Search

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

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

Tato diplomová práce 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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 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 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.

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 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+

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

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 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 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.

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

Tématem této bakalářské práce je diagnostika plazmatu pro tvorbu tenkých vrstev na bázi organokřemičitanů. Jako prekurzor pro plazmovou depozici byl použit hexamethyldisiloxan za přítomnosti kyslíku a diagnostika byla prováděna pomocí optické emisní spektroskopie. V teoretické části práce jsou shrnuty základní vlastnosti plazmatu, procesy probíhající při plazmové polymeraci a depozici, dále je přiblížena problematika tenkých vrstev a jejich využití při povrchové úpravě materiálů. Poměrně velká část je věnována specifikaci fyzikálně-chemické podstaty použité analytické metody, tj. optické emisní spektroskopie. Nakonec jsou popsány principy využívané pro výpočet rotační, vibrační a elektronové teploty plazmatu. Vlastní depozice probíhala jak v kontinuálním, tak i v pulzním režimu radiofrekvenčně buzeného kapacitně vázaného výboje plazmatu ve zvonovém reaktoru. Byl zkoumán vliv průtoku monomeru, výkonu plazmatu a velikosti střídy na depoziční proces. V jednotlivých spektrech byly identifikovány atomární čáry vodíku Balmerovy série, dále atomární čára kyslíku a molekulové pásy CO, které byly určeny jako Angstromův systém a 3. pozitivní systém. V případě těchto identifikovaných fragmentů byla zjišťována jejich intenzita v závislosti na obsahu monomeru ve směsi, výkonu plazmatu a střídě. Z relativních intenzit atomárních čar vodíků Balmerovy série byla vypočítána elektronová teplota plazmatu. Rotační ani vibrační teplotu nebylo možné určit, protože se ve spektrech nenacházely žádné vhodné fragmenty pro jejich stanovení. Na základě výše uvedených poznatků bylo určeno částečné složení plazmatu a některé jeho vlastnosti. Předmětem následujícího zkoumání bude stanovení přesného složení vzniklé tenké vrstvy a vyšetření dalších charakteristik plazmatu. Plazmová depozice je ovlivňována celou řadou faktorů a hledání jejich optimální kombinace pro co nejefektivnější depoziční proces je naším cílem do budoucna., The aim of this thesis is plasma diagnostic during deposition of thin films based on organosilicones. Hexamethyldisiloxane was used as a precursor for plasma deposition in the presence of oxygen, and the diagnosis was performed by using optical emission spectroscopy. The theoretical part summarizes the basic characteristics of plasma and processes occurred at plasma polymerization and deposition. It also deals with thin films and their use in coating materials. A relatively large part is devoted to the specification of the physical-chemical nature of the used analytical method – optical emission spectroscopy. Finally, the principles of rotational, vibrational and electron temperature calculations are described. The contemporary deposition process was carried out in continuous and pulsed mode of radiofrequently excited capacitively coupled discharge. The effects of monomer flow rate, plasma power and duty cycle on the deposition process were studied. In the individual spectra, atomic hydrogen lines of Balmer’s series as well as an atomic oxygen line were identified. Molecular bands of CO have been identified as Angstrom’s system and 3. positive system. In the case of the identified fragments, the intensity dependencies on the monomer concentration in mixture, plasma power and duty cycle were detected. Electron temperature of plasma was also calculated using the relative intensities of atomic hydrogen lines of Balmer’s series. Vibrational and rotational temperature could not have been determined because no suitable fragments for their determination were found in the spectrum. Based on findings mentioned above, partial composition of plasma and some of its properties were estimated. The subject of the further research will be determination of the exact content and structure of the thin films and investigation of other plasma characteristics. Plasma deposition is influenced by many factors, and the study of their optimal combination for the most efficient deposition pro

Bakalářská práce se zabývá optickou emisní spektroskopií dohasínajícího dusíkového plazmatu se stopovou příměsí kovů. Zkoumaným vzorkem zaváděným do nízkoteplotního plazmatu byl zinek a chlorid cíničitý. Jako diagnostická metoda byla zvolena optická emisní spektroskopie, jako jedna z nejjednodušších metod diagnostiky plazmatu. Teoretická část je zaměřena na informace o plazmatu a procesech v něm probíhajících. Rovněž je diskutována problematika dohasínajícího plazmatu a optické emisní spektroskopie. Samotné měření je provedeno v proudícím režimu využívajícího stejnosměrného doutnavého výboje za sníženého tlaku. Intenzity vybraných dusíkových pásů a atomárních čar jsou pozorovány v závislosti na příměsi kovu. Byl navržen jednoduchý mechanismus vysvětlující pozorované závislosti. Jsou ukázány možné mechanismy excitace atomů během dohasínání., The bachelor´s thesis deals with the optical emission spectroscopy of the nitrogen post-discharge with metal trace impurity. The analysed sample introduced to the low-temperature plasma was zinc vapor and stannic chloride. As a diagnostic method was choosen optical emission spectroscopy as one of the simplest plasma diagnostic methods. The teoretical part is aimed to information about plasma and processes in the plasma. The special focus is deald for post-discharged plasma and the optical emission spectroscopy. Measurement itself is implemented in flowing regime of DC post-discharge under low pressure. The intensities of selected nitrogen bands and atomic lines are observed as a function of metal vapor presence. The simplified mechanism of the observed phenomen is presented. The possible excitation mechanisms are shown of metallic atoms during the post-discharge.

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

Tématem této bakalářské práce je diagnostika plazmatu během depozice tenkých organosilikonových vrstev. Jako monomer byl použit hexamethyldisiloxan (HMDSO), diagnostickou metodou byla emisní spektroskopie plazmatu. V teoretické části je popsáno plazma a jeho nejdůležitější vlastnosti. Dále je pozornost věnována procesům plazmochemické depozice tenkých vrstev, jejich využití a vlastností. Nakonec jsou uvedeny základy emisní spektroskopie a principy výpočtů vibračních, rotačních a elektronových teplot v plazmatu. Vlastní depozice probíhala jak v pulzním tak i v kontinuálním režimu RF výboje za sníženého tlaku 60 Pa. Kromě depozice v čistém HMDSO byly realizovány i depozice s HMDSO s přídavkem 10 a 25 % kyslíku. Měření probíhalo v rozmezích vlnových délek 320 až 780 nm. V získaných spektrech byly identifikovány jednotlivé čáry atomárního vodíku H-alfa a H-beta, také molekulové pásy CO přechody 0-0, 0-1, 0-2, 0-3 a druhého pozitivního systému N2 přechody 0-0, 0-1. U depozice s přidáním kyslíku byla také identifikována spektrální čára atomárního O. Ze spekter byly vytvořeny grafy, vyjadřující závislost intenzity na výkonu dodávaném do plazmatu. Z atomárních čar vodíku byla zjištěna elektronová teplota, která se pohybovala v rozmezí 2700 - 5500 K v závislosti na depozičních podmínkách. Vibrační ani rotační teplotu nebylo možné stanovit, neboť se pro detekované částice nepodařilo nalézt nezbytné molekulární konstanty. Na základě zjištěných výsledků bylo možno částečně určit složení plazmatu a stanovit některé jeho vlastnosti. Výsledky ukazují, že složení i dodávaná energie významně ovlivňují plazma jako takové a do budoucna bude třeba věnovat pozornost tomu, jak tyto parametry ovlivňují vlastnosti vytvářených tenkých vrstev., This Bachelor thesis deals with plasma diagnostics during deposition of thin organic-silicone layers. Hexamethyldisiloxane (HMDSO) was use as a precursor and emission spectroscopy of plasma was used as diagnostic method. Theoretical part describes plasma and its most important properties. Attention has been also paid to processes of plasma-chemical deposition of thin layers, their use and properties. Finally, principles of emission spectroscopy and calculation procedures of vibrational, rotational and electron temperatures in plasma are described. Deposition itself was realised both in pulse and continuous mode of RF discharge under decreased pressure of 60 Pa. Apart from deposition in pure HMDSO also depositions with HMDSO with addition of 10 and 25 % of oxygen were realised. Measurements were performed in wavelength interval from 320 to 780 nm. Individual lines of atomic hydrogen H-alpha and H-beta were identified in the obtained spectra, as well as molecular bands of CO transitions 0-0, 0-1, 0-2, 0-3 and the second positive nitrogen system transitions 0-0, 0-1. The spectral line of atomic O was identified if oxygen was added into the reaction gas mixture. The dependences of selected bands and lines intensities on the power supplied to plasma were observed. Electron temperature was determined from hydrogen atomic lines, and it was varied within the interval from 2700 to 5500 K in dependence on deposition conditions. It was impossible to determine vibrational and rotational temperatures, since the necessary molecular constants for the detected particles were not found. Based on the obtained results, it was possible to determine partly composition of plasma and to determine some of its properties. Results show that composition and supplied energy influence considerably plasma itself and that in future it will be necessary to investigate relation between these parameters and properties of created thin layers.

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

Jednou z významných etap historie lidstva je bezesporu doba bronzová, na našem území datována 1900 – 800 př. n. l. V této době bylo vyráběno mnoho předmětů z bronzu, např. meče, kopí, dýky, ozdoby, šperky. Tyto artefakty jsou dnes nacházeny archeology při vykopávkách po celém světě. V průběhu let docházelo k působení rozmanitých druhů látek a prostředí a výsledkem je rozsáhlá koroze použitého materiálu. Abychom mohli lépe pochopit kulturu a zvyky našich předků, je nezbytné důkladné odstranění koroze a prozkoumání těchto předmětů. V této bakalářské práci se zabýváme odstraňováním modelových korozních vrstev bronzu redukcí nízkoteplotním vodíkovým plazmatem. Metoda plazmochemické redukce se vyvinula v osmdesátých letech minulého století a v současnosti se dále rychle rozvíjí. Bohužel mechanismus procesu není doposud přesně znám. Příprava modelové korozní vrstvy probíhala následujícím způsobem: bronzové kvádry (hmotnost cca 80 g) byly obroušeny na elektrické brusce (byl použit brusný papír 280 a poté 600). Takto ošetřené vzorky byly opláchnuty ethanolem, osušeny fénem a vloženy do uzavíratelných igelitových pytlíků. Na dno exsikátoru byla umístěna Petriho miska a do ní bylo nalito 20 ml kyseliny chlorovodíkové. Nad miskou se nacházel děrovaný keramický rošt, na který byly umístěny vzorky. Uzavřený exsikátor se během korodování nacházel ve tmě při laboratorní teplotě. Pro urychlení korozního procesu byly vzorky v exsikátoru ještě přímo pokapány kyselinou chlorovodíkovou. Plazmochemické ošetření probíhalo ve válcovém reaktoru z křemenného skla s vně umístěnými měděnými elektrodami. Byl použit RF (13,54 MHz) nízkotlaký výboj ve vodíku. Pro každý vzorek byly voleny jiné podmínky: výkon (50 – 300 W), pulzní (střídá 10 - 25 %) nebo kontinuální režim. Během redukce byla pomocí optické emisní spektroskopie sledována závislost intenzity záření OH- radikálu na čase. Pokles na 1/10 maximální hodnoty byl impulsem k ukončení experimentu. V závislosti na tomto kritériu byla doba oše, One of the important stages of the human history is certainly Bronze Age, on our territory dated 1900 - 800 BC. At that times, it was produced many objects of bronze, such as swords, spears, daggers, ornaments, jewelry. These artifacts are now found by archaeologists in excavations around the whole world. During the years there was an exposure to various types of substances and the environment and result in extensive corrosion of the used materials. To better understand the culture and traditions of our ancestors, it is necessary to carefully eliminate the corrosion and thorough inspection of these subjects. In this work, we consider the model corrosion layers removal by reduction in low-temperature hydrogen plasma. Plasma chemical reduction method was developed during the eighties years of last century and currently is further rapidly improved. Unfortunately, the process mechanism is not yet precisely known. Preparation of model corrosion layers were as follows: bronze blocks (weight approximately 80 g) were sharpend by electrical grinding machine (used paper 280 and then 600). Thus treated samples were rinsed in ethanol, dryed by hot dryer and stored in plastic bags. A Petri dish was placed at the bottom of the desiccator and it was poured by 20 ml of concentrated hydrochloric acid. Above the bowl has punched ceramic grid, on which the samples were placed. Closed desiccator was placed in darkness at the ambient laboratory temperature. To accelerate the samples corrosion process in a desiccator, the samples were sprinkled with acid. Plasma chemical treatment was carried out in a cylindrical reactor of quartz glass with outer copper electrodes. The RF (13.54 MHz) capacitivelly coupled plasma was used for the samples treatment. For each sample have been selected specific conditions: power (50 - 300 W), pulse (duty cycle of 10 – 25 %) or continuous mode. The optical emission spectroscopy monitored dependence of OH- intensity during the reduction. The decrease to the 1

Bakalářská práce se zabývá studiem chemických procesů v atmosféře Titanu simulované v laboratorních podmínkách. Abnormální doutnavý výboj jako předstupeň pro klouzavý obloukový výboj byl použit pro vygenerování plazmatu ve směsi dusík-metan, která odpovídá složení atmosféry Titanu. Jako základní diagnostická metoda plazmatu posloužila optická emisní spektrometrie. Teoretická část práce stručně popisuje historii studia atmosféry Titanu včetně posledních dosažených výsledků z průzkumu meziplanetární sondou. Dále jsou uvedeny základní vlastnosti plazmatu včetně jeho diagnostiky. Jednotlivé komponenty stanovené v atmosféře Titanu jsou molekuly N2, CH4, H2, stejně jako řada uhlovodíků s nižší hmotností včetně HCN, C2H2 a C2H4, rovněž byly nalezeny i stopy některých vyšších uhlovodíků a aminokyselin. Zvolená elektrodová konfigurace odpovídala klouzavému elektrickému obloukovému výboji s mezielektrodovou vzdáleností 2 mm, na elektrody bylo přiloženo vysoké napětí s výkonem do 300 W. Plazma bylo vygenerováno za atmosférického tlaku ve směsi dusík - methan (0,5 - 2,5% metanu). Oba plyny byly použity s čistotu až 99,999%, a celá aparatura byla před měřením evakuovány pro potlačení stopových příměsí kyslíku. Optická emisní spektra byla získána v závislosti na dodávaném výkonu a složení plynné směsi. Ve spektrech se podařilo identifikovat molekulární pásy dusíku a radikálu CN, stejně jako atomové čáry vodíku a uhlíku. Vibrační teploty 2300 - 8000 K byly stanoveny ze spekter N2, N2+, CN a C2. Rotační teploty vypočtené z pásů 0-0 druhého pozitivního systému dusíku a CN se pohybovaly v intervalu 1200 - 4800 K v závislosti na experimentálních podmínkách. Výsledky byly využity v článku odeslaném do mezinárodního časopisu. Získané poznatky mohou být použity jako základ pro budoucí studium atmosféry Titanu i s využitím jiných elektrických výbojů., The bachelor’s thesis deals with study of chemical processes in Titan atmosphere simulated under laboratory conditions. The abnormal glow discharge as a for-step for gliding arc discharge was used for the plasma generation in nitrogen-methane gas mixture corresponding to the Titan atmosphere composition. The optical emission spectroscopy was chosen as the basic plasma diagnostic method. The theoretic part of thesis describes briefly history of Titan atmosphere studies including the last space craft obtained results. Later, the fundamental properties of plasmas including their diagnostics are given. The general components determined in Titan atmosphere include N2, CH4, H2 molecules as well as a suite of lower weight hydrocarbons including HCN, C2H2 and C2H4; some traces of higher hydrocarbons and amino acids were determined, too. The electrode configuration corresponding to gliding arc arrangement with interelectrode gap of 2 mm was used with high voltage power supply giving power up to 300 W. Plasma was generated in the nitrogen-methane mixtures (0.5 – 2.5 % of methane) at atmospheric pressure. Both gases had purity better than 99.999% and all system was evacuated before measurement to suppress oxygen traces. Optical emission spectra were taken in dependence of applied power and gas mixture composition. Nitrogen and CN radical spectra as well as atomic lines of hydrogen and carbon were identified in the spectra. The vibrational temperatures of 2300 - 8000 K were determined from the spectra of nitrogen second positive, CN violet and C2 spectral systems. Rotational temperature calculated from nitrogen second positive and CN violet 0-0 bands varied in the interval of 1200 - 4800 K depending on the experimental conditions. The obtained results were submitted as a part of paper into international journal. The obtained results maybe used as a fundament for the future study of Titan atmosphere using also other discharge.

Disertační práce se zabývá detailním studiem vlastností různých elektrických výbojů generovaných ve vodných roztocích. Tyto výboje se staly v posledním desetiletí velmi populárním tématem, a to zejména díky mnoha praktickým využitím jako například v biomedicíně, čištění odpadních vod, ekologii nebo nanoinženýrství. Studium je zaměřeno na generaci peroxidu vodíku, jakožto jednu z nejvýznamnějších částic generovaných právě elektrickými výboji v kapalinách. Pro první část této práce byla využita speciální výbojová komora zkonstruovaná na Fakultě chemické Vysokého Učení Technického v Brně. Komora byla rozdělena tenkou diafragmovou přepážkou na dvě poloviny, přičemž uvnitř přepážky se nacházela malá dírka. V každé části komory se nacházela jedna elektroda, a obě dvě části komory byly vyplněny kapalinou. Ze zdroje bylo do kapaliny aplikováno vysokofrekvenční napětí (1 a 2 kHz), které tak vlastně upravovalo roztok chloridu sodného (1.5 l). Bylo zjištěno, že tento druh napětí, v porovnání s DC, nezpůsobuje nežádoucí přehřívání roztoku (počáteční vodivost 100 - 800 S/cm) během jeho úpravy při zachování účinnosti produkce peroxidu. Experimentální aparatura pro druhou část práce byla sestavena na Gentské Univerzitě v Belgii. Stejnosměrný výboj byl generován v bublinách plynů (He, Ar, N2, vzduch) v prostředí vodných roztoků. Byla studována generace peroxidu vodíku a odbourávání organických barviv přítomných ve zkoumaném roztoku. Ke generaci peroxidu vodíku byl použit roztok NaH2PO4 . 2H2O (5 microS/cm, V= 750 ml), ke zkoumání rozkladu barviv byly použity roztoky organických barviv Direct Red 79 (20 mg/l) a Direct Blue 106 (20 mg/l, V= 750 ml). Minimální koncentrace peroxidu vodíku byla naměřena při aplikaci proudu 10 mA, zatímco maximální koncentrace peroxidu vodíku byla zaznamenána při použití proudu 30 mA. Rozklad organických barviv vykazoval stejné vlastnosti. Čím vyšší byla dodávaná energie, tím více barviva se odbouralo. Třetí část práce probíhala ve spolupráci s Queen's U, This Ph.D. thesis contains a detailed investigation of different electric discharges generated in liquids. These discharges have become a popular topic during the last decade, mainly due to many practical applications for example in biomedicine, waste water treatment, ecology and nanoengineering. The study is focused on hydrogen peroxide generation which is one of the most important particles generated by electric discharges in liquids. A special batch discharge chamber, constructed at the Brno University of Technology, Faculty of Chemistry, Czech Republic, was used for the first experimental part. This discharge chamber is separated by a diaphragm membrane with a pin hole at its centre. A single high voltage electrode is placed in each part of the chamber, which is filled by water solution. High frequency voltage (1 and 2 kHz) was used as a power source to treat a NaCl solution (1.5 l). After evaluation of all results it has been found that this kind of power supply, compared to DC, does not cause any unwanted overheating of the solution (initial conductivity 100 - 800 microS/cm) during its treatment and thus the hydrogen peroxide production efficiency is quite high. The second part of this thesis was done at the Ghent University, Department of Applied Physics, Belgium. Here the DC discharge was created in gas bubbles (He, Ar, N2 or Air) flowing water solutions. NaH2PO4 . 2H2O solution (5 microS/cm, V= 750 ml) was used to hydrogen peroxide production studies, Direct Red 79 (20 mg/l) and Direct Blue 106 (20 mg/l, V= 750 ml) solutions were chosen for the organic dyes destruction study. The minimal concentration of the H2O2 was obtained when 10 mA current was applied, while the maximum concentration was observed at the current 30 mA. It leads to the conclusion that concentration of hydrogen peroxide increases with increasing applied current. The organic decomposition showed the same trend. The higher energy was applied, the more organic dye was destructed. The third p

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.

Předmětem dizertační práce bylo studium sterilizačních účinků dielektrického bariérového výboje pracujícího za atmosférického tlaku. Jako modelové mikroorganismy byly při studiu použity plíseň Aspergillus niger, grampozitivní bakterie Bacillus subtilis a částečně také gramnegativní bakterie Escherichia coli. Vzorky mikroorganismů byly naneseny na papír Whatman 1 nebo PET folii a vystaveny účinkům plazmatu. Plazma bylo generováno v prostředí argonu, dusíku, suchého a vlhkého vzduchu s frekvencí do 10 kHz a hustotou výkonu dle použitého plynu 1,2-2,9 W/cm3. Sterilizační účinky dielektrického bariérového výboje byly hodnoceny z hlediska vlivu procesního plynu, hustoty výkonu dodávaného do plazmatu, délky expoziční doby, typu mikroorganismu a materiálu nosiče. Část této studie byla zaměřena na zhodnocení příspěvku jednotlivých mechanismů (UV, teplota a reaktivní částice) k inaktivaci v jednotlivých procesních plynech a vlivu vlhkosti procesního plynu na průběh sterilizačního procesu. Plazma bylo diagnostikováno pomocí optické emisní spektroskopie, teplota byla monitorována termočlánkem. Mimoto bylo pomocí rastrovací elektronové mikroskopie zhodnoceno mechanické poškození buněčného materiálu a případný vliv plazmového opracování na nosný materiál. Na základě dosažených výsledků lze říci, že s nárůstem expoziční doby klesal počet životaschopných mikroorganismů. Obdobně s nárůstem hustoty výkonu dodávaného do plazmatu docházelo k nárůstu rychlosti inaktivace. Při sterilizaci vzorků spor A. niger v plazmatu generovaném v jednotlivých procesních plynech klesaly sterilizační účinky plazmatu dle použitého plynu v pořadí argon, vlhký vzduch, dusík a suchý vzduch. Výsledky sterilizace dalších modelových mikroorganismů v prostředí argonu ukázaly, že citlivost vegetativních buněk resp. spor mikroorganismů vůči účinkům DBD klesala v pořadí: spory A. niger, vegetativní buňky B. subtilis, vegetativní buňky E. coli a spory B. subtilis. Současně porovnáním výsledků získaným při sterili, The overall goal of the presented dissertation thesis was to study the sterilization efficiency of dielectric barrier discharge operated at atmospheric pressure. The fungi Aspergillus niger, gram-positive bacteria Bacillus subtilis and in some experiments also gram-negative bacteria Escherichia coli were used as a bio-indicator enabling to evaluate the effect of plasma assisted microbial inactivation. The samples of microorganism were placed on paper Whatman 1 or PET foil and exposed to plasma. The plasma was generated in argon, nitrogen, synthetic dry/humid air with frequency up to 10 kHz and plasma power density in the range of 1,2-2,9 W/cm3 (according to the process gas). The influence of process gas, plasma power density, plasma exposition time, type of microorganism and material of the substrate on the sterilization effect of dielectric barrier discharge was evaluated. Furthermore the contribution of each single mechanism (UV radiation, temperature and reactive species) to the sterilization effect of plasma and influence of gas humidity was evaluated. The DBD was analysed by means of optical emission spectroscopy, thermocouple was used to measure temperature during a sterilization process. In order to verify the mechanical damage of the microbial cell or the substrates during the plasma process the samples were studied by scanning electron microscopy. Generally, on the basis of experimental results, at increasing treatment times, the remaining number of spores (CFU) decreased. Similarly at increasing the plasma power input, the sterilization rate increased. When sterilising the spores of A. niger in plasma using different process gasses, the efficiency of plasma sterilization decreased as follows: argon, humid synthetic air, nitrogen and dry synthetic air. The results observed in argon plasma using different microorganism demonstrated that the sensitivity of vegetative cells resp. spores to DBD decreased as follows: A. niger spores, B. subtilis vegetative cells

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

Cílem disertační práce je studium plazmochemických procesů a syntéza organických sloučenin vznikajících v elektrickém výboji plynné směsi odpovídající složení atmosféry Saturnova největšího měsíce Titanu. Atmosféra Titanu je svým chemickým složením velmi podobná atmosféře Země v době jejího vzniku. Látky obsažení v atmosféře jsou převážně dusík a metan s malý obsahem organických látek. Dosud byla publikována celá řada prací zabývajících se jak teoretickým-modelovým výzkumem, tak i laboratorními experimenty, v poslední době je snaha o jejich propojení. Hlavním cílem práce je identifikace plynných organických, amino, imino a kyano sloučenin promocí různých analytických metod jako jsou PTR-MS, FTIR a GC-MS. K získání vybraných parametrů plazmatu pak bylo využito OES. Ke studiu generace plynných produktů a radikálů bylo využito výboje generovaného ve směsích N2-CH4 (podíl metanu byl 0,5 až 5 %) za atmosférického tlaku v průtočném režimu při celkových průtocích 50 až 200 sccm a výbojovém proudu v rozmezí 15 až 40 mA. Část měření se rovněž zaměřila na studium vlivu příměsí vodíku a oxidu uhličitého. První část výsledků měření předložených v této práci byla získána z OES za vybraných podmínek (složení plynné směsi, dodávaný výkon). V naměřených spektrech byly identifikovány první negativní a druhý pozitivní systém dusíku, fialový systém radikálu CN a Swanův systém C2. Kromě nich byly rovněž detekovány čáry vodíku H, H a ve spektru druhého řádu i čára atomárního uhlíku. Tato spektra pak byla využita pro výpočet rotačních a vibračních teplot plazmatu. In situ analýzy plynných produktů pomocí FTIR ukázaly ve všech experimentech přítomnost různých nitrilů a uhlovodíků. Jako hlavní produkty generované výbojem byly identifikovány HCN, C2H2, NH3, přičemž jejich koncentrace odpovídaly relaci HCN > NH3 > C2H2. Tato relace byla potvrzena v závislosti na různých experimentálních parametrech. Další část práce byla zaměřena na studium vlivu příměsi CO2 na reaktivitu výše zmíněných plyn, The aim of this work is the study of plasma processes and the synthesis of organic compounds due to electric discharge generated in gas mixture corresponding to the composition of the atmosphere of Saturn's largest moon Titan. This study focuses on the mimic of Titan's atmosphere at atmospheric pressure and ambient laboratory temperature. The chemical composition of Titan's atmosphere is very similar to atmosphere of prehistoric Earth. Many articles have been published with theoretical model-research, and laboratory experiments are the pursuit of their interconnection. The main aim of thesis is the identification of synthesized gaseous organic, amino, imino and cyano compounds by use to various analytical methods such as the PTR-MS, FTIR and GC-MS. The OES and electric measurements were applied to the determination of selected electric discharge parameters. The gaseous products and radicals formed in an atmospheric discharge fed by different mixtures of N2:CH4 (0,5 up to 5 % of CH4) operated in a flowing regime at the total gas mixture flows from 50 to 200 sccm at different discharge currents from 15 up to 40 mA were determined. A part of experiments was carried out with admixtures of CO2 and hydrogen. This first part of results has been obtained using OES in dependence on the gas mixture composition and supplied power. The bands of the nitrogen second positive and the first negative systems, CN violet system and Swan system of C2 were recorded. Besides them, atomic lines H, H, and C (in the second order) were also observed. These spectra allowed calculation of rotational and vibrational temperatures. FTIR in situ analysis of the gaseous products showed presence of various nitrile compounds and hydrocarbons in all experiments. The HCN, C2H2, NH3 were the main products generated in our system. The dependences of their concentrations on various experimental parameters were measured. The other part of this work was devoted to estimate the influence of CO2 traces additi

Plazmochemická redukce korozních vrstev na kovech využívá redukčních účinků radiofrekvenčního vodíkového nízkotlakého plazmatu při ošetřování kovových archeologických nálezů. Vlivem plazmochemické redukce se inkrustační vrstvy vzniklé na kovech stávají křehčí a poréznější. Dochází k přeměně struktury a složení korozních vrstev předmětů. Díky tomu dochází k snadnějšímu mechanickému odstranění inkrustačních vrstev, a tedy odpadá hrubé a zdlouhavé, pro materiál mnohdy nebezpečné odstraňování svrchních korozních krust (např. pomocí pískování). Po redukci je možné snadno odkrýt oblasti původního povrchu předmětu a přitom zachovat i nejjemnější detaily reliéfu a zdobení, stejně jako stopy po nástrojích použitých při jejich výrobě, pokud samozřejmě nebyly nenávratně zničeny korozí. To má značný význam při odhalování starých technologických postupů výroby kovových předmětů. Pomocí plazmatu lze lehce proniknout i do dutin předmětů a u mechanických součástí tak může dojít až k obnovení funkčnosti. Také dochází k částečnému odstranění stimulátorů koroze, tedy hlavně chloridů, které jsou strůjci následné koroze. Každý archeologický předmět je originál, pokud se na historii nějakého předmětu díváme pouze z hlediska korozního prostředí, tak tento předmět byl po nějakou dobu vystaven atmosféře. Poté byl nejčastěji uložen do hrobu nebo se jiným způsobem dostal do půdy, případně do moře. Tedy každý artefakt byl vystaven jinému koroznímu namáhání (vlhkost, složení korozního prostředí apod.). Není tedy jednoduché zvolit univerzální způsob ošetření těchto předmětů. Optimalizace metody pro základní kovy lze řešit s využitím modelových vzorků (identický materiál i koroze) a porovnávat výsledky v závislosti na podmínkách opracování. Nejčastěji jsou archeologické předměty vyrobeny ze železa a běžnými korozními produkty na železe jsou akaganeit, rokuhnit, szomolnokit. Tyto tři korozní produkty jsme vytvořili na modelových vzorcích a podrobili jsme je plazmochemické redukci. Experiment jsme, The plasmachemical removal process of corrosion layers is based on a reduction effect of RF hydrogen low-pressure plasma, and it is used for archaeological objects. Incrustation layers on artifact surface become brittle and porous due to plasma processing. The structure and composition of corrosion layers is changed. Therefore, it is much easier to recover the original surface of the plasma treated artifacts in contrary to those treated by conventional ways. Moreover, we can save time on invasive and thus dangerous mechanical removal of corrosion layers as for example sanding is. After plasma treatment, we can observe fine details of the original surface and memory of tools used during its manufacturing. These details are important information on the origin and manufacturing methods of the artifacts. The plasma reduction process leads to the removal of impurities from cavities as well, and a function of mechanical components of archaeological object can be restored. Moreover, chlorides can be easily removed from the corrosion layers and thus any significant post-corrosion is protected. Each archaeological object is original and it has its own “corrosion history”. First, the object had been exposed to the atmosphere for a long time. Then, it had been often placed in a tomb or grave or it otherwise got into the soil or sea. Thus, each archaeological object was exposed to different corrosion stress (humidity, composition of corrosive environment, etc.). Due to these facts, any universal way of a corroded object treatment is very difficult or even impossible to propose. In this work, the problem was solved using model samples of common metals which were treated at various plasma treatment conditions. Archaeological objects made of iron are the most common artifacts, and the typical corrosion products on iron are akaganeite, rokuhnite, and szomolnokite. These three corrosion products were created on the model samples in laboratory and then, the plasmachemical reduction w

Za posledních padesát až šedesát let byla provedena celá řada experimentů v oblasti dohasínajícího dusíkového plazmatu a uveřejněno velké množství teoretických prací. Některé práce se zabývaly studiem dusíku v aktivním výboji, samotným dohasínáním nebo se zaměřily převážně na probíhající kinetické procesy v dohasínajícím plazmatu. Metodou uvedenou v práci bylo vyhodnoceno, jak ovlivní titrace kyslíku dohasínající dusíkové plazma v proudícím režimu. Experimentální výsledky byly získány za pomoci optické emisní spektroskopie. Získaná spektra byla změřena v rozsahu 300 - 700 nm. Všechna měření se prováděla za laboratorní teploty 300 K. Proud, byl udržován na konstantní hodnotě 120 mA, a to odpovídá výkonu 145 W. Tlak, byl po celou dobu měření také konstantní o hodnotě 1000 Pa. Průtok dusíku o čistotě 99,9999 %, dále dočišťovaného pomocí kolony Oxycler, aktivním výbojem byl 0,8 l/min. Průtok kyslíku čistoty 99,95 % titrační trubicí zaváděnou proti směru proudění dohasínajícího plazmatu byl udržován na hodnotě 4 ml/min. Oba průtoky byly nastaveny pomocí regulátorů hmotnostního průtoku. K detekci záření sloužil optický spektrometr Jobin Yvon TRIAX 550 s mřížkou 300 čar/mm a CCD detektorem chlazeným kapalným dusíkem. Při všech měřeních byla použita integrační doba 1s. Poloha titrační trubice zaváděné proti směru proudění plynu byla vzhledem ke konci aktivního výboje nastavována po 1 cm od 5 cm do 25 cm. Optická spektra pak byla snímána v polohách 3 - 29 cm od konce aktivního výboje. Ve spektrech byly identifikovány tyto spektrální systémy: 1. pozitivní, 1. negativní a 2. negativní systém dusíku. Kromě nich bylo nalezeno i několik spektrálních pásů odpovídajících spektrálnímu systému NO-beta .Z experimentálních dat pak byly stanoveny průběhy intenzit jednotlivých spektrálních pásů a změny ve vibračních rozděleních horních elektronových stavů výše uvedených spektrálních systémů., A huge number of experiments were carried out in the field of nitrogen post-discharges during the last 50 or 60 years and they were supported by many published theoretical works. Some papers were focused also on the nitrogen active discharge, post-discharge itself, or they focused mainly on the kinetic processes running during the post-discharge period. This experimental work shows how oxygen titration into post-discharge will influence nitrogen flowing post-discharge. Experimental data were obtained by optical emission spectrometry, Spectra were measured in the range 300 - 700 nm at laboratory temperature of 300K. Discharge current was kept constant at the value of 120 mA relating to the total discharge power of 145 W. Pressure was kept constant, too, at the value of 1000 Pa. The nitrogen of 99.9999 % purity (further purified by Oxiclear column) flow was adjusted at 0.8 l/min. Flow of oxygen (99.95 % purity) through he titration capillary introduced to post-discharge from down stream direction, was kept at 4 ml/min. Both gas flows were controlled by mass flow controllers. The optical emission spectrometer Jobin Yvon TRIAX 550 with 300 gr/mm grating equipped by liquid nitrogen cooled CCD detector was used for the spectra acquisition. The integration time of 1 s was used at all experiments. The position of titration tube end introduced into post discharge from the down stream side was set from 5 to 25 cm with respect to the end of the active discharge; the step of 1 cm was used. The optical emission spectra were measured at positions from 3 to 29 cm with respect to the active discharge end. The following nitrogen spectral systems were identified in the spectra: 1st positive, 1st negative and 2nd positive. Besides them, some bands of NO-beta system were found. The intensity profiles along the post discharge were obtained for selected vibrational spectral bands of these spectral systems and changes in the vibrational distributions of upper electronic states of these sp

Tato práce je zaměřena na tzv. diafragmový výboj, což je jeden z druhů elektrického výboje v kapalině, který lze přiřadit mezi tzv. AOP´s techniky v současnosti stále více používané k čištění vody. Jedním z ukazatelů efektivity a stability diagramového výboje je vznik peroxidu vodíku. V teoretické části se nachází podrobnější popis principu elektrického výboje v kapalině, dále jsou zde uvedeny vlastnosti elektrolytů a popsána obecně spektrofotometrická metoda stanovení získaného vzorku. V experimentální části je uveden podrobný popis průběhu experimentu. Následuje část výsledky a diskuze, kde jsou uvedeny konkrétní výsledky jednotlivých měření a jejich zdůvodnění. Poslední kapitolou je závěr, který tvoří celkové shrnutí a zhodnocení všech výsledků. Při použití všech vybraných elektrolytů docházelo při diafragmovém výboji v roztoku k tvorbě peroxidu vodíku. Byly použity anorganické i organické elektrolyty. Mezi anorganické elektrolyty patřily např. roztoky halogenidů, dále dusičnan sodný jako zástupce dusičnanů, dihydrogenfosforečnan draselný jako zástupce fosforečnanů apod. Zástupcem organických elektrolytů byla kyselina citronová. Hlavní vliv na tuto tvorbu měla hodnota počáteční vodivosti elektrolytů. Největší vliv na efektivitu a stabilitu diafragmového výboje měly elektrolyty dihydrogenfosforečnan draselný a síran sodný. Jejich rychlostní konstanty dosahovaly při použití roztoku s počáteční vodivostí cca 400 mikrosiemens nejvyšších hodnot, konkrétně 0,0492 mmol/l.min a 0,048 mmol/l.min. Naopak nejnižší hodnoty dosahovala při přibližně stejné počáteční vodivosti rychlostní konstanta elektrolytu chloridu amonného – 0,0269 mmol/l.min. V průběhu experimentů se používaly nerezové a platinové elektrody. Bylo zjištěno, že materiál nemá vliv na generaci peroxidu vodíku. Peroxid vodíku vznikal pouze v katodovém prostoru., This thesis is focused on so-called diaphragm discharge, which is one kind of electric discharges in liquid, which belongs among so-called AOP´s techniques, still more used for water cleaning in the present. One of effectiveness and stability indicators of diaphragm discharge is generation of hydrogen peroxide. In theoretical part, detail principle description of electric discharge in liquid is situated. Further, properties of electrolyte are introduced and general spectrophotometric method of obtained sample determination is described. In experimental part, a full procedure of experiment is introduced. Next part containing results and discussions introduces particular results of individual measurements and their reasons. Final chapter is the end, which forms total summary and evaluation of all results. By the application of all chosen electrolytes in solution at diaphragm discharge formation of hydrogen peroxide has appeared. Inorganic and organic electrolytes were used. As inorganic electrolytes following salts were selected – solutions of halogenides, next sodium nitrate as a representative of nitrates, potassium dihydrogenphosphate as a representative of phosphates, etc. Representative of organic electrolytes was citric acid. The value of initial conductivity of electrolytes had the main influence on hydrogen peroxide formation. Electrolytes potassium dihydrogenphosphate and sodium sulphate the great influence on effectiveness and stability of the diaphragm discharge. Their rate constants reached maximum value by the application of solution with initial conductivity of approximately 400 mikrosiemens, particularly 0.0492 mmol/l.min and 0.048 mmol/l.min. On the contrary, low values of rate constant were achieved in electrolyte ammonium chloride at around the same initial conductivity – 0.0269 mmol/l.min. During experiments stainless steel and platinum electrodes were used. It was found that kind of electrode material hadn’t influence on generation of hydrogen pero

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

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

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

Tato diplomová práce 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.

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

Studium plazmatu generovaného v čistém dusíku a dohasínání tohoto plazmatu je předmětem mnoha set prací, které přináší celou řadu informací o kinetických procesech a reakcích přenosu excitační energie. Zvláštní postavení má jev označovaný jako „pink afterglow“. Jak z experimentálního tak i z teoretického studia plazmochemických procesů se zjistilo, že řada procesů je citlivá právě na složení plazmatu, a to již za velmi nízkých koncentrací, a na další experimentální podmínky (tlak ve výbojové trubici, teplota, atd.). Proto je nutné tyto procesy podrobně studovat. V experimentální části práce bylo použito stejnosměrného výboje (vzdálenost dutých molybdenových elektrod 12 cm, výkon přibližně 290 ± 10 W) v proudícím režimu. Výboj byl generován v Pyrexové trubici v čistém dusíku a ve směsi dusíku s argonem v širokém rozmezí koncentrací. Celkový tlak byl měněn v rozsahu od 500 Pa do 5000 Pa. Emisní spektra dohasínajícího plazmatu byla měřena pomocí optického spektrometru „TRIAX 550“ s CCD detektorem v rozmezí vlnových délek od 320 do 780 nm. Ze změřených intenzit jednotlivých spektrálních pásů prvního (N2 (B 3g) N2 (A 3u+)) a druhého (N2 (C 3u) N2 (B 3g)) pozitivního a prvního negativního (N2+ (B 2u+) N2+ (X 2g+) systému dusíku byly vypočteny relativní vibrační populace na jednotlivých hladinách. Byly sestrojeny závislosti intenzit jednotlivých systémů na čase dohasínání, relativních vibračních populací na koncentraci argonu a tlaku. Ze získaných závislostí je zřejmé, že při nízkém tlaku byl jev pink afterglow poměrně úzký a s rostoucím tlakem se maximum vyzařování posouvalo k pozdějším časům. Současně se jeho trvání podstatně prodlužovalo. Stejný efekt byl pozorován s nárůstem koncentrace argonu ve směsi. Při nejvyšší koncentraci argonu, zvláště při nízkém tlaku, jev pink afterglow zcela vymizel. V budoucnosti bude nezbytné pokračovat ve studiu procesů, protože jejich znalost může dát řešení všech kinetických reakcí v plazmatu a toho může být použito v plazmochemii a při, The study of plasmas generated in pure nitrogen and their afterglows are a subject of many hundreds works bringing a lot of information about the kinetic processes and energy transfer reactions. The effect of nitrogen pink afterglow has a specific position among the other kinds of discharges and post-discharges. The post-discharge, and especially the pink afterglow, is extremely sensitive to the presence of various impurities and experimental conditions (total gas pressure in a discharge tube, temperature, etc.) because of their significant influence on all kinetic processes. That is the reason, why it is so important to study this processes. The DC flowing afterglow (generated using the hollow molybdenum electrodes in the distance of 12 cm, power ± 290 W) was used for the experimental part of this work. The discharge was created in Pyrex discharge tube at different concentration ratio of nitrogen and argon. The total gas presure was in range from 500 Pa to 5000 Pa. The emission spectra of post-discharge were recorded by TRIAX 550 spectrometer with CCD detector in the range of 320-780 nm. The vibrational populations at individual vibrational levels were calculated using the emission bands of the first (N2 (B 3g) N2 (A 3u+)) and the second (N2 (C 3u) N2 (B 3g)) positive and the first negative (N2+ (B 2u+) N2+ (X 2g+) nitrogen spectral systems. The dependencies of intensity on decay time and relative vibrational populations on argon concentration and pressure were obtained. The pink afterglow was very sharp in pure nitrogen at low pressure. With the increasing total pressure it was shifted to the later decay times and it was visible for longer time, too. The same effect was observed with the increase of argon concentration in the gas mixture. At the highest argon concentrations, especially at lower pressure, the effect of pink afterglow dissapeared. The knowledge of these processes can give the solution of all kinetic reactions in plasma and this can be used in plasma

Diplomová práce se zabývá studiem kompozitu PP a částicového plnivo, konkrétně jako částicové plnivo byl použit komerčně dostupný CaCO3 (SOCAL 31). Cílem práce bylo nalezení nových postupů a technologií povrchové úpravy plniva z důvodů zajištění lepších užitných vlastností kompozitních materiálů. K povrchovému ošetření plniva byl využit plazmový výboj za atmosférického tlaku. Plnivo bylo dále analyzováno pomocí sedimentační analýzy, turbidimetrie, infračervené mikroskopie (FT-IR), rentgenové difrakční analýzy (XRD), skenovací elektronové mikroskopie (SEM), transmisní elektronové mikroskopie (TEM) a distribuce velikosti částic pomocí laserové difrakce. Kompozity s různým objemovým podílem plniva byly připraveny v PIB a poté studovány krátkodobými testy. Dále byl studován vliv adhezní vrstvy na lomově mechanické vlastnosti připraveného kompozitu. Vzhledem k experimentální náročnosti nebylo možné realizovat dlouhodobé mechanické vlastnosti., The diploma thesis studies composite of PP and filler particle. As a particle filler was used commercially available CaCO3 (SOCAL 31). The submitted thesis had a goal to find new approaches and technologies of filler surface treatment in order to improve properties of composite materials. The plasma discharge behind static pressure was used for the surface treatment of the fillers. These fillers were afterwards analyzed by using of sedimentation analysis, turbidimetry, infra-red spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction analysis (XRD), scan electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy and particle size distribution by laser diffraction. The composites with various volume parts of the fillers were prepared in PIB and studied by short-time tests. Furthermore, the influence of an adhesive layer on fracture mechanical properties of prepared composite was study. Regarding to experimental demand, there was not possible to realize long-term mechanical properties.