Vývoj a optimalizace metodiky vyhodnocování fotoluminiscenční odezvy optického senzorového pole při stanovení konce kvašení piva pomocí měření koncentrace diacetylu

• Název práce v češtině: Vývoj a optimalizace metodiky vyhodnocování fotoluminiscenční odezvy optického senzorového pole při stanovení konce kvašení piva pomocí měření koncentrace diacetylu
• Název v anglickém jazyce: Development and optimization of a method of evaluation the optical sensor field response for determination of the end of fermentation by diacetyl concentration measurement
• Klíčová slova: fotoluminiscence|senzorové pole|porézní křemík|diacetyl
• Klíčová slova anglicky: photoluminescence|sensor array|porous silicon|diacetyl
• Akademický rok vypsání: 2019/2020
• Typ práce: diplomová práce
• Ústav: Katedra chemické fyziky a optiky (32-KCHFO)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Juraj Dian, CSc.

Zásady pro vypracování

. Příprava vzorků porézního křemíku
2. Funkcionalizace povrchu vzorků pomocí vybraných reakčních postupů.
3. Charakterizace pomocí FTIR a fotoluminiscenční spektroskopie
4. Změření senzorové odezvy připravených vzorků na jednoduché organické látky a biologicky významné látky.
5. Změření senzorové odezvy směsí sledovaných látek
6. Vyhodnocení naměřených dat, stanovení statických a dynamických charakteristik senzorových prvků.
7. Korelace naměřených závislostí.

Seznam odborné literatury

1. M. Sailor, Porous Silicon in Practice, Wiley, 2011.
2. G. Basařová a kol, Pivovarství: Teorie a praxe výroby piva, VŠCHT 2010.
3. W. Gopel a kol, Sensors – A Comprehensive Survey, Vol.1-9, Wiley, 1989-1995.
4. Články v odborných časopisech.

Předběžná náplň práce

Fotoluminiscenční senzory chemických látek využívají změny fotoluminiscence v přítomnosti některých chemických látek. V diplomové práci je využívána fotoluminiscence nanokrystalického křemíku v porézní matrici, která se připravuje elektrochemickým leptáním ve směsi kyseliny fluorovodíkové a ethanolu. Tento materiál se nazývá porézní křemík a vykazuje intenzivní viditelnou fotoluminiscenci při pokojové teplotě, která je zhášena v přítomnosti řady organických látek. Vhodnou funkcionalizací – chemickou úpravou – povrchu materiálu lze zavést do procesu detekce rozpoznávací člen, který mění fotoluminiscenční odezvu. Povrchová úprava navíc stabilizuje časový vývoj fotoluminiscence.

Cílem diplomové práce je příprava vzorků porézního křemíku s vhodně funkcionalizovaným povrchem, jejich charakterizace pomocí infračervené a fotoluminiscenční spektroskopie. Připravené vzorky budou testovány jako senzorové prvky fotoluminiscenčního senzorového pole pro detekci vhodných biologicky významných látek, zejména diacetylu. Příprava senzorových prvků a základní senzorová měření budou probíhat na fotoluminiscenčním senzorovém poli na Katedře chemické fyziky a optiky. Měření reálných vzorků piva v různém stupni kvašení bude probíhat na funkčním vzoru měřícího zařízení ve Výzkumném ústavu pivovarském a sladařském.