Search

Plazma, tedy ionizovaný plyn, je často označované jako čtvrté skupenství hmoty. Nalézá množství využití od svařování až po plazmové displeje. Potenciální možné využití nízkoteplotního plazmatu je také v medicíně. Reaktivní částice generované plazmovými výboji jsou využitelné například při sterilizaci či podpoře hojení ran. Pro aplikaci plazmatu v medicíně je důležitá jeho detailní charakterizace, což bylo úkolem této práce. Předmětem této práce byla charakterizace tří nových experimentálních aplikátorů generující mikrovlnné plazma při frekvenci 2,45 GHz v argonu. Rozlišujícím faktorem tří verzí aplikátoru byly úhly, pod kterými argon proudí do aplikátoru, a to 0, 15 a 30 stupňů. Tento úhel ovlivňoval prostorovou distribuci reaktivních částic a také celkovou délku a stabilitu výboje. Reaktivní částice, které zahrnovaly oxid dusnatý, kyslíkový radikál a hydroxylový radikál, byly analyzovány pomocí optické emisní spektroskopie. Prostorová diagnostika byla provedena podél osy výboje při různém průtoku argonu a při různých výkonech. Dále byly pořízeny fotografie výbojů v závislosti na průtoku argonu a dodávaném výkonu. Z těchto fotografií byly vyhodnoceny délky výbojů. Bylo zjištěno, že intenzity spektrálních přechodů reaktivních částic jsou závislé na výše zmíněných parametrech, tedy hmotnostním průtoku argonu a dodávaném výkonu. Intenzita emisního spektra částic, která reflektuje jejich koncentraci, se obecně zvyšovala se zvyšujícím se výkonem. S rostoucím průtokem plynu intenzita následně klesala. Se zvyšujícím se průtokem plynu se rovněž zkracovala aktivní oblast výboje. Délka výbojů byla rovněž závislá na výkonu a průtoku plynu. Jednotlivé verze aplikátorů v tomto ohledu vykazovaly rozdíly. Obecně bylo viditelné maximum délky výboje a následný pokles délky se zvyšujícím se průtokem plynu. Právě strmost tohoto poklesu byla u tří verzí aplikátoru různá. Průměrná délka výbojů se u jednotlivých verzí také lišila., Plasma, an ionized gas, is often regarded as the fourth state of matter. It has many useful applications, from arc welding to plasma displays. An emerging application of low-temperature plasma is in medicine, too. Reactive species generated in plasma discharges are the source of its usefulness in sterilization and supporting would healing. The detailed characterization of plasma is a key point before its real application in medicine. Thus, this is the main goal of this thesis. The subject of this thesis was the characterization of three new experimental applicators generating microwave plasma at 2,45 GHz in argon. The angle of argon flow into the applicator was the differentiating factor, the three versions have had angles of 0, 15 and 30 degrees. This angle affected the spatial distribution of the generated reactive species, as well as the discharge length and its stability. The reactive species, which included nitric oxide, oxygen radical and hydroxyl radical, were analyzed using optical emission spectroscopy. The diagnostic was done along the discharge axis for different mass flows of argon and at different power. In addition, photos of the discharges at selected powers and argon flows were taken. The lengths of the discharges were measured from the images. It was found out that the intensity of spectral transitions of the reactive species is dependent on the aforementioned parameters – mass flow of argon and supplied power. The intensity of these particles’ radiation related to their concentrations generally increased as more power was supplied to the applicator. The intensity subsequently decreased with increasing gas flow. The active region of the discharge also decreased as gas flow was increased. The length of the discharges was also dependent on supplied power and gas flow. The three versions of the applicators have shown differences – a maximum and a subsequent decrease in length with increasing gas flow were observed, the rate of the decrease being differ

Cílem disertační práce je studium kinetických procesů v dohasínajícím plazmatu dusíku s příměsí kyslíku a dusíku ve směsi s argonem. Výsledky měření předložené v této práci jsou získány z optické emisní spektroskopie dohasínajícího plazmatu. Ve všech měřeních byl dobře identifikovatelný jev tzv. pink afterlow (maximální intenzita vyzařování) a vliv příměsí na tento jev. Pro měření byl vzhledem k našim experimentálním možnostem zvolen stejnosměrný výboj v proudícím režimu, kdy je možno dosáhnout časového rozlišení v řádově ms, což je pro studované jevy dostatečné. Měření bylo provedeno v rozsahu vlnových délek 300-800 nm. V naměřených spektrech byly identifikovány první pozitivní, druhy pozitivní a první negativní spektrální systémy dusíku a systémy NO beta a NO gama.Experimenty byly provedeny ve dvou konfiguracích aparatury, pro měření dohasínajícího plazmatu dusíku s příměsí kyslíku a pro měření dohasínajícího plazmatu ve směsi dusíku s argonem. V případě měření dusíku s příměsí kyslíku (koncentrace kyslíku do 0,2 %) byly k dispozici dvě výbojové trubice z různých materiálů – sklo PYREX a sklo QUARTZ. Aby bylo možno posoudit vliv teploty na procesy probíhající během dohasínání, byly provedeny dva typy měření za různých teplotních podmínek. Pro obě trubice bylo měření provedeno pro laboratorní teplotu 300 K a pro chlazení tekutým dusíkem (77 K) v místě spektroskopického měření. Celkový tlak byl při těchto experimentech 1 000 Pa a proud 200 mA. V naměřených spektrálních systémech byly identifikovány jednotlivé spektrální přechody a byly sestrojeny závislosti jejich intenzit na čase dohasínání. Dále byly vypočteny relativní vibrační populace jednotlivých stavů v závislosti na koncentraci kyslíku. Z relativních populací byla sestrojena i vibrační rozdělení pro jednotlivé stavy dusíku. Z výsledků obecně vyplývá, že s rostoucí koncentrací kyslíku lze pozorovat mírný nárůst populací molekulárního dusíku, ale koncentrace molekulárního iontu dusíku rapidně klesá. Při snížen, Presented thesis gives results obtained during the spectroscopic observations of post –discharges of the pure nitrogen plasma with small oxygen admixture and in the nitrogen – argon mixture and the effect of the pink afterglow in it. The DC discharge in the flowing regime has been used for the plasma generation. The decaying plasma was study by optical emission spectroscopy, mainly in the range of 300–800 nm. The first positive, second positive, first negative nitrogen spectral system and NO spectral systems were observed in measured spectra. The band head intensities of these bands have been studied in the dependencies on experimental conditions. Simultaneously, the relative vibrational populations on the given nitrogen states have been calculated. Two discharge tubes made from different materials (PYREX glass and QUARTZ glass) were used in the case of nitrogen plasma containing low oxygen traces (up to 0.2 %). These experiments have been carried out at two wall temperatures for the determination of the temperature effect on the post-discharge. The discharge tube around the observation point was kept at the ambient temperature (300 K) or it was cooled down to 77 K by liquid nitrogen vapor. The total gas pressure of 1 000 Pa and the discharge current of 200 mA were conserved for all these experiments. The relative populations of electronic states were calculated in the dependence on the post-discharge time. The dependencies on oxygen concentration were given, too. The results showed no simple dependence of vibrational populations on oxygen concentration. Generally, slight increase of neutral nitrogen states populations was observed with the increase of oxygen concentration. These observations were well visible due to the intensity of nitrogen pink afterglow effect that was well visible at all oxygen concentrations. The pink afterglow maximal intensity was reached at about 5–10 ms at the wall temperature of 300 K in the PYREX tube. The molecular ion emission was stro

Práce se zabývala elektrickým výbojem v organických roztocích. Teoretická část byla zaměřena na plazmový výboj v kapalinách a také diagnostiku plazmatu. V praktické části byl sledován vliv experimentálních podmínek na zapálení výboje v roztocích alkoholů. Konkrétně vliv polarity vkládaného napětí, koncentrace a vodivosti roztoku. Dále bylo pomocí kolorimetrického stanovení zjišťováno množství vygenerovaného peroxidu vodíku v roztocích etanolu a také v roztocích elektrolytu o dvou různých vodivostech. Ve výsledcích byly porovnány závislosti proudu a napětí na čase během samotného výboje a fází, které mu předcházely. Jednalo se tedy o tvorbu bublin, občasné zapálení výboje a stabilní výboj. Ze zaznamenaných průměrných hodnot proudů a napětí byly sestrojeny volt-ampérové charakteristiky. Bylo zjištěno, že se zvyšující se vodivostí roztoku dochází k dřívějšímu výboji. Stejně tak při záporné polaritě napětí vkládaného na hlavní elektrodu docházelo k dřívějšímu průrazu než při kladné polaritě. Napětí potřebné ke vzniku výboje bylo nižší až o několik set voltů. Například u roztoku o 95 obj. % etanolu a vodivosti 200 S byl stanoven bod zapálení pro kladnou polaritu na 1650 V, ale při záporné polaritě toto napětí dosahovalo pouze 1250 V. Zároveň byl zkoumán vliv koncentrace roztoku etanolu na zapálení výboje, k výraznému ovlivnění bodu zapálení ale nedocházelo. Co se týče generace peroxidu vodíku, jeho množství rostlo lineárně s časem. V roztoku elektrolytu se peroxidu vodíku tvořilo značně víc v porovnání s roztokem etanolu., This work deals with electrical discharge in organic solutions. The theoretical part was focused on plasma discharge in liquids and also plasma diagnostics. In the experimental part the influence of experimental conditions on the ignition of the discharge in alcohols was observed. Especially, the polarity of the applied voltage, concentration and conductivity of the solution was studied. Moreover, the amount of generated hydrogen peroxide in the ethanol solutions as well as the electrolyte solution of two different conductivities was determined. The results compared the current-voltage characteristic curve during the stable discharge and the phases that preceded it. These phases were the creation of bubbles, occasional ignition and stable discharge. From the recorded average values of current and voltage, current-voltage characteristics were constructed. It was found, that the increasing conductivity of the solution leads to an earlier discharge. In case of negative polarity of the voltage input on the main electrode, there was an earlier discharge than in the positive polarity. Voltage value necessary for the discharge ignition was lower by several hundred volts in the negative polarity. For example, for a solution of 95 vol. % ethanol and conductivity of 200 S, the breakdown voltage for a positive polarity was determinated as 1650 V but at negative polarity this voltage was only 1250 V. Moreover the influence of ethanol concentration on the ignition of the discharge was found, but there was no significant effect. Amount of generated hydrogen peroxide grew linearly with time. In the electrolyte solution, hydrogen peroxide was formed significantly more in comparison to the ethanol solution.

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.

Diplomová práce se v teoretické části zaměřuje na obecnou problematiku koroze a možnosti korozní ochrany. Podrobněji je v rámci úpravy kovových materiálů popsána metoda fosfátování a následného elektrostatického lakování, které jsou využity v experimentální části diplomové práce. Dále se práce zaměřuje na testování korozní odolnosti kovových materiálů v umělých atmosférách a jejich následné vyhodnocení. Praktická část se zaměřuje na konkrétní povrchovou úpravu a je vytvořena ve spolupráci soukromé firmy IDEAL-Trade Service, spol. s r.o. Jejím cílem je na základě požádavků jejich zákazníků optimalizovat proces Zr-fosfátovací předúpravy za účelem zvýšení korozní odolnosti materiálu. Na počátku byla provedena rentgenová difrakční analýza (XRD) vzorku z lakovací linky, ve které byl využit zmiňovaný Zr-fosfátovací proces. Dále byl sestaven jednoduchý laboratorní model uvedeného procesu. Na jednotlivých vzorcích, na kterých byla prováděna povrchová úprava, byla vždy změněna koncentrace lázně a její pH. Dále bylo do přípravku přidáno aditivum a sledován vliv na výsledné vlastnosti. Pro výběr aditiva byla provedena prvková analýza metodou induktivně vázaného plazmatu (ICP) staré a nové fosfátovací lázně, která byla používána v lakovací lince., The theoretical part of this master thesis summarizes the issue of surface treatment of metallic material with a focus on corrosion protection. It describes corrosion and divides the corrosion protection possibilities, focusing primarily on the way of creating protective surfaces, which is currently the most widespread method. From this category, the phosphating and electrostatic coating are described in more detail, because these methods are used later in the experimental part. It also deals with the methodology of corrosion testing and evaluation of corrosion. The practical part focuses on specific and selected surface treatment and is based on the requirements of private company IDEAL-Trade Service, spol. s r.o. Its goal is to optimize Zr-phosphate chemical pretreatment to increase the corrosion resistance of the material. In the begging, the X-ray diffraction analysis (XRD) of sample from coating line was performed using aforementioned Zr-phospating process. Then, a simple laboratory model of the process was constructed. For individual treated samples, the concentration of the bath and its pH were always altered. Furthermore, the preparation solution was enhanced by additives and the effect on the resulting properties was monitored. For the selection of the additive, the elemental analysis by inductively coupled plasma (IPC) of the old and new phosphating bath in the coating line was used.

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.

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.

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.

Diplomová práce se v teoretické části zaměřuje na obecnou problematiku koroze a možnosti korozní ochrany. Podrobněji je v rámci úpravy kovových materiálů popsána metoda fosfátování a následného elektrostatického lakování, které jsou využity v experimentální části diplomové práce. Dále se práce zaměřuje na testování korozní odolnosti kovových materiálů v umělých atmosférách a jejich následné vyhodnocení. Praktická část se zaměřuje na konkrétní povrchovou úpravu a je vytvořena ve spolupráci soukromé firmy IDEAL-Trade Service, spol. s r.o. Jejím cílem je na základě požádavků jejich zákazníků optimalizovat proces Zr-fosfátovací předúpravy za účelem zvýšení korozní odolnosti materiálu. Na počátku byla provedena rentgenová difrakční analýza (XRD) vzorku z lakovací linky, ve které byl využit zmiňovaný Zr-fosfátovací proces. Dále byl sestaven jednoduchý laboratorní model uvedeného procesu. Na jednotlivých vzorcích, na kterých byla prováděna povrchová úprava, byla vždy změněna koncentrace lázně a její pH. Dále bylo do přípravku přidáno aditivum a sledován vliv na výsledné vlastnosti. Pro výběr aditiva byla provedena prvková analýza metodou induktivně vázaného plazmatu (ICP) staré a nové fosfátovací lázně, která byla používána v lakovací lince., The theoretical part of this master thesis summarizes the issue of surface treatment of metallic material with a focus on corrosion protection. It describes corrosion and divides the corrosion protection possibilities, focusing primarily on the way of creating protective surfaces, which is currently the most widespread method. From this category, the phosphating and electrostatic coating are described in more detail, because these methods are used later in the experimental part. It also deals with the methodology of corrosion testing and evaluation of corrosion. The practical part focuses on specific and selected surface treatment and is based on the requirements of private company IDEAL-Trade Service, spol. s r.o. Its goal is to optimize Zr-phosphate chemical pretreatment to increase the corrosion resistance of the material. In the begging, the X-ray diffraction analysis (XRD) of sample from coating line was performed using aforementioned Zr-phospating process. Then, a simple laboratory model of the process was constructed. For individual treated samples, the concentration of the bath and its pH were always altered. Furthermore, the preparation solution was enhanced by additives and the effect on the resulting properties was monitored. For the selection of the additive, the elemental analysis by inductively coupled plasma (IPC) of the old and new phosphating bath in the coating line was used.

Predmetom tejto diplomovej práce je štúdium účinkov vybraných nízkoteplotných výbojov na kvasinku Candida glabrata (C. glabrata). Technológia nízkoteplotnej plazmy generovanej pri atmosférickom tlaku (CAPP) si v posledných rokoch získala veľkú pozornosť vďaka mnohým pozitívnym atribútom, medzi ktoré patrí vysoká účinnosť na širokú škálu mikroorganizmov, prevádzková jednoduchosť, ekonomická nenáročnosť a tiež šetrnosť k životnému prostrediu. Táto inovatívna technológia CAPP sa skúma najmä v rámci aplikácií na liečbu rakoviny a povrchových infekcií, a taktiež pre účely sterilizácie v oblasti medicíny, potravinárstva či poľnohospodárstva. Počas poslednej dekády boli skúmané účinky a mechanizmy inaktivácie baktérií a tumorových buniek, avšak účinky a mechanizmy inaktivácie húb zatiaľ nie sú dostatočne objasnené. Zámerom tejto práce je teda overenie účinkov viacerých typov nízkoteplotných výbojov na modelovo vybranú kvasinku C. glabrata, optimalizácia nastavení základných parametrov procesu a rozšírenie vedomostí o antimykotických účinkoch CAPP. V rámci tejto štúdie bolo testovaných 5 rôznych výbojov: mikrovlnný výboj budený povrchovou vlnou v podobe plazmovej trysky, fakľový výboj s priamym prúdením plynu, prechodová iskra, korónový výboj v podobe korónového pera a tiež dielektrický bariérový výboj (DBD) v podobe DBD pera. Všetky výboje boli testované priamou aplikáciou na 24 hodinové inokulum naočkované na agarových platniach. Výsledky boli vyhodnotené na základe veľkosti a stability vytvorených inhibičných zón v post-aplikačnej kultivácii. Z jednotlivých meraní boli stanovené optimálne podmienky na testovanie inhibičných efektov nízkoteplotných výbojov na vybranú kvasinku. Za najefektívnejšie výboje na inhibíciu kvasiniek C. glabrata boli zvolené mikrovlnné výboje: fakľový výboj s priamym prúdením plynu a mikrovlnný výboj s povrchovou vlnou, s ktorými meranie pokračovalo v upravených podmienkach zodpovedajúcich vybranej aplikácii, a to sterilizácii povrchových infekci, The main subject of this diploma thesis is the study of low temperature discharges´ effects on the yeast Candida glabrata (C. glabrata). Cold atmospheric-pressure plasma (CAPP) technology has achieved a great deal of attention in recent years, due to its positive attributes, including high efficiency against a wide range of microorganisms, ease of operation, economic simplicity and also environmental friendliness. The research of CAPP focuses mainly on the applications involving the treatment of cancer and superficial infections as well as sterilization technologies in medicine, food and agriculture. Various effects and also some mechanisms of inactivation of bacteria and tumor cells have been explained over the last decade but the effects and mechanisms of fungi inactivation have not yet been sufficiently investigated. The aim of this work is to verify the effects of chosen low-temperature discharges on the model yeast example C. glabrata, in order to establish basic plasma set-up for further studies and experiments in vivo and to expand a global knowledge about the antifungal effects of CAPP. In this study, 5 different discharges, namely: microwave (unipolar and surface wave) in the form of plasma torch, transient spark, corona discharge in the form of corona pen and dielectric barriere discharge (DBD) in the form of DBD pen were tested. All discharges were tested by direct application onto a 24-hour inoculum of C. glabrata inoculated on agar plates. The results were evaluated based on the size and stability of the inhibition zones formed in the post treatment cultivation. From the individual measurements optimal conditions for testing the inhibitory effects of low temperature discharges on the selected yeast were determined. The microwave discharges (unipolar and surface wave) were chosen to be the most effective in the inhibition of C. glabrata. The measurements were therefore pursued with these discharges under selected conditions corresponding to chosen applic

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.

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.

Předmětem této bakalářské práce je optická diagnostika mikrovlnné plazmové trysky pracující na frekvenci 2,45 GHz. Mikrovlnné plazma je generované pomocí surfatronového rezonátoru v argonu s příměsí kyslíku (max. 1,7 %) při konstantním průtoku argonu (3 Slm). 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 vizuální pozorování vlivu příměsi kyslíku na výboj a na stanovení přítomnosti aktivních částic podél osy aktivního výboje i jeho dohasínání pomocí optické emisní spektroskopie. Na tomto základě pak byly určeny i vybrané parametry samotného plazmatu – teplota elektronů, rotační a vibrační teplota., The optical diagnostics of microwave plasma torch operating at the frequency of 2,45 GHz is a subject of this bachelor thesis. Microwave plasma is generated using the surfatron resonator in argon with oxygen admixture (up to 1,7 %) at the constant argon flow of 3 Slm. The theoretical part gives the basic information about plasma and processes running under plasma conditions. Various active particles such as hydroxyl radicals, nitric oxides, excited nitrogen molecules, nitrogen, argon and oxygen atoms are generated in the discharge. All these particles together with the plasma generated photons can be used in biomedical applications that are briefly reviewed in the theoretical part, too. The visual observation of oxygen admixture on the discharge and the optical emission spectroscopy based determination of the active particles presence along the discharge and post-discharge axis is the subject of experimental part. Based on it, the selected plasma parameters like electron, rotational and vibrational temperatures were calculated.

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 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 řeší problematiku aplikace nízkotlakého vodíkového a argon-vodíkového plazmatu na vrstvy korozních produktů olova. Existuje mnoho historických objektů, které vyžadují pečlivé odstranění korozních vrstev. Proto je nutné optimalizovat proces ošetření tak, aby v budoucnu nedošlo ke zničení skutečných historických artefaktů. Tato práce je zaměřena na olovo, které dosud nebylo touto metodou prozkoumáno. Pro srovnání byly připraveny modelové vzorky s korozí. Tyto vzorky korodovaly v prostředí výparů koncentrované kyseliny octové a kyseliny mravenčí. Z důvodu nízkého bodu tání olova a zahřívání na atomární úrovni byly zvoleny tři maximální teploty pro plazmochemické ošetření. Během celého experimentu bylo aplikováno argon-vodíkové a vodíkové plazma na 12 zkorodovaných vzorků. Průběh procesu ošetření byl sledován optickou emisní spektrometrií, povrchové analýzy vzorků byly prováděny pomocí analýzy SEM, XRD a EDX. Výsledky těchto analýz ukázaly, že nejvhodnější teplota pro plazmochemické ošetření byla 130 °C. Existuje zde mnoho podnětů pro budoucí výzkum a optimalizaci pracovních podmínek, jako je například použití pulzního režimu a modifikované složení směsi plynů., This bachelor thesis deals with the application of low-pressure hydrogen plasma to lead corrosion products. There are many historical objects and these objects require careful removal of corrosion layers. Therefore, it is necessary to optimize the treatment process in order not to destroy real historical artefacts in the future. This work is focused on lead, which has not been explored by this method yet. Model samples with corrosion were prepared for comparison and these samples corrode in vapors of concentrated acetic acid and formic acid. There were three working temperatures for plasma chemical treatment because of the low lead melting point and the atomic heating. Argon-hydrogen plasma and hydrogen plasma was applied to 12 corroded samples during the experiment. Process progress was monitored by optical emission spectrometry and surface analysis was performed by SEM, XRD and EDX analysis. The results of these analyzes showed that the most appropriate temperature for plasma chemical treatment was 130 ° C. Based on the obtained results many suggesstions and ideas were obtained for the future research like using of pulse mode and gas composition.

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.

V této práci bylo studováno dohasínající plazma pomocí optické emisní spektroskopie. Výboj v proudícím režimu byl vytvářen stejnosměrným proudem 45 až 200 mA v Pyrexové a křemenné trubici. Emise tří spektrálních systémů dusíku (1. a 2. pozitivní a 1. negativní) byly studovány v časovém vývoji s ms rozlišením pro různé tlaky 500 až 5 000 Pa; za normální a kapalným dusíkem chlazené teploty stěny (za chlazení bylo v dohasínajícím plazmatu 150 K). Výsledky ukázaly, že všechny tři dusíkové systémy (respektive jejich horní stavy N2(B, v), N2(C, v) a N2+(B, v)) mají maximální hodnoty v dohasínání v tzv. „pink-afterglow“. Tato maxima klesala s rostoucím tlakem a posouvala se k pozdějším časům dohasínání. Maxima rostla s výbojovým proudem (respektive výkonem) a posouvala se ke kratším časům dohasínání. Intenzity a z nich vypočtené vibrační populace za teploty 150 K byly určovány v experimentálním zařízení od 17 ms, a proto nebylo pozorováno maximum „pink-afterglow“ (jen při 5 000 Pa se objevil jeho náznak). Populace byly menší za 150 K než populace měřené za laboratorní teploty v časech okolo 50-100 ms. Za nížšího tlaku a v pozdním čase (přes 120 ms) byly populace vyšší za nižší teploty. V křemenné trubici byly oba posuny maxim populací výraznější než v Pyrexové trubici. Kromě populací byly také stanoveny rotační teploty těchto vybraných pásů všech tří měřených spektrálních systémů (pro 1. negativní systém pás 0-0, pro 1. pozitivní systém pás 2-0 a pro 2. pozitivní systém pás 0-2). Rotační teploty byly monitorovány z předpokladu, že tento druh teploty je roven teplotě neutrálního plynu (za podmínky lokální termodynamické rovnováhy). Výsledky pro 1. negativní a 1. pozitivní systém ukazují, že na začátku dohasínání (do cca 10 ms) dochází k prudkému poklesu rotačních teplot, pak teploty byly konstantní do 20 ms a poté teploty rostly. Tento průběh byl tedy v podstatě opačný než průběh intenzit u těchto spektrálních systémů. Rotační teploty podle očekávání mírně rostly s rostoucí, The decaying plasma was studied by the optical emission spectroscopy. DC discharge created at 45 – 200 mA in Pyrex and Quartz tubes in flowing regime was used. The emission of three nitrogen spectral systems (1st and 2nd positive and 1st negative) were studied in time evolution for pressures of 500 – 5 000 Pa at two wall temperatures – ambient and liquid nitrogen (150 K inside the decaying plasma). Results showed that all three nitrogen systems (respectively N2(B, v), N2(C, v) and N2+(B, v) states as their origins) had their population maxima called pink-afterglow in the afterglow part. These maxima decreased with the increase of pressure for all systems, and moved to the later decay time. Maxima increased with discharge current (respectively power) and moved to shorter time. Populations at temperature of 150 K were measured due to the experimental arrangement from 17 ms, only, and thus pink aftergow maximum wasn’t observed (only at 5 000 Pa some maximum was recognized). Populations were smaller at 150 K that populations measured at laboratory temperature at the middle decay time (50-100 ms). At the late time, the populations were higher at lower temperature at lower pressure. Higher shifts (in intensity and decaytime) of pink afterglow maxima were observed in Quartz tube in comparison with their values in Pyrex tube. Besides the populations, rotational temperatures of selected bands of three observed spetral systems (for 1st negative 0-0 band, 1st positive 2-0 band and for 2nd positive 0-2 band) were measured. Rotational temperatures were monitored from presumption that this kind of temperature is equal to temperature of neutral gas (at local thermodynamic equilibrium). Results from 1st negative and 1st positive system showed strong decreasing of rotational temperatures up to about 10 ms at post-discharge begin, then temperatures were constant up to 20 ms of decay time and after that they grew up. Temperatures increased with the increase of current. The part with d

Tato diplomová práce je zaměřena na čištění povrchu historického skla z 18. a 19. století s využitím nízkoteplotních elektrických výbojů v roztocích chloridu sodného a uhličitanu draselného a nalezení nejvhodnějšího nastavení podmínek procesu čištění. Pro tvorbu výboje využívajícího audiofrekvenční zdroj byla použita nerezová elektroda a speciálně vyrobený elektrodový systém s wolframovým drátem v kapiláře z křemenného skla. Pro docílení vhodného posouzení očištění pocházely jednotlivé řady vzorků vždy ze stejného kusu historického skla, které bylo rozřezáno na menší části. Ošetřované vzorky byly vždy před čištěním a po čištění vyfoceny a byla vizuálně porovnána možná změna ošetřovaného místa. Následně byly vzorky analyzovány pomocí LA-ICP-MS s použitím liniového skenu plochy. Byly analyzovány ošetřené oblasti vzorků a porovnány s hodnotami analýz neošetřeného vzorku dané řady, jakožto referenčního složení nečistot na povrchu. Byly vybrány sledované izotopy prvků na základě pravděpodobného složení skla, korozních produktů a zeminy, ve které byly vzorky nalezeny. Analýzy byly dále normalizovány na standard NIST 610. Získané výsledky koncentrací prvků byly převedeny na oxidy. Jako klíčové oxidy pro rozhodování o nejúčinnějším čištění v každé řadě vzorků byly vybrány Na2O, MgO, SiO2, P2O5 a K2O. Jako nejúčinnější čištění vzorku bylo zvoleno to, kde byl největší rozdíl hodnot vybraných prvků mezi čištěným vzorkem a referenčním vzorkem. Byly sestaveny čtyři řady těchto roztoků a pro každou z nich byla měněna jedna veličina. Jako proměnné byly vybrány složení a vlastnosti roztoků, frekvence zdroje napětí a doba opracování. Při proměnné době opracování byly tři vzorky očištěny bez přerušení působení výboje. Pro dva vzorky byla doba opracování rozdělena na intervaly působení výboje 30 sekund s dobou nepůsobení výboje po dobu 1 minuty. Tímto způsobem se zjišťovalo, zda se bude následná povrchová analýza kvalitou lišit vlivem difuze částic do vzorku. Pro všechna čištění byla, This diploma thesis is focused on the plasma surface treatment of historical glass from the 18th and 19th centuries by low temperature electrical discharges in solutions of sodium chloride and potassium carbonate and finding the most suitable settings of conditions for the surface cleaning. Stainless steel electrode and a specially designed electrode system with wolfram wire in the quartz glass capillary were used for the generation of discharge using an audio frequency power supply. Each line of samples was made from one piece of historical glass that was cut to smaller pieces. All cleaned samples were photographed before and after the cleaning so the possible changes of the cleaned area could be visually compared. Then the samples were analysed by LA-ICP-MS (line scanning of surface), where was analysed the cleaned area of samples, and values were compared to the analysis of the reference sample that was not cleaned. Examined isotopes of elements were selected on the basis of the supposed composition of glass, corrosion products, and soil at the place of discovery. Analyses were standardized by NIST 610. Acquired values were transferred to oxides. The most important oxides (Na2O, MgO, SiO2, P2O5 a K2O) were chosen for deciding the most effective cleaning settings. It was decided that the most effective setting for cleaning was the one where the biggest difference of values between sample and reference occurred. Four series of these solutions were compiled and one parameter was changed for each of them. Solutions and their conductivity, frequency of the power supply, and time of cleaning were chosen as changing values. Three samples of different times of cleaning were cleaned without interruption. The time of cleaning was split into intervals of 30 seconds of cleaning and 1 minute of non-action for another two samples of this series. In this way we were trying to find out if the following surface analysis will be influenced by the diffusion of the particles into th

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+

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.

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

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

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.

Predmetom tejto bakalárskej práce je štúdium účinkov mikrovlnnej plazmovej trysky, pracujúcej na frekvencii 2,45 GHz, na kvasinku Candida glabrata. Mikrovlnná plazma je generovaná pomocou surfatronového rezonátora a pracovným plynom je čistý argón s konštantným prietokom 5 Slm. Vďaka veľkému počtu aktívnych častíc generovaných v nízkoteplotnej plazme sa tento druh plazmy stal veľmi populárnym, najmä kvôli svojim baktericídnym účinkom. Antimykotické účinky a mechanizmy inaktivácie húb plazmou však ešte stále nie sú úplne objasnené. Aj preto sú predmetom tejto štúdie antimykotické účinky nízkoteplotnej plazmy v podobe mikrovlnného výboja s modelovým príkladom kvasinky Candida glabrata. Podstatou štúdie je pozorovanie vplyvu počiatočnej koncentrácie buniek, veľkosti aplikovaného výkonu a doby ožarovania na výsledné inhibičné účinky. Teoretická časť je zameraná na základné informácie týkajúce sa kvasinky Candida glabrata, jej patogenity, virulencie a infekčnosti. Ďalej je pozornosť upriamená na plazmu vo všeobecnosti, rôzne typy výbojov a ich aplikácie v potravinárskom a biomedicínskom priemysle. Experimentálna časť sa zaoberá stanovením inaktivačných účinkov plazmy generovanej pomocou mikrovlnnej plazmovej trysky na kvasinku Candida glabrata. Stanovenie spočíva v aplikácii výboja na čerstvo naočkovanú kolóniu Candida glabrata na agarových platniach a pozorovaní inhibičných účinkov v podobe inhibičných zón vytvorených po následnej kultivácii. Vďaka sľubným výsledkom, ktoré boli dokázané aj v tejto práci, má inhibícia kvasiniek mikrovlnným výbojom veľkú perspektívu pre ďalší vedecký výskum a možné zavedenie do procesu. Táto metóda je zaujímavá nie len vedecky, ale aj ekonomicky, keďže používaným nosným plynom je argón, ktorý je cenovo dostupnejší než hélium, a taktiež chladnejší než vzduch bežne používaný vo výbojoch za atmosférického tlaku ako napr. dielektrický bariérový výboj, tlecí výboj alebo korónový výboj., The purpose of this work is to study the effects of a 2.45 GHz microwave plasma jet on the yeast Candida glabrata. The microwave plasma was generated by a surfatron resonator and as a working gas pure argon at constant flow rate 5 Slm was used. Thanks to a high number of active particles generated in a low temperature plasma, this type of plasma has become highly popular, especially thanks to its bactericidal effects. However, its antifungal effects and mechanisms of fungal inactivation have still not been fully understood. Therefore, the study focuses on the antimycotic effects of the low temperature plasma in a form of a microwave discharge on Candida glabrata as a model yeast example. The principal focus is on the measurement and evaluation of changes in inactivation effects caused by varying the initial concentration of Candida glabrata cells, applied power, and the exposure time. The theoretical part presents the basic information concerning Candida glabrata, its pathogenicity, virulence and infectivity. Furthermore, plasma in general, various types of discharges and their applications in the food and biomedical industries are discussed. The experimental part focalizes on the determination of the inactivating effects of the microwave plasma jet on the yeast Candida glabrata. The experiment consists of applying the discharge on a freshly inoculated colony of Candida glabrata on agar plates and observing inhibitory effects in the form of inhibitory zones formed after subsequent cultivation. The inhibition of yeasts by the microwave discharge is interesting scientifically due to its promising results, which have also been proven in this work, but also economically, especially due to the use of argon. Argon as a carrier gas is much cheaper than helium and colder than common atmospheric pressure discharges in air such as DBDs, corona or glow discharges.

Predmetom tejto bakalárskej práce je štúdium účinkov mikrovlnnej plazmovej trysky, pracujúcej na frekvencii 2,45 GHz, na kvasinku Candida glabrata. Mikrovlnná plazma je generovaná pomocou surfatronového rezonátora a pracovným plynom je čistý argón s konštantným prietokom 5 Slm. Vďaka veľkému počtu aktívnych častíc generovaných v nízkoteplotnej plazme sa tento druh plazmy stal veľmi populárnym, najmä kvôli svojim baktericídnym účinkom. Antimykotické účinky a mechanizmy inaktivácie húb plazmou však ešte stále nie sú úplne objasnené. Aj preto sú predmetom tejto štúdie antimykotické účinky nízkoteplotnej plazmy v podobe mikrovlnného výboja s modelovým príkladom kvasinky Candida glabrata. Podstatou štúdie je pozorovanie vplyvu počiatočnej koncentrácie buniek, veľkosti aplikovaného výkonu a doby ožarovania na výsledné inhibičné účinky. Teoretická časť je zameraná na základné informácie týkajúce sa kvasinky Candida glabrata, jej patogenity, virulencie a infekčnosti. Ďalej je pozornosť upriamená na plazmu vo všeobecnosti, rôzne typy výbojov a ich aplikácie v potravinárskom a biomedicínskom priemysle. Experimentálna časť sa zaoberá stanovením inaktivačných účinkov plazmy generovanej pomocou mikrovlnnej plazmovej trysky na kvasinku Candida glabrata. Stanovenie spočíva v aplikácii výboja na čerstvo naočkovanú kolóniu Candida glabrata na agarových platniach a pozorovaní inhibičných účinkov v podobe inhibičných zón vytvorených po následnej kultivácii. Vďaka sľubným výsledkom, ktoré boli dokázané aj v tejto práci, má inhibícia kvasiniek mikrovlnným výbojom veľkú perspektívu pre ďalší vedecký výskum a možné zavedenie do procesu. Táto metóda je zaujímavá nie len vedecky, ale aj ekonomicky, keďže používaným nosným plynom je argón, ktorý je cenovo dostupnejší než hélium, a taktiež chladnejší než vzduch bežne používaný vo výbojoch za atmosférického tlaku ako napr. dielektrický bariérový výboj, tlecí výboj alebo korónový výboj., The purpose of this work is to study the effects of a 2.45 GHz microwave plasma jet on the yeast Candida glabrata. The microwave plasma was generated by a surfatron resonator and as a working gas pure argon at constant flow rate 5 Slm was used. Thanks to a high number of active particles generated in a low temperature plasma, this type of plasma has become highly popular, especially thanks to its bactericidal effects. However, its antifungal effects and mechanisms of fungal inactivation have still not been fully understood. Therefore, the study focuses on the antimycotic effects of the low temperature plasma in a form of a microwave discharge on Candida glabrata as a model yeast example. The principal focus is on the measurement and evaluation of changes in inactivation effects caused by varying the initial concentration of Candida glabrata cells, applied power, and the exposure time. The theoretical part presents the basic information concerning Candida glabrata, its pathogenicity, virulence and infectivity. Furthermore, plasma in general, various types of discharges and their applications in the food and biomedical industries are discussed. The experimental part focalizes on the determination of the inactivating effects of the microwave plasma jet on the yeast Candida glabrata. The experiment consists of applying the discharge on a freshly inoculated colony of Candida glabrata on agar plates and observing inhibitory effects in the form of inhibitory zones formed after subsequent cultivation. The inhibition of yeasts by the microwave discharge is interesting scientifically due to its promising results, which have also been proven in this work, but also economically, especially due to the use of argon. Argon as a carrier gas is much cheaper than helium and colder than common atmospheric pressure discharges in air such as DBDs, corona or glow discharges.

Předmětem této bakalářské práce je studium účinku nízkoteplotního mikrovlnného plazmatu na kvasinky. Pro tyto účely byla vybrána kvasinka Candida Glabrata. Sledovány jsou tři parametry, které mají různý vliv na velikost inhibičních zón a jejich časovou stabilitu. Je zkoumán vliv počáteční koncentrace kvasinek, délka ošetření a velikost výkonu (9 W a 12 W). Je používán mikrovlnný pochodňový výboj. Pracovním plynem je argon a po celý experiment byl udržován konstantní průtok 5,0 Slm. Viditelný konec výboje je při experimentu v kontaktu s povrchem vzorku. V experimentální části bylo zjištěno, že ačkoli je použitý mikrovlnný pochodňový výboj nestabilní, byl prokázán jeho sterilizační účinek na kvasinky., This bachelor thesis subject is the study of low temperature microwave plasma torch on yeasts. For this purpose, the yeast Candida Glabrata was selected. Three parameters, which have different effects on the size of the inhibition zones and their time stability, are monitored. The effect of sample concentration, exposure time, and applied power (9 W and 12 W) are investigated. A microwave torch discharge at atmospheric pressure is used. The working gas is argon and a constant flow rate of 5.0 Slm was maintained throughout the experiment. The visible end of the discharge is in direct contact with the sample surface during the experiment. In the experimental part, although the microwave torch discharge used was found to be unstable, its sterilizing effect on yeast was demonstrated.

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.

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.

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.

Předmětem této bakalářské práce je studium účinku nízkoteplotního mikrovlnného plazmatu na kvasinky. Pro tyto účely byla vybrána kvasinka Candida Glabrata. Sledovány jsou tři parametry, které mají různý vliv na velikost inhibičních zón a jejich časovou stabilitu. Je zkoumán vliv počáteční koncentrace kvasinek, délka ošetření a velikost výkonu (9 W a 12 W). Je používán mikrovlnný pochodňový výboj. Pracovním plynem je argon a po celý experiment byl udržován konstantní průtok 5,0 Slm. Viditelný konec výboje je při experimentu v kontaktu s povrchem vzorku. V experimentální části bylo zjištěno, že ačkoli je použitý mikrovlnný pochodňový výboj nestabilní, byl prokázán jeho sterilizační účinek na kvasinky., This bachelor thesis subject is the study of low temperature microwave plasma torch on yeasts. For this purpose, the yeast Candida Glabrata was selected. Three parameters, which have different effects on the size of the inhibition zones and their time stability, are monitored. The effect of sample concentration, exposure time, and applied power (9 W and 12 W) are investigated. A microwave torch discharge at atmospheric pressure is used. The working gas is argon and a constant flow rate of 5.0 Slm was maintained throughout the experiment. The visible end of the discharge is in direct contact with the sample surface during the experiment. In the experimental part, although the microwave torch discharge used was found to be unstable, its sterilizing effect on yeast was demonstrated.

Bakalářská práce se zabývá účinky plazmatem aktivované vody na mikroorganismy nacházející se ve vzorku hnědozemě. Teoretická část je rozdělena do dvou částí. První část se zaměřuje na rozbor půdy a mikroorganismů v ní žijících. Druhá část se zabývá obecnými vlastnostmi plazmatu a vznikem plazmatem aktivované vody. V experimentální části této práce byla plazmatem aktivovaná voda aplikována na výluh půdních mikroorganismů a současně přímo na vybraný vzorek půdy v různých koncentracích. Následně byl pozorován vliv na životaschopnost půdních mikroorganismů. Na základě výsledků z praktické části bylo zjištěno, že plazmatem aktivovaná voda nemá na půdní mikroorganismy výrazně pozitivní ani negativní vliv. Z tohoto důvodu bude nutné se při dalším výzkumu zaměřit na konkrétní typy mikroorganismů., The bachelor thesis deals with the effects of plasma activated water on microorganisms found in the brown earth sample. The theoretical part is divided into two parts. The first part focuses on the analysis of soil and microorganisms living in it. The second part deals with the general properties of plasma and the formation of plasma-activated water. In the experimental part of this work, plasma-activated water was applied to the leachate of soil microorganisms and also directly to a selected soil sample in various concentrations. Subsequently the effect on the viability of soil microorganisms and the composition of soil microorganisms was observed. Based on the results from the practical part, it was found that plasma-activated water has no significant positive or negative effect on soil microorganisms. For this reason, it will be necessary to focus on specific types of microorganisms in further research.

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 práce je zaměřena na studium interakce plazmatu s bakteriemi za účelem zvýšení podpory hojení ran. Nejprve je popsán průběh hojení ran, dále nízkoteplotní plazma, jeho působení na bakteriální buňky a využití v biomedicíně. Experimentální část se zabývá aplikací nízkoteplotního plazmatu generovaného mikrovlnným jetem na vybrané mikroorganismy a vlivem experimentálních podmínek na antimikrobiální účinek plazmatu. Jako zástupci mikroorganismů vyskytujících se v ránách byl vybrán jeden zástupce grampozitivních bakterií a gramnegativních bakterií, a to Staphylococcus epidermidis a Escherichia coli. Pomocí získaných výsledků byl potvrzen antimikrobiální účinek plazmatu generovaného pomocí mikrovlnného jetu v argonu. Míra antimikrobiální účinku souvisí s koncentrací mikroorganismů, časem opracování a jedná-li se o grampozitivní či gramnegativní bakterie., This thesis focuses on the study of the interaction of plasma with bacteria to enhance the promotion of wound healing. Firstly, the wound healing process is described, followed by low temperature plasma, its effect on bacterial cells and its use in biomedicine. The experimental part deals with the application of low-temperature plasma generated by microwave jet on selected microorganisms and the influence of experimental conditions on the antimicrobial effect of the plasma. One representative of the microorganisms occurring in the wounds was selected as representatives of Gram-positive bacteria and Gram-negative bacteria, namely Staphylococcus epidermidis and Escherichia coli. Using the results obtained, the antimicrobial effect of plasma generated by microwave jet in argon was confirmed. The degree of antimicrobial effect is related to the concentration of the microorganisms, the time of treatment and whether the bacteria are Gram-positive or Gram-negative.

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.

Táto bakalárska práca sa zaoberá štúdiom vplyvu plazmového výboja na zmeny povrchových vlastností biomateriálu. Povrchové úpravy boli prevedené pomocou troch typov plazmového výboja: kĺzavý oblúkový výboj (GA z angl. gliding arc), dielektrický barierový výboj (DBD) a mikrovlnný výboj s povrchovou vlnou. Skúmané boli rôzne plynné zmesi v plazmových výbojoch a ich účinok na povrchovú úpravu biomateriálu. Vybraným biomateriálom bol alifatický biopolymér polykaprolaktón (PCL). Je vhodným materiálom na povrchovú úpravu, vďaka biodegradabilite a ľahkej spracovateľnosti. PCL dodaný firmou Sigma-Aldrich bol v podobe peletiek, ktoré boli konvertované na fólie. Vzorky fólii boli následne vystavené účinkom plazmových výbojov. K charakterizácii povrchových vlastností polyméru bolo použité meranie povrchovej energie pomocou metódy sediacej kvapky (sissle drop), k meraniu sa použilo zariadenie See System od firmy Advex Instrumnets. Na základe experimentálnych výsledkov môžeme potvrdiť, že došlo k modifikácii povrchu. Modifikácie plazmovým výbojom však viedli k hydrofilným a nie hydrofóbnym vlastnostiam biomateriálu, pričom najlepších výsledkov v zmysle hydrofility sa dosiahlo pomocou mikrovlnného výboja s povrchovou vlnou. V dôsledku negatívnych výsledkov experimentu, sa nepokračovalo s analýzou baktericídnych účinkov., This bachelor thesis deals with the study of the influence of plasma discharge on changes in the surface properties of the biomaterial. Surface treatements were performed using three types of plasma discharge: gliding arc, dielectric barrier discharge (DBD) and microwave surface wave discharge. Various gaseous mixtures in plasma discharges and their effect on the surface treatment of the biomaterial were investigated. The selected biomaterial was aliphatic biopolymer polycaprolactone (PCL). It is a suitable surface treatment material, thanks to its biodegradability and easy processability. The PCL supplied by Sigma-Aldrich was in the form of pellets, witch had been converted to foil. The film samples were subsequentely exposed to plasma discharges. To characterize the surface properties of the polymer, surface energy was measured using a sissle drop method, a See System from Advex Instrumnets was used to measure. Based on experimental results, we can confirm that the surface has been modified. However, the plasma discharge modifications have led to hydrophilic and not hydrophobic properties of the biomaterial, with the best results in terms of hydrophilicity being achieved by microwave discharge with surface wave. Due to the negative results of the experiment, bactericidal effects were not investigated.

Tématem diplomové práce je diagnostika plazmochemických depozičních procesů s využitím organokovových sloučenin. Zástupcem organokovových sloučenin byl zvolen titanium (IV)isopropoxid, jenž je často využíván jako prekurzor pro plazmochemické depozice fotokatalytických vrstev TiO2, které nacházejí široké uplatnění v oblasti environmentálních procesů a technik, zejména k odstraňování různých polutantů. Tenké vrstvy obecně se v poslední době staly jedním z nejvyužívanějších způsobů pro povrchové úpravy materiálů. Jsou využívány jako ochranné nebo funkční vrstvy, používají se pro zlepšení povrchových vlastností materiálů jako je např. modifikace adheze k různým sloučeninám. Struktura plazmových polymerů je odlišná od klasického polymeru. Měření probíhalo na komerčním zařízení Plasmatreater AS 400. V teoretické části je popsán aparát pro studium a diagnostiku plazmochemických procesů a technologií. Jako diagnostická metoda byla zvolena optická emisní spektroskopie, proto jsou zde uvedeny její základní poznatky využité v práci. Pro diagnostiku vytvořených tenkých vrstev byla zvolena infračervená spektroskopie a rentgenová fotoelektronová spektroskopie, které jsou rovněž velmi stručně uvedeny v této části práce. Výsledková část se skládá ze dvou oddílů. První oddíl je věnován diagnostice plazmatu pomocí optické emisní spektroskopie pro výboj generovaný v dusíku a pro výboj generovaný ve vzduchu. Měření bylo prováděno při sedmi odlišných střídách a dvou různých průtocích pro každý z pracovních plynů zvlášť. V obou případech jsme identifikovali pásy dusíku prvního negativního a druhého pozitivního systému, radikálu CN, atomárního kyslíku a čar Cr a Cu pocházejících z materiálu trysky. V případě, že byl přidáván prekurzor, byly rovněž identifikovány čáry titanu a pásy TiO. Z identifikovaných čar chromu byly vypočítány elektronové teploty a sestaveny mapy elektronových teplot výboje pro kontinuální a pulzní režim se střídou 70% pro dusíkové plazma s průtokem prekursoru 500 scc, The aim of this work is diagnostic of plasma chemical deposition thin films based on organometallic precursors. Thin layers have recently become one of the most used methods for surface treatment of materials. They are used as a protective, functional layer, they improve surface properties of materials or increase or reduce the adhesion to various compounds. Plasma polymers are a modern trend in surface treatment technology. Their structure is different from classical polymers. The titanium (IV)isopropoxide was chosen as a monomer example, which is frequently used as a monomer for photocatalytic TiO2 films plasma deposition. These thin films are very promising for the removal of various air and water pollutants and thus they can significantly help in the increase of the environmental quality. Measurements took place on a commercial device Plasmatreater AS 400. The theoretical part describes the background needed for the study and diagnostics of plasma processes and technologies. The optical emission spectroscopy was chosen as a diagnostic method, and thus its principles are outlined in the theoretical part. Infrared spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy were applied for the diagnostics of prepared thin films and they are also described in the theoretical part. The experimental part contains two sections. The first section is dedicated to the plasma diagnostics by optical emission spectroscopy. Discharge was generated in nitrogen or in the air. Measurements were performed at seven different duty cycles and at two different flow rates for each of the working gases. The molecular bands of nitrogen first negative and second systems, CN violet bands, and atomic lines of oxygen and nozzle elements (Cu, Cr) were identified in the spectra. The titanium lines, and bands of TiO were determined if the precursor was added. Electron temperature was calculated using chromium lines, and electron temperature maps were obtained for continuous mode and pulse mode with dut

Cílem diplomové práce je studium vlivu atomů kovů na dohasínající dusíkové plazma. Dohasínající plazma čistého dusíku je předmětem studií řady prací zabývajících se kinetikou procesů v plazmatu. Ovšem existuje jen velmi málo publikovaných děl, které by objasňovaly kinetiku dohasínajícího dusíkového plazmatu s příměsemi. Tato diplomová práce se proto zabývá problematikou dohasínajícího dusíkového plazmatu s příměsí par rtuti. Veškerá experimentální data byla získána pomocí optické emisní spektroskopie s využitím stejnosměrného výboje v proudícím režimu, čímž lze dosáhnout dobrého časového rozlišení v řádech milisekund. Měření bylo provedeno v rozsahu vlnových délek 320-780 nm a ve spektrech byly identifikovány tyto spektrální systémy: • 1. pozitivní systém dusíku: N2(B) -> N2(A), • 2. pozitivní systém dusíku: N2(C) -> N2(B), • 1. negativní systém dusíku: N2+(C) -> N2+(X), • NO-beta systém: NO(B) -> NO(X). Kromě těchto spektrálních systémů jsme zaznamenali spektrální čáru rtuti na vlnové délce 254 nm (ve spektru prvního i druhého řádu), další rtuťové čáry pozorovány nebyly. Pára rtuti byla do systému zaváděna do vybraných míst časů dohasínání. Byly sestrojeny grafy závislostí intenzit vybraných molekulových systémů dusíku a intenzit spektrálních čar rtuti na čase dohasínání při různých experimentálních podmínkách (tlaku, výkonu výboje, teploty stěny výbojové trubice, čase dohasínání v místě vpouštění páry rtuti do výboje). Data, která byla získána při měření čistého dusíkového plazmatu, byla použita jako reference. Získané výsledky ukázaly, že přítomnost atomů rtuti má podstatný vliv na kinetické procesy probíhající v plazmatu. Zavedeme-li rtuť do dohasínání, je čára rtuti pozorována v okolí místa, kde rtuťové páry vstupují do výboje. Experimentální data ukazují, že intenzita rtuťové čáry je přímo úměrná koncentraci atomů rtuti a můžeme pozorovat saturaci. Energiový diagram hladin rtuti ukazuje, že pozorovaná čára rtuti může být excitována při srážkách s dusíkovými mo, The aim of this master thesis is to study the influence of metallic atoms on nitrogen post-discharge. Pure nitrogen post-discharge is a subject study of many works dealing with kinetic processes in plasma. Unfortunately, there are only a few published works that present influence of various traces on nitrogen post-discharge kinetics. This master thesis deals with problems of nitrogen post-discharge containing mercury traces. All experimental data were obtained using optical emission spectroscopy of a DC discharge in a flowing mode, which can achieve appropriate temporal resolution in the order of milliseconds. Spectra emitted during the post-discharge were recorded in the range of 320-780 nm and the following molecular spectral systems were identified: • 1. positive system of nitrogen: N2(B) -> N2(A), • 2. positive system of nitrogen: N2(C) -> N2(B), • 1. negative system of nitrogen: N2+(C) -> N2+(X), • NO-beta system: NO(B) -> NO(X). Besides them we were able to record the mercury line at 254 nm, only (in the spectrum of the first as well as in the second order); no other mercury lines were observed. The mercury vapor was introduced into the system at selected post-discharge time. Dependence of selected molecular band head intensities as well as mercury line intensity on experimental conditions (pressure, discharge power, wall temperature, time of mercury vapor introduction) were observed in time evaluation. The data obtained in pure nitrogen were used as a reference. The obtained results showed very high sensitivity of kinetic processes on mercury atoms presence. If mercury was introduced into the post-discharge the mercury line was observable around the site where mercury vapor was introduced into the discharge. The experimental data showed that mercury line intensity was directly proportional to the mercury atoms concentration and saturation effect could be observed. The energy level diagram demonstrates that the observed mercury line can be excited by collision

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.

Tato diplomová práce se zabývá analýzou povrchu a charakterizací optických vlastností tenkých vrstev vytvořených plazmovou polymerací hexamethyldisiloxanu (HMDSO) na křemíkovém podkladě v RF plazmatu v průmyslovém depozičním zařízení. Takto vytvořené vrstvy slouží jako ochranné povlaky na reflexní vrstvy v reflektorech automobilů nebo na solárních panelech. Teoretická část se zabývá plazmatem, jeho výskytem, vlastnostmi, diagnostikou a aplikací. Jsou zde zmiňovány tenké vrstvy, jejich tvorba a charakterizace i teoretické seznámení s monomerem (a skupinou, do které patří), ze kterého se tvoří zkoumaná vrstva. Jsou zde zmíněny i nejčastěji používané metody pro diagnostiku vrstev, jako je infračervená spektroskopie a elipsometrie. Jelikož dochází během používání k degradaci materiálu působením vnějších podmínek, zabýváme se i vlivem stárnutí a degradace vrstev na jejich vlastnosti. K tvorbě vrstev byla použita průmyslová depoziční komora AluMet 1800V firmy Leybold optics instalovaná ve firmě Zlín Precision. Vrstvy byly vytvářeny za různých podmínek, které byly voleny tak, aby byly blízké skutečným podmínkám používaným v technologii. Při depozicích byly použity různé výkony (2-5 kW) a byly realizovány série depozic pro různé průtoky monomeru. Dále byl studován vliv příměsi kyslíku na vytvářené vrstvy. Kvůli kontrole procesů probíhajících v plazmatu byla během depozice snímána optická emisní spektra spektrometrem Jobin Yvon Triax 320. Z každé série vzorků byla část dále podrobena expozici UV zářením (48 hodin při výkonu 0,68 W/m2 na vlnové délce 340 nm) za účelem simulace podmínek, které mohou ovlivňovat vlastnosti vrstev v praxi. Povrch byl zkoumán pomocí měření spektrální intenzity odraženého světla v různých úhlech pozorování. Spektra odraženého světla byla proměřena ve viditelné oblasti pro úhel mezi dopadajícím a odraženým paprskem 40-150° s krokem 10°. Bylo realizováno i měření různých vzorků pod stejným úhlem a zjišťovaly se vlivy podmínek na intenzitu odraženého, This thesis deals with surface analysis and characterization of optical features of thin films created by hexamethyldisiloxane (HMDSO) plasma polymerization on silicon wafers. The RF plasma industrial deposition equipment was used for the thin layers formation. These thin films serve as protective coatings on the reflective layer in the car light or solar panels. Theoretic part gives basic information about plasma, its occurrence, features, diagnostics and applications. Thin layers, their production and characterization are discussed here, too. Theoretic description of monomer material (including the group of other organosilicones) is also presented here. The FTIR spectroscopy and elipsometry are mentioned as the main methods for thin films characterisation. Because material during its practical use degrades due to external conditions, the influence of them on the thin layer properties is studied using the accelerated aging of created films. Industrial deposition chamber AluMet 1800V made by Leybold Optics, Ltd. installed in Zlin Precision company was used for the thin films production. Thin films were created under different conditions that were selelected near to the real conditions used in technology. Various applied powers (2-5 kW) were used for the deposition under different monomer flows. Further, the influence of oxygen addition on the created film properties was investigated. The deposition process was monitored by optical emission spectroscopy. The spectrometer Jobin Yvon Triax 320 with CCD detector was used. The selected part from every samples set was exposed by UV radiation (48 hours at radiation density of 0.68 W/m2 at 340 nm) to simulate the probable conditions during the layers real use. The surface properties were investigated by measurement of reflected light spectral intensity in the visible range at different angles. The angle between incident and reflected beam was varied in the interval of 40 - 150° with 10° step. The influence of sample prepara

V predkladanej práci bol generovaný abnormálny dútnavý výboj pri atmosférickom tlaku, v plynnej zmesi metánu (1 až 5 %) v dusíku, pre simuláciu atmosféry mesiaca Titan. Výboj bol charakterizovaný pomocou optickej emisnej spektrometrie, ktorá potvrdzuje prítomnosť aktívnych foriem dusíka a radikálov vznikajúcich z metánu. Okrem toho boli tiež pozorované spektrálne pásy CN radikálu. Intenzity vybraných spektrálnych systémov boli študované v závislosti na prúde dodávanom do výboja a zmene v zložení plynnej zmesi. Rotačná teplota bola stanovená z druhého pozitívneho systému dusíka na hodnotu približne 2000 K. Z rovnakého systému bola stanovená aj vibračná teplota v závislosti na koncentrácii plynnej zmesi od 3000 K (1 % CH4) do 3600 K (5 % CH4). Vibračná teplota prvého negatívneho systému dusíka rástla s výkonom a klesala s koncentráciou metánu v intervale od 3700 K do 4200 K. Rovnakú závislosť mala vibračná teplota vypočítaná pre fialový spektrálny systém CN, ktorej hodnota bola 4600 až 5800 K. Stabilné produkty vznikajúce v reaktore boli analyzované pomocou hmotnostného spektrometra s protónovou ionizáciou a s analyzátorom doby letu. Detegovaných bolo množstvo alifatických uhľovodíkov, niektoré aromatické uhľovodíky a tiež pomerne veľa amino či kyano zlúčenín. So vzrastajúcou koncentráciou metánu vznikalo viac látok s vyššou molekulovou hmotnosťou a menej jednoduchých látok, ktoré sa pravdepodobne spotrebúvali na zložitejšie látky. Ich relatívne intenzity boli stanovené za rovnakých podmienok, ako boli namerané optické emisné spektrá., In the present work, the abnormal glow discharge at atmospheric pressure was generated in the nitrogen-methane (1 to 5 %) gaseous mixtures related to the atmosphere of Titan. The discharge itself was monitored by optical emission spectrometry that confirmed presence of active nitrogen species and various radicals formed from methane. Besides them, the CN spectral bands were observed. Intensities of all light emitting species were studied in the dependence on applied power and composition of nitrogen-methane mixture. The rotational temperature of about 2000 K was calculated from the second positive nitrogen system. The vibrational temperature also obtained from neutral nitrogen molecule increased nearly directly with methane from 3000 K (1 % CH4) to 3600 K (5 % CH4). In the contrary, vibrational temperature obtained from nitrogen molecular ion decreased with methane in the gaseous mixture and increased with applied discharge power from 3700 K to 4200 K. The same trend showed the vibrational temperature calculated from violet system of CN with value from 4600 K to 5800 K. The stable discharge products were analysed by proton transfer time of flight mass spectrometry of the exhausting gas. Presence of many aliphatic and some aromatic hydrocarbons was confirmed as well as quite a lot of amino and cyano compounds. Increasing concentrations of methane have produced more substances with higher molecular weight and less simple substances that were likely to be consumed on more complex substances. Their relative intensities were determined under the same conditions as optical emission spectra were collected.

Podstatou předkládané práce je poskytnout standardní termodynamické funkce (STF) pro výpočet složení a termodynamických vlastností nízkoteplotního plazmatu a též metoda pro takový výpočet používající získané STF za podmínek neideálního plazmatu. S ohledem na další aplikace v modelování jevů v termálním plazmatu je rozsah tlaků omezen na oblast od 0.01 bar do 100 bar a teploty 298.15-50 kK. Pro získání STF byla navržena metoda partiční funkce vycházející ze statistické mechaniky. Byl podán přehled posledního stavu v dané vědecké oblasti a teoretické základy nezbytné pro vytvoření metody spolu s diskusí problému divergence partiční funkce. Pro výpočet STF dvouatomových molekul byla použita metoda přímé sumace, zatímco pro větší molekuly byl obecně přijat model tuhého rotoru a harmonického oscilátoru. Spektrální data potřebná pro výpočty byla převzata z literatury, případně ve vybraných případech vypočtena ab initio metodami kvantové chemie. Výsledné STF byly začleněny do již existujícího databázového systému a mohou sloužit jako vstupní data pro další termodynamické výpočty. Za účelem výpočtu složení a termodynamických vlastností neideálního homogenního plazmatu byla vypracována obecná metoda. Metoda je založena na minimalizaci celkové Gibbsovy energie pro výpočet za konstantního tlaku, případně Helhmholtzovy energie pro výpočet za konstantního objemu. Výpočetní algoritmus byl implementován do počítačového programu a použit na výpočet složení a termodynamických vlastností produktů disociace a ionizace SF6 s využitím získaných STF., The substance of present work is to provide standard thermodynamic functions (STF) of small size molecules for the calculation of the composition and thermodynamic properties of low-temperature plasma, and also method for such a calculation applying obtained STF under non-ideal plasma conditions. With a view to further application in modelling the phenomena in thermal plasma the range of pressures is limited to the region from 0.01 bar to 100 bar, and that of temperature to 298.15–50 kK. To obtain STF the method of partition function resulting from statistical mechanics was proposed. State of art in the given scientific area and theoretical basis of the statistical mechanics required for establishing of the proposed method together with discussion of partition function divergence problem have been reviewed. For the calculation of STF of diatomic molecules the method of direct summation has been employed, whereas, as for the larger size molecules, the rigid rotor and harmonic oscillator model have been generally adopted. The spectral data required for the calculations have been taken from literature, or, in selected cases, these have been computed by quantum chemistry ab initio techniques. The resulting STF have been included into already existing database system of thermodynamic properties and those can serve as input data for subsequent thermodynamic calculations. A general method has been worked out for the purpose of the computation of thermodynamic properties and composition of non-ideal homogenous plasma system in thermodynamic equilibrium. The method is based on minimizing total Gibbs energy to compute at constant pressure or Helmholtz energy to compute at constant volume. The computation algorithm was implemented into computer program and subsequently applied to the computation of the composition and thermodynamic properties of SF6 dissociation and ionization products using obtained STF.

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.

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

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 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.

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.

Práce se zabývala elektrickým výbojem v organických roztocích. Teoretická část byla zaměřena na plazmový výboj v kapalinách a také diagnostiku plazmatu. V praktické části byl sledován vliv experimentálních podmínek na zapálení výboje v roztocích alkoholů. Konkrétně vliv polarity vkládaného napětí, koncentrace a vodivosti roztoku. Dále bylo pomocí kolorimetrického stanovení zjišťováno množství vygenerovaného peroxidu vodíku v roztocích etanolu a také v roztocích elektrolytu o dvou různých vodivostech. Ve výsledcích byly porovnány závislosti proudu a napětí na čase během samotného výboje a fází, které mu předcházely. Jednalo se tedy o tvorbu bublin, občasné zapálení výboje a stabilní výboj. Ze zaznamenaných průměrných hodnot proudů a napětí byly sestrojeny volt-ampérové charakteristiky. Bylo zjištěno, že se zvyšující se vodivostí roztoku dochází k dřívějšímu výboji. Stejně tak při záporné polaritě napětí vkládaného na hlavní elektrodu docházelo k dřívějšímu průrazu než při kladné polaritě. Napětí potřebné ke vzniku výboje bylo nižší až o několik set voltů. Například u roztoku o 95 obj. % etanolu a vodivosti 200 S byl stanoven bod zapálení pro kladnou polaritu na 1650 V, ale při záporné polaritě toto napětí dosahovalo pouze 1250 V. Zároveň byl zkoumán vliv koncentrace roztoku etanolu na zapálení výboje, k výraznému ovlivnění bodu zapálení ale nedocházelo. Co se týče generace peroxidu vodíku, jeho množství rostlo lineárně s časem. V roztoku elektrolytu se peroxidu vodíku tvořilo značně víc v porovnání s roztokem etanolu., This work deals with electrical discharge in organic solutions. The theoretical part was focused on plasma discharge in liquids and also plasma diagnostics. In the experimental part the influence of experimental conditions on the ignition of the discharge in alcohols was observed. Especially, the polarity of the applied voltage, concentration and conductivity of the solution was studied. Moreover, the amount of generated hydrogen peroxide in the ethanol solutions as well as the electrolyte solution of two different conductivities was determined. The results compared the current-voltage characteristic curve during the stable discharge and the phases that preceded it. These phases were the creation of bubbles, occasional ignition and stable discharge. From the recorded average values of current and voltage, current-voltage characteristics were constructed. It was found, that the increasing conductivity of the solution leads to an earlier discharge. In case of negative polarity of the voltage input on the main electrode, there was an earlier discharge than in the positive polarity. Voltage value necessary for the discharge ignition was lower by several hundred volts in the negative polarity. For example, for a solution of 95 vol. % ethanol and conductivity of 200 S, the breakdown voltage for a positive polarity was determinated as 1650 V but at negative polarity this voltage was only 1250 V. Moreover the influence of ethanol concentration on the ignition of the discharge was found, but there was no significant effect. Amount of generated hydrogen peroxide grew linearly with time. In the electrolyte solution, hydrogen peroxide was formed significantly more in comparison to the ethanol solution.