Browse
Recent Submissions
- ItemStudium smáčení vlákenných útvarů pomocí biokompatibilních hydrogelůJirkovec, Radek; ; Chvojka Jiří, doc. Ing. Ph.D. Skolitel : 58591Disertační práce se věnuje smáčení vlákenných útvarů pomocí biokompatibilních hydrogelů. Během experimentální části byly připraveny hydrogely a bylo měřeno jejich povrchového napětí v závislosti na jejich teplotě. Z výsledků bylo zjištěno, že připravené hydrogely mají téměř shodné povrchové napětí při aplikační teplotě 37°C. V další fázi experimentální části bylo přistoupeno k výrobě vlákenných vrstev, přičemž bylo využito jak stejnosměrné zvlákňování, tak i střídavé zvlákňování. Vyrobené vlákenné vrstvy byly podrobeny zkoumání jejich povrchové energie pro výpočet teoretických kontaktních úhlů, které na nich budou svírat připravené hydrogely. Během tohoto zkoumání však byly zjištěny významné rozdíly v hodnotách povrchových energií, a tím i ve smáčení těchto vyrobených vlákenných vrstev. Z výsledků vyplynulo, že vlákenné vrstvy vyrobené stejnosměrným zvlákňováním pomocí strunové elektrody vykazují hydrofilní chování a vlákenné vrstvy ze střídavého zvlákňování naopak vykazují hydrofobní chování. Na základě zjištění těchto rozdílů byla část práce rozšířena o experimenty vedoucí k vysvětlení těchto rozdílů. Z provedených měření bylo zjištěno, že tento rozdíl je způsoben orientací makromolekul, kde v případě vlákenných vrstev ze stejnosměrného zvlákňování je na povrchu vláken vyšší koncentrace kyslíku než v případě vlákenných vrstev ze střídavého zvlákňování. V experimentální části byla studována možnost vytvoření objemných smáčivých nanovlákenných materiálů, které by byly určeny k tvorbě kompozitního scaffoldů v kombinaci s vytvořenými hydrogely. V důsledku toho bylo přistoupeno ke změně materiálových a následně i procesních podmínek u střídavého zvlákňování. Hydrofilní nanovlákenná vrstva ze střídavého zvlákňování byla připravena pomocí zařízení Trek a generátoru funkcí, a to změnou frekvence střídavého napětí.
- ItemDielektrické vlastnosti epoxidových kompozitů plněných recyklovanými uhlíkovými vláknyNovotná, Jana; ; Tomková Blanka, Ing. Ph.D. Skolitel : 55163Tato disertační práce se zabývá návrhem, přípravou a analýzou dvousložkového kompozitního systému tvořeného nevodivou epoxidovou pryskyřicí a vodivým plnivem představovaným krátkými recyklovanými uhlíkovými vlákny. V práci jsou použity tři typy měřících metod pro stanovení efektivní permitivity, jejichž výsledky jsou porovnány s vybranými prediktivními modely. Hlavní pozornost je věnována interpretaci naměřených dielektrických charakteristik materiálu pomocí vhodných směšovacích pravidel a využití získaných poznatků pro predikci při průmyslové výrobě nových kompozitních materiálů z recyklovaných uhlíkových vláken. Dielektrické vlastnosti polymerních kompozitů obsahujících vodivá plniva ovlivňuje nejen obsah plniva, ale také tvar a rozměr částic plniva, což je v disertační práci zohledněno pomocí aproximace Maxwell Garnettova modelu s využitím geometrie vláken. Dále bylo prokázáno, že při stoupajícím množství plniva roste vliv mezifázového rozhraní mezi plnivem a matricí na vlastnosti kompozitních vzorků. V této studii byly pro zlepšení vzájemné adheze zvoleny dva typy plazmatických úprav. Posuzován byl vliv plazmatických úprav recyklovaných uhlíkových vláken na frekvenční charakteristiky a vyhodnocena vhodnost těchto úprav pro změnu vlastností standardního kompozitu vyztuženého recyklovanými uhlíkovými vlákny. Výsledky této práce přispívají k poznání dielektrických vlastností krátkovlákených epoxidových kompozitů obsahujících recyklovaná uhlíková vlákna a k jejich budoucímu praktickému využití pro výrobu konstrukčních kompozitů.
- ItemStructure and Analysis of Woven Compression Bandages for Venous Leg UlcersAboalasaad, Abdelhamid Rajab Ramadan; ; Kolčavová Sirková Brigita, doc. Ing. Ph.D. Skolitel : 55106Tkané kompresní obinadla jsou jednou z možností pružných textilií, které vyvíjejí při aplikaci tlak na svaly. Při aplikaci obinadla, při definované pevnosti v tahu, je možné vytvořit požadovanou kompresi na danou část těla. Jedna z navrhovaných studií si klade za cíl zkoumat vztah mezi deformací tkaného obinadla, pórovitostí a vlastnostmi namáhání v tahu u tří hlavních typů kompresních obinadel. Všechny vzorky obinadel se aplikují na lidskou nohu pomocí dvou a třívrstvých technik bandáže. V rámci realizace disertační práce studie byla zaměřená na zkoumání mechanických vlastností komerční 100% bavlněné příze dostupné na trhu pro výrobu kompresního obinadla a experimentálně navržená sada přízí spřádaných v širším rozsahu zákrutu pro možnou výrobu kompresních 100% bavlněných obinadel. Studie navíc analyzovala vliv konstrukce příze versus bandážovací technika na odpovídající tlak v poloze kotníku a lýtka. Výsledky odhalily, že optimální zákrut pro přízi by mohl být (1800 - 2200 Z/m), aby se vytvořil WCB. Další části disertační práce byla modifikace struktury a konstrukce kompresního tkaného obinadla ze 100% bavlny, kde součástí obvazu je integrovaný senzor napětí, které způsobí barevnou změnu obvazu při jeho deformaci. Řešením jsou senzory v obinadle v podobě nití s barevností odlišnou od ostatní struktury obinadla, které se stanou viditelnými vlivem deformace/napětí v obinadla. Realizace je možná aplikací útkových nití s odlišnou barevností barevným házením během tkaní.Naměřený tlak pomocí PicoPress byl porovnán s teoretickou kompresí vypočítanou Laplaceovým zákonem a Al-Khaburiho rovnicemi. Porozita obinadla se následně přepočítá ze snímaného obrazu pro všechny snímky využitím softwaru NIS elements. Hlavní parametry ovlivňující vlastnosti obinadla jsou konstrukční parametry: a) dostavou osnovních a útkových nití, zákrutem osnovních a útkových nití, materiálovým složením nití obinadla a vazbou tkaného obinadla, typem tkaní a dokončovacím procesem. Experimentální výsledky potvrzují, že pórovitost obinadla je přímo úměrná prodloužení obvazu a úhlu deformace nití v provázání nití, který se pohybuje od 44 ° do 90 °. Modifikaci konstrukce kompresního obinadla, vložením barevných vzorů a nití v obinadle, lze použít také k jednoznačné identifikaci, zda tento obvaz je vhodný například pro vysoký či nízký stupeň komprese. Zabrání se omylům při aplikaci.Poslední části práce je zhodnocení chování obinadel z pohledu tepelného odporu, kde tepelný odpor a odpor vodních par se hodnotí pro všechny typy WCB s následným porovnáním s modelem tepelné nohy (TFM). Pro reprezentaci svalů zápěstí, kotníku a středního lýtka jsou vybrány svaly Flexor Carpi (FC), Soleus (SO) a Medial Gastrocnemius (MG), které jsou poté hodnoceny testem elektrického napětí EMG s nebo bez nošení WCB. Použití WCB významně snížilo aktivaci svalu a bylo spojeno s vyšší střední frekvencí pro svaly SO i MG během testovaní.
- ItemDRAWING: Příprava scaffoldů pro regeneraci nervové tkáněStrnadová, Kateřina; ; Jenčová Věra, Ing. Ph.D. Skolitel : 63504Materiály založené na orientovaných vláknech mají velký potenciál pro využití v tkáňovém inženýrství a to zejména u tkání, kde je organizace mezibuněčné hmoty zcela zásadní pro funkčnost tkáně. Velmi vhodnou metodou pro tyto aplikace je metoda drawing. Ten je založen na mechanickém tažení polymerního roztoku z kapky polymeru umístěné na podložce, což vede k vytvoření vlákna o definovaných geometrických charakteristikách. Pro tyto účely byl navržen a vyvinut laboratorní přístroj, který umožňuje tažení vláken za stálých podmínek. Výsledky ukazují, že změnou rychlostí tažení vláken a změnou koncentrací polymerních roztoků lze ovlivnit a regulovat průměr vláken a zároveň i distribuci jejich průměrů. Z in vitro experimentů je patrné, že orientovaná vlákna ovlivňují směr růstu buněk a jejich orientaci na scaffoldu ve směru orientace vláken. Na základě těchto experimentů byly tyto scaffoldy dále funkcionalizovány polypyrrolem, čímž se prokázala jejich univerzálnost pro použití v tkáňovém inženýrství. Výsledky z in vitro experimentů s popyrrolovanými vlákny ukazují, že polypyrrole zvyšuje biokompatibilitu vláken. Popyrrolovaná vlákna byla dále použita pro přípravu nových kompozitních míšních můstků, které byly testovány in vitro a in vivo. Výsledky z in vitro experimentů ukazují, že orientovaná vlákna podporují vedení a růst axonů a orientaci axonův těsném kontaktu okolo vláken. Tento jev je ještě více patrný, pokud jsou vlákna potažená polypyrrolem. In vivo experimenty byly provedeny na myších, jimž byly můstky implantovány do mích. Hodnocení pro-zánětlivých a apoptotických markerů naznačuje, že vlákenné míšní můstky jsou neimunogenní. Tyto výsledky ukazují aktivaci imunitní reakce, která je zodpovědná za procesy hojení v těle, a to u obou vlákenných míšních můstků. Míšní můstky obsahující PCL orientovaná vlákna dokonce vykazují vyšší infiltraci axonů do můstků oproti kontrole bez vláken. Okolo 20 % těchto axonů je myelinizovaných, 75 % z tohoto myelinu je odvozeno od Schwanových buněk. Na druhou stranu, u míšních můstků s popyrrolovanými vlákny je infiltrace axonů do můstků oproti kontrole nižší. Nicméně výsledky ukazují, že orientovaná vlákna zvyšují infiltraci axonů do míšních můstků a že kombinace dostupných přístupů a metod funkcionalizace materiálů budou volbou do budoucna pro tkáňové inženýrství nervové tkáně.
- ItemK problematice sušících křivek jako parametru komfortuHeinisch, Tereza; ; Bajzík Vladimír, doc. Ing. Ph.D. Skolitel : 55140Předmětem dizertační práce je hodnocení sušících křivek ve vztahu k termofyziologickému komfortu zejména sportovních a ochranných textilií. Existuje několik metodik, které se dobou sušení zabývají. Bohužel však u nich nejsou jednoznačně definované podmínky sušení, především rychlost proudění, odvod vlhkosti z prostoru nad vzorkem a definovaná teplota vzorku během sušení. Hlavní pozornost dizertační práce je tedy věnována návrhu a realizaci přístroje, který měří za izotermních podmínek. Nový přístroj je schopen zajistit rovnoměrné ofukování testovaného vzorku a lze na něm nastavit různé rychlosti proudění. K realizaci sušících křivek byl zvolen gravimetrický způsob, který nejpřesněji odráží množství zbývající vlhkosti v textiliích. V práci jsou porovnány dva způsoby vlhčení vzorků, různé rychlosti proudění nad vzorkem a vliv izotermních a neizotermních podmínek na rychlost sušení. Poslední část práce je zaměřena na hodnocení termofyziologického komfortu s ohledem na zbývající množství vlhkosti v textiliích během procesu sušení. Pro vyhodnocení termofyziologického komfortu slouží naměřená data měrné tepelné jímavosti a zároveň subjektivní hodnocení vnímání pocitu sucha či vlhka z textilií.