Macromolecular avenues for the creation of bio-inspired hierarchically structured surfaces

• Název práce v češtině: Makromolekulární cesty k přípravě bio-inspirovaných hierarchicky strukturovaných povrchů
• Název v anglickém jazyce: Macromolecular avenues for the creation of bio-inspired hierarchically structured surfaces
• Klíčová slova: makromolekulární chemie,povrchová modifikace, povrchová analýza, řízené polymerace, biomimetiká
• Klíčová slova anglicky: macromolecular chemistry, surface modification, surface analysis, controlled polymerizations, biomimetics
• Akademický rok vypsání: 2018/2019
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra fyzikální a makromol. chemie (31-260)
• Vedoucí / školitel: Ing. Ognen Pop-Georgievski, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 03.10.2018
• Datum zadání: 04.10.2018
• Datum odevzdání elektronické podoby: 03.04.2024
• Datum proběhlé obhajoby: 26.04.2024
• Oponenti: Ing. Libor Kostka, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Strukturované polymerní povrchy nesoucí biologicky aktivní skupiny a zároveň schopné potlačit adsorpci bílkovin z biologických vzorků jsou intenzivně studovány pro své využití v různých biotechnologických a biomedicinálních aplikacích.
Hlavním cílem disertační práce je vyvinout nové cesty makromolekulární povrchové modifikace pro přípravu bio-inspirovaných hierarchicky a prostorově strukturovaných povrchů. Strukturování povrchů bude dosaženo pomocí kombinace rozličných technik vzorování povrchu a kontrolované povrchově iniciované polymerizace jako například radikálové polymerizace s přenosem atomu („Atom Transfer Radical Polymerization, ATRP“), polymerizace s reverzibilním adičně-fragmentačním přenosem („Reversible Addition Fragmentation Transfer, RAFT”) a živé radikálové polymerizace s přenosem jednotlivého elektronu („Single Electron Transfer Living Radical Polymerization, SET-LRP”).
V průběhu studia se uchazeč aktivně seznámí s rozličnými technikami charakterizace povrchů, jako jsou spektroskopická elipsometrie (SE), infračervená reflexní absorpční spektroskopie (IRRAS), rentgenová fotoelektronová spektroskopie (XPS), křemenné mikrováhy (QCMD), povrchová plasmonová resonance (SPR) a další.
Vyvinuté bioinspirované strukturované povrchy budou použity jako aktivní rozhraní pro pokročilé biomedicinální aplikace, například pro tkáňové inženýrství a biosenzory.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Structured polymer surfaces capable of suppressing protein adsorption from biological media while presenting biologically active components have been of great interest for the surface engineering of various biotechnological and biomedical devices.
The main objective of the thesis is set on developing new macromolecular and surface modification avenues for the creation of bio-inspired hierarchically and spatially structured surfaces. The surface structuring will be performed through the combination of different surface patterning techniques and controlled surface-initiated polymerizations such as atom transfer radical polymerization (ATRP) and its counterpart visible-light-mediated metal-free ATRP, reversible addition fragmentation transfer (RAFT), single electron transfer living radical polymerization (SET-LRP), etc.
During the graduate studies the student will become instrumental in various surface sensitive techniques such as spectroscopic ellipsometry (SE), infrared reflection absorption spectroscopy (IRRAS), X-ray photoelectron spectroscopy, quartz crystal microbalance (QCMD), surface plasmon resonance (SPR) spectroscopy, etc.
The developed bioinspired hierarchically structured surfaces will be used in designing cell-based interfaces for advanced biomedical studies, e.g. for tissue engineering and biosensing.