťování dané vrstvy parylenu. Pomocí AFM bylo potvrzeno, že reakce probíhající na vrstvách při simulaci atmosféry zvyšují jejich drsnos, Titan, a moon of the planet Saturn, is interesting to many researchers for its thick atmosphere, which, like its surface, is composed mainly of nitrogen (95%) and methane (5%) with various hydrocarbons, and thanks to the conditions that prevail on Titan, it is considered to be a model of Earth in the time before the origin of life. In order to be able to monitor the processes that take place on various space bodies, it is necessary to successfully transfer a space probe to them and thoroughly protect the electronics, which is affected by many adverse effects during takeoff, flight and landing, like thermal fluctuations, various radiation or the atmosphere of the space body to which the electronics may be exposed if the integrity of the probe shell is compromised (for example, in the case of landing modules). Parylene layers are already used in space research, and the aim of this work is a deeper understanding of the changes of their mechanical, chemical and physical properties after their exposure to the simulated atmosphere of Titan and UV radiation. Two thickness sets of parylene layers (2 and 6 µm) were prepared, which were subsequently exposed to the influence of a simulated atmosphere with a methane content of 1, 3 and 5% – at laboratory and reduced temperatures (cooling with liquid nitrogen). In each set, the samples were always duplicated, thanks to which we obtained two sets of samples – the first was affected only by the conditions used in the simulation of atmospheric events on Titan (reaction products and the used discharge) and the second set, which was additionally degraded using UV radiation (possible influence of photons). The effect of such treatments was characterized using FTIR and other analytical methods. It turns out that even when exposed to the conditions of the simulated atmosphere, photooxidation occurs for most of the samples exposed to the mixture with the highest methane content. For some samples, this led to a reduction of a subsequent e

Tématem diplomové práce je diagnostika plazmatu užívaného pro depozice tenkých vrstev na bázi organo-křemíkových sloučenin. Tyto vrstvy mají široké využití jako ochranné povrchy materiálů nebo ochranná fáze při tvorbě vystužení skleněných vláken. V teoretické části jsou uvedeny základy optické emisní spektroskopie a hmotnostní spektroskopie a základy výpočtu rotační, vibrační teploty a elektronové teploty plazmatu. Při depozici byl jako monomer využit tetravinylsilan (TVS) v radiofekvenčním kapacitně buzeném výboji. Jako diagnostická metoda byla použita optická emisní spektroskopie a hmotnostní spektroskopie. Vlastní depozice probíhala v kontinuálním režimu při výkonech 20, 25, 40, 50, 60 a 70W a pulzním režimu s aktivním výbojem v poměru 1:1, 1:4 a 1:9 při výkonu 50 a 10 W. V jednotlivých spektrech byly identifikovány čáry atomárního vodíku Balmerovy série a celá řada rotačních čar odpovídajících molekule vodíku. Dále se podařilo ve spektrech identifikovat molekulární pásy SiH, CH a C2. Z rotačních čar pásu 0-0 molekuly CH byla stanovena rotační teplota, která se pohybovala v rozmezí 600 – 1000 K v závislosti na depozičních podmínkách. Z atomárních čar vodíku byla stanovena teplota elektronů v rozmezí 3600-7500 K. Souběžně s optickými emisními spektry byla snímána i in situ hmotností spektra TVS, která ukázala, že s klesajícím výkonem dodávaným do plazmatu v kontinuálním režimu klesá i fragmentace monomeru. Tyto výsledky potvrzuje i OES v případě radikálu CH a látek obsahujících vodík, jiné částice byly optickou emisní spektroskopií většinou neměřitelné. Stejné výsledky byly pozorovány v závislosti na výkonu dodávaném do aparatury. Dosažené výsledky jasně ukazují, že fragmentace monomeru klesá s klesajícím výkonem dodávaným do plazmatu. Přesné stanovení složení vzniklých vrstev je předmětem dalšího bádání a stejně tak i další popis parametrů plazmatu., The aim of this work is plasma diagnostic during the deposition of thin films based on organosilicone compounds. These layers have a wide range of applications mainly as protective coatings or intermediate phase in composites reinforced by glass fibers. The theoretical part of this work gives a basic fundaments of optical emission spectroscopy and mass spectroscopy and describes procedures for rotational, vibrational, and electron temperature calculations. The RF capacitive coupled discharge in configuration with planar electrodes was used with tetravinylsilane (TVS) organosilicone monomer in this study. The optical emission spectroscopy and mass spectroscopy were applied for the plasma diagnostics. The deposition process was carried out in continuous regime with applied power of 20, 25, 40, 50, 60, and 70 W, some experiments were done also in pulsed regime with duty cycle 1:1, 1:4 and 1:9 at fixed power of 50 W and 10 W when discharge was on. The atomic lines of hydrogen Balmer series and many rotational lines of molecular hydrogen were identified in the spectra. Besides them, the molecular bands of SiH, CH and C2 species were observed. The rotational temperature calculated from 0-0 CH band was in the range of 600 – 1000 K depending on the discharge conditions. The electron temperature in the range of 3600-7500 K was calculated from hydrogen atomic lines. In situ mass spectra collected simultaneously with optical emission spectra showed TVS monomer fragmentation increase with the increase of applied power in continuous regime. This result well correlated with OES in case of CH radical and hydrogen species, the other particles were mainly non-measurable by emission spectroscopy. The same results were also obtained with respect to the duty cycle parameter. The presented results clearly demonstrated the increase of monomer fragmentation with the increase of mean applied discharge power. Determination of prepared layer properties is a subject of other works and their r

Práce se zabývá působením nízkotlakého, nízkoteplotního vodíkového plazmatu na uměle vytvořené modelové korozní vrstvy na bronzu. Pro tento účel byly vytvořeny tři sady zkorodovaných bronzových vzorků. V prvním kroku přípravy vzorků bylo nutné zbrousit postupně povrch bronzu brusným papírem zrnitosti 60, 280 a nakonec 600, čímž bylo dosaženo definované drsnosti povrchu. Za účelem charakterizace struktury a určení prvkového složení použitých vzorků bronzu byla u jednoho vzorku provedena mikroskopická analýza. Byla využita jak světelná mikroskopie, tak elektronová mikroanalýza s energiově disperzním detektorem. Připravené vzorky s definovaným povrchem byly ponechány korodovat ve třech rozdílných korozních prostředích. Vznikly tak tři různé korozní vrstvy utvářené v kyselých prostředích kyseliny chlorovodíkové, kyseliny dusičné a kyseliny sírové. Struktura vrstvy a její prvkové složení byly opět zkoumány metodou elektronové mikroanalýzy. V těchto vrstvách byla dle jejich typu zjištěna rozdílná množství kyslíku, dusíku, chloru, síry, měďi, cínu a olova. Další, a zároveň hlavní částí této práce, byla plazmochemická redukce připravených zkorodovaných vzorků. Vysokofrekvenční výboj (13,56 MHz) byl buzen ve válcovém reaktoru z křemenného skla pomocí vně umístěných elektrod. Plazma bylo generováno kontinuálně i pulzně při různých výkonech generátoru. Záření emitované plazmatem během opracování vzorku bylo analyzováno pomocí optické emisní spektrometrie. Významným indikátorem průběhu redukčního procesu je množství OH radikálu vznikajícího ve výboji při reakci atomárního vodíku s korozní vrstvou. Proto byla během plazmochemického ošetření vzorků sledována časová závislost integrální intenzity OH pásu ve snímaných spektrech, čímž byl monitorován probíhající redukční děj. Rozdílný průběh těchto závislostí jasně ukazuje odlišné chování různých druhů korozních vrstev během plazmochemického ošetření. Přeměna korozní vrstvy vlivem působení plazmatu byla zkoumána opět pomocí elektron, The application of low-pressure low-temperature hydrogen plasma on artificial corrosion layers on bronze has been studied. For this purpose, three sets of bronze corroded samples were prepared. The first step of the model sample preparation was grinding of the bronze surface by using emery with 60, then 280 and finally by 600 grains density, in order to achieve the defined surface roughness. The next step of the work were optical and scanning electron microscopy observations with energy dispersive X-ray micro analysis (SEM-EDX) of the prepared bronze sample for purpose of surface structure characterization and element composition determination. Bronze samples with defined surface structure were corroded in different corrosion atmospheres. Three different model corrosion layers were formed by acidic atmospheres of hydrochloric acid, nitric acid and sulphuric acid. The element composition and structure of corrosion layer was determined by SEM-EDX again. The different amounts of oxygen, nitrogen, chlorine, sulfur, copper, tin and lead in the corrosion layer according to different types of corrosion atmospheres were determined. The next and also main part of the work was a plasma chemical reduction of corroded samples. The plasma reactor used the RF discharge (13.56 MHz) created in quartz tube with outer electrodes. The generation of capacitively coupled plasma in continuous or pulse mode by different supplied power was carried out. The plasma radiation emitted from the RF discharge during the sample treatment was measured by optical emission spectroscopy. The quantity of OH radical created in an active discharge by reactions of atomic hydrogen with the corrosion layer is a significant indicator of a reduction process. Therefore the OH radical band integral intensities observed as a function of the treatment time were used as a monitor for plasma chemical reduction process. The OH emission showed different behavior depending on corrosion layer composition during the pla

Cílem této diplomová práce je příprava a charakterizace plazmatem aktivované vody (PAW) připravené dielektrickým bariérovým výbojem za atmosférického tlaku ve vzduchu s ohledem na její aplikaci v zemědělství a medicíně. Teoretická část je zaměřena na plazmatem aktivovanou vodu a její účinek na semena a rostliny. Práce se také zabývá přípravou a aplikací PAW ve světě. Jsou zde popsány různé druhy plazmatického výboje vhodné k její přípravě. V experimentální části diplomové práce byla pro aktivaci zvolená destilovaná a kohoutková voda. Následně byla stanovena koncentrace aktivních částic v PAW vygenerovaných pomocí DBD, jako jsou dusitany, dusičnany a peroxid vodíku. Hodnota koncentrace aktivních částic se mění pravděpodobně v důsledku vzájemných interakcí, kdy dochází k oxidaci dusitanů peroxidem vodíku na dusičnany. Také byly charakterizovány fyzikální vlastnosti PAW jako jsou vodivost a hodnota pH. Po přípravě PAW dochází ke zvýšení vodivost v důsledku zvýšení koncentrace aktivních částic vzniklých disociací a ionizací molekul vody plazmatem. Také částice přítomné ve vzduchu, které disociuje a ionizuje plazma, difundují do kapaliny a přispívají k tomuto zvýšení. Pokles pH také odpovídá nárůstu koncentrace vodíkových iontů a vzniku dusíkatých kyselin. Dalším aspektem této práce bylo prostudování plazmatem aktivované vody během prvních osmi hodin po její přípravě a určení stability jejích vlastností. Zjistili jsme, že PAW připravená z kohoutkové vody si zachovává své charakteristické vlastnosti po dobu nejméně 8 hodin a destilovaná voda po dobu 6 hodin. V diplomové práci byla provedena analýza plazmatického výboje pomocí optické emisní spektroskopie. Měření OES bylo provedeno v rozsahu vlnových délek 300 až 800 nm. V přehledových spektrech byl identifikován druhý pozitivní systém dusíku (N2 (C 3u) N2 (B 3g)) a první pozitivní systém dusíku (N2 (B 3g) N2 (A 3+u)). Ve spektru lze pozorovat molekulární iont dusíku, radikál OH·, atomární kyslík a atomární vodík. Dielektr, The aim of this master thesis is the preparation and characterization of plasma activated water (PAW) prepared by dielectric barrier discharge at atmospheric pressure in air for the future applications in agriculture and medicine. The theoretical part is focused on plasma activated water and its effects on seeds and plants. The work also deals with the preparation and application of PAW in the world. Various types of plasma discharge configurations suitable for its preparation are described here. In the experimental part of the master thesis, distilled and tap water were chosen for activation. The concentrations of active particles in PAW generated by DBD such as nitrites, nitrates and hydrogen peroxide were determined. The value of the concentration of active particles changes probably due to mutual interactions when nitrites are oxidized by hydrogen peroxide to nitrates. Physical properties of PAW such as conductivity and pH were also characterized. After the preparation of PAW, the conductivity increases due to the increase in the concentration of active particles formed by dissociation and ionization of water molecules by plasma. The particles presented in the air, which are dissociated and ionized by plasma, also diffuse into the liquid, and contribute to this increase. The decrease in pH also corresponds to an increase in the concentration of hydrogen ions and the formation of nitric acids. Another aspect of this work was to study plasma activated water during the first eight hours after its preparation and to determine its properties. We have found that PAW prepared from tap water retains its characteristic properties for at least 8 hours and distilled water for 6 hours. In the master thesis, the analysis of plasma discharge was performed using optical emission spectroscopy. OES measurements were performed in the wavelength range 300 to 800 nm. The second positive nitrogen system (N2 (C 3u) N2 (B 3g)) and the first positive nitrogen system (N2 (B 3g) N2 (A 3+

Teoretická časť je zameraná na význam kvasiniek, ich role v pivovarníctve, a potreby spoľahlivého a ekonomicky výhodného pasterizačného kroku, ktorý by spĺňal moderné požiadavky. Rovnako je v tejto časti definovaná plazma, jej výskyt a použitie pre povrchové úpravy skla použitého v praktickej časti. Bakalárska práca sa v prvej časti experimentálnej práce zaoberá účinkom plazmy ako prostriedku na pasterizáciu. Do plazmatického výboja boli vložené kvasinky druhu Saccharomyces cerevisiae. Postupne bola menená doba expozície kvasiniek v plazmatickom výboji a sledované množstvo živých a mŕtvych buniek. Na identifikáciu životaschopnosti kvasiniek bolo použité farbivo metylénová modrá. Po zafarbení boli kvasinky sledované pod mikroskopom a spočítané. Na určenie počtu kvasiniek bola použitá Bürkerova komôrka. Experimentom bola preukázaná účinnosť plazmy ako sterilizačného kroku, vzhľadom na znižujúci sa počet živých buniek a zvyšujúci sa počet v mŕtvych buniek vo vzorke s obsahom kvasiniek. V druhej časti bol povrch skla aktivovaný v plazmatickom výboji. Takto pripravené sklo bolo ponorené do kultivačného média po dobu 24 hodín do vytvorenia vrstvy kultivačného média na povrchu skla. Potom boli odstránené zbytky kultivačného média a na povrch bolo napipetované malé množstvo kvasiniek v destilačnej vode. Po 24 hodinách boli kvasinky počítané na Bürkerovej komôrke, zhodnotený prírastok počtu kvasiniek a vyhodnotený účinok plazmatického výboja na aktiváciu a vytvorenie vrstvy. Na potvrdenie účinku plazmy na povrch skla bola použitá metóda kontaktných uhlov. V tejto časti sme dokázali vplyv účinku plazmy na povrch skla i tvorbu tenkej vrstvy živného média, ktorá zásobovala kvasinky potrebnými látkami pre rozmnožovanie., The theoretical part focuses on the importance of yeast, its role in brewing, the need for a reliable and economically beneficial pasteurization step that would meet modern requirements. Also in this part is defined plasma, its occurrence and the use of the glass structure used in the practical part. In the first part of the experimental work, the bachelor thesis deals with the action of plasma as a means of pasteurization. Saccharomyces cerevisiae yeast was introduced into the plasma. Gradually, the period of exposure of the yeast to the plasma discharge was determined and the number of survived and dead cells monitored. The methylene blue dye was used to identify yeast viability. After staining, the yeast was monitored under a microscope and calculated. Bürker's cell was used to determine the number of yeast cells. The experiment demonstrated plasma activity as a sterilization step, due to the decreasing number of living cells and the increase in the number of dead cells in the yeast-containing sample. In the 2nd part the surface was activated in the plasma discharge. The glass thus prepared was immersed in the culture medium for 24 hours to form a layer of culture medium on the surface of the glass. The remainders of the culture medium were then discharged and a small amount of yeast in the distilled water was pipetted. After 24 hours the yeast was counted on the Bürker's cell, the yeast growth was evaluated and the plasma activation efficiency was evaluated for activation and layer formation. The method of contact angles was used to confirm the effect of plasma on the surface of the glass. In this section, we demonstrated the effect of plasma on the surface of the glass and the formation of a thin layer of nutrient medium that supplied the yeast with the necessary substances for reproduction.

Tato diplomová práce se zabývá působením nízkotlakého nízkoteplotního vodíkového plazmatu na uměle vytvořené korozní vrstvy mosazi. Plazmochemické ošetření kovových artefaktů je poměrně nový způsob, kterým je možné odstranit korozi historických artefaktů. Teplota během ošetření by neměla přesáhnout 150 °C. Mosaz korodovala 2 týdny v atmosféře amoniaku. Analýzou EDS bylo zjištěno povrchové složení zkorodované vrstvy. Korozní vrstva, která byla tvořená uhlíkem, kyslíkem, mědí a olovem, měla modrou barvu, na povrchu byly bílé krystalky. Místy byla na povrchu pozorována hnědá barva. Válcový reaktor, ve kterém bylo buzené vysokofrekvenční plazma o frekvenci 13,54 MHz, byl z křemenného skla s vnějšími měděnými elektrodami. Ve výboji o středním výkonu do 400 W vznikal reaktivní atomární vodík, který reagoval s korozní vrstvou obsahující kyslík, došlo tak ke vzniku nestabilního radikálu OH, který vyzařuje svou energii v oblasti 305–320 nm. Toto záření bylo detekováno optickou emisní spektroskopií a sloužilo k monitorování celého procesu. Na základě získaných dat se vypočítala intenzita OH radikálů a rotační teplota plazmatu. Termočidlem umístěným uvnitř opracovávaných vzorků byla sledována teplota vzorku během měření. Zkorodované vzorky byly ošetřeny v nízkotlakém nízkoteplotním vodíkovém plazmatu. V různých podmínkách bylo ošetřeno 16 vzorků. Výkon generátoru byl 100 W, 200 W, 300 W a 400 W, režim kontinuální i pulzní se střídou 25 %, 50 %, 75 %. Tlak se pohyboval mezi 140 až 160 Pa, průtok vodíku byl 50 sccm. Vzorky po plazmochemické ošetření měly šedou barvu, na povrchu zůstaly bílé krystalky. Korozní vrstvy byly odstraňovány špachtlí. V některých případech byla koroze snadno odstranitelná, u některých vzorků bylo složitější odstranit korozi. Analýza EDS, která byla provedena u 2 vzorků po ošetření (400 W, 50% pulzní režim a 400 W, 75% pulzní režim), ukázala, že kromě prvků, které se vyskytovaly v korozní vrstvě, se u vzorků po ošetření vyskytl i křemík, síra, chlór a fl, The main topic of this Diploma thesis is the application of low-pressure low-temperature hydrogen plasma for the treatment model samples of rusted brass. Plasmachemical treatment of metallic artifacts is a relatively new way how to remove corrosion of artifacts. The temperature of an object should not exceed 150 °C during the treatment. Corrosion layers were prepared in an ammoniac corrosion atmosphere. The corrosion formation took two weeks. Energy Dispersive X-ray Microanalysis has shown that the corrosion layer was formed by carbon, oxygen, copper, zinc, and lead. The corrosion layers were blue-colored with white crystals on the surface. Except those two colors, brown color was observed on corrosion layers, too. The plasma reactor was a quartz tube with outer copper electrodes and supplied by the RF source of 13.54 MHz. The reactive atomic hydrogen was formed in plasma discharge. This atomic hydrogen reacted with the corrosive layer containing oxygen. This reaction created an unstable OH radical, which emitted light in the region of 305–320 nm. This radiation was detected by the optical emission spectroscopy and it was applied as process monitoring quantity. Rotational temperature and intensity of OH radicals were determined from obtained data. The sample temperature was measured by thermocouple installed inside the sample volume. Rusted samples were treated by low-pressure low-temperature hydrogen plasma. 16 samples were treated at different conditions – plasma power was 100 W, 200 W, 300 W, and 400 W at continuous mode and pulse mode with duty cycle of 25 %, 50 %, and 75 %. The pressure was between 140–160 Pa at hydrogen flow rate of 50 sccm. Samples after plasmachemical treatment were grey colored with white crystals on their surface. Corrosion layers were removed by spatula. The corrosion layers of some samples were easy removable, some others were difficult. Energy Dispersive X-ray Microanalysis, which was carried out after the treatment of 2 selected sample