Polymeric materials with covalently attached anionic boron clusters

• Thesis title in Czech: Polymerní materiály s kovalentně navázanými aniontovými klastry bóru
• Thesis title in English: Polymeric materials with covalently attached anionic boron clusters
• Academic year of topic announcement: 2025/2026
• Thesis type: dissertation
• Thesis language: angličtina
• Department: Department of Physical and Macromolecular Chemistry (31-260)
• Supervisor: prof. RNDr. Pavel Matějíček, Ph.D.
• Study form: full-time
• Advisors: Ing. Mariusz Marcin Uchman, Ph.D.

Preliminary scope of work

Polymerní nanostruktury obsahující aniontové klastry bóru jsou velmi perspektivní, protože se jedná o nanosystémy schopné přenášet, nebo vyměňovat protionty. Výsledné systémy tak mají velký potenciál jako iontově-vodivé materiály v potenciálních aplikacích.
Během řešení doktorského projektu si student osvojí základní metody exoskeletální substituce aniontových klastrových sloučenin bóru a jejich charakterizaci. Jako základní klastry budou studovány alkalické soli closo-dodekaborátu a kobalt bis(dikarbollidu) v hydrogenované či halogenované formě jakožto prominentní zástupci tak zvaných nano-iontů. Tyto deriváty pak budou použity jako stavební bloky pro syntézu polymerních materiálů s kovalentně navázanýmí klastry bóru na různé části polymerních řetězců. Polymery, ať už homopolymery, nebo blokové kopolymery, budou syntetizovány pomocí standardních metod řízené polymerace (RAFT, apod.). Výsledné nanostruktury mají velký potenciál jako pevné elektrolyty a jejich fyzikálně chemické vlastnosti budou důkladně prostudovány s důrazem na tyto potenciální aplikace.
Výsledky studia budou studentem prezentovány na mezinárodních konferencích v daném oboru a významné výsledky publikovány v renomovaných časopisech s IF. Součástí studia též budou stáže studenta na pracovištích v rámci zahraniční spolupráce školitele.

Preliminary scope of work in English

Polymeric nanostructures containing anionic clusters are very promising because these nanosystems are capable of transferring or exchanging counterions. The resulting systems thus have great potential as ion-conducting materials in potential applications.
During the doctoral study, the student will master the basic methods of exoskeletal substitution of anionic boron cluster compounds and their characterization. Alkaline salts of closo-dodecaborate and cobalt bis(dicarbollide) in hydrogenated or halogenated form will be studied as prominent representatives of the so-called nano-ions. These derivatives will then be used as building blocks for the synthesis of polymer materials with boron clusters covalently attached to different parts of the polymer chains. Polymers, whether homopolymers or block copolymers, will be synthesized using standard controlled polymerization techniques (RAFT, etc.). The resulting nanostructures have a great potential as solid electrolytes and their physicochemical properties will be thoroughly studied with an emphasis on these potential applications.
The student should in regular manner present the scientific results at international conferences in the field and significant results will be published in renowned journals with IF. Student should also participate on the international cooperation of the supervisor and should spend part of the study at internships abroad.