Mechanické vlastnosti hydrogelů – srovnání měření modulu pružnosti pomocí DMA a AFM
| Název práce v češtině: | Mechanické vlastnosti hydrogelů – srovnání měření modulu pružnosti pomocí DMA a AFM |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Mechanical Properties of Hydrogels - Comparison between DMA and AFM Measurements of Elastic Modulus |
| Klíčová slova: | Mechanické vlastnosti, modul pružnosti, dynamická mechanická analýza, mikroskopie atomárních sil, hydrogely |
| Klíčová slova anglicky: | Mechanical properties, modulus of elasticity, dynamic mechanical analysis, atomic force microscopy, hydrogels |
| Akademický rok vypsání: | 2018/2019 |
| Typ práce: | bakalářská práce |
| Jazyk práce: | čeština |
| Ústav: | Kabinet výuky obecné fyziky (32-KVOF) |
| Vedoucí / školitel: | doc. RNDr. Helena Valentová, Ph.D. |
| Řešitel: | Mgr. Tereza Hofrichterová - zadáno a potvrzeno stud. odd. |
| Datum přihlášení: | 04.10.2018 |
| Datum zadání: | 29.10.2018 |
| Datum potvrzení stud. oddělením: | 13.02.2019 |
| Datum a čas obhajoby: | 25.06.2019 09:00 |
| Datum odevzdání elektronické podoby: | 14.05.2019 |
| Datum odevzdání tištěné podoby: | 14.05.2019 |
| Datum proběhlé obhajoby: | 25.06.2019 |
| Oponenti: | prof. Ing. Andrey Shukurov, Ph.D. |
| Konzultanti: | Mgr. Anna Fučíková, Ph.D. |
| Zásady pro vypracování |
| 1. Provést rešerši literatury týkající se měření modulu pružnosti hydrogelů.
2. Seznámit se s metodami měření – dynamická mechanická analýza a měření modulu pružnosti pomocí mikroskopie atomárních sil. 3. Měření série hydrogelů s odlišnými vlastnostmi pomocí DMA, studium vybraných vzorků pomocí AFM. 4. Porovnání výsledků měření modulu oběma metodami, studium heterogenního materiálu případně zobrazení moduly biologického vzorku. |
| Seznam odborné literatury |
| 1. MENARD, Kevin P. Dynamic mechanical analysis: a practical introduction. Boca Raton, FL: CRC Press, c2008. ISBN 9781420053128.
2. MEISSNER, Bohumil a Václav ZILVAR. Fyzika polymerů: struktura a vlastnosti polymerních materiálů. Praha: SNTL, 1987. 3. JPK Instruments Application Note, Determining the elastic modulus of biological samples using atomic force microscopy. (https://www.jpk.com/app-technotes-img/AFM/pdf/jpk-app-elastic-modulus.14-1.pdf ) 4. NanoWizard® 3 AFM User Manual 5. JPK Instruments NanoWizard® Handbook Version 2.2a. |
| Předběžná náplň práce |
| Mikroskopie atomárních sil (AFM) je metoda používaná primárně k zobrazování morfologie povrchu materiálů, která ale rovněž umožňuje mapování modulu pružnosti povrchové vrstvy vzorku a stanovení modulu na mikroskopické úrovni. Nachází uplatnění i pro zobrazování a studium vlastností biologických vzorků. Přesný vztah mezi makroskopickým Youngovým modulem pružnosti a modulem pružnosti získaným pomocí AFM není dosud dostatečně prozkoumán. Práce bude zaměřena na srovnání mechanických měření pomocí AFM a dynamické mechanické analýzy, která je tradičně používána pro měření modulu pružnosti. Jako modelové materiály budou použity polymerní hydrogely, které lze připravit a rozdílnými mechanickými vlastnostmi. Jedná se o nabotnalé polymerní sítě s vysokým obsahem vody, biokompatibilní materiály, která jsou široce používané ve zdravotnictví (např. jako kontaktní čočky). Zároveň získané hodnoty budou srovnány s údaji dostupnými v literatuře a vyhodnoceny parametry, které nejvíce ovlivňují a zkreslují měření Youngova modulu pružnosti na nano-úrovni a jeho měření za pomocí AFM. |