Cílem studia je vychovat odborníky v oblasti materiálového inženýrství a inženýrských technologií s důrazem na chemické procesy a vlastnosti materiálů. Do studia jsou zahrnuty také základy testovacích a měřících metod, aby absolventi byli schopni pracovat nejen jako vedoucí technologických týmů v chemických provozech, ale také v základním a aplikovaném výzkumu, ve výzkumných a vývojových ústavech zabývajících se testováním fyzikálněchemických charakteristik látek a v podnicích specializovaných na výrobu nových perspektivních materiálů. K tomu jsou také směrovány tuzemské a zahraniční stáže. Zařazením praktických cvičení doktorandi získávají základní zkušenosti s kontakty se studenty, což jim v budoucnu umožní zařadit se i do procesu výuky na vysokých a středních školách.

Absolvent DSP Chemie technologie a vlastnosti materiálů je schopen samostatně formulovat vědecký problém, navrhnout hypotézu k jeho řešení a provést experimentální či teoretické pokusy k jejímu potvrzení. Nedílnou součástí základních znalostí absolventa DSP je schopnost kritického posouzení publikovaných vědeckých informací a schopnost vyjadřovat se písemně v anglickém jazyce.

Absolventi oboru Chemie, technologie a vlastnosti materiálů jsou vybaveni jak experimentálními tak teoretickými znalostmi z oblasti materiálových struktur a jejich vlastností. Ovládají řadu metod pro charakterizaci materiálů a to nejen v rovině teoretického popisu, ale jsou seznámeni také s praktikami jejich využití v praxi (řadu informací získají mj. také během stáží na zahraničních univerzitách). Pobyty jim umožňují také rozšířit jazykové znalosti. Teoretické základy oboru získají v rámci vhodně zvolených studijních předmětů. Absolventi mají též zkušenosti v oblasti předávání informací a prezentacích výsledků na konferencích a odborných seminářích, nejen v českém, ale i anglickém jazyce. Doktorandi jsou vedeni také k samostatnému tvůrčímu myšlení a technologické předvídavosti, což jim umožní řešit i technologické problémy v řadě provozů. Vzhledem k tomu, že studijní obor „Chemie, technologie a vlastnosti materiálů“ je moderně koncipovaným oborem doktorského studia, který vychází ze současného stavu a potřeb chemického, elektronického a spotřebního průmyslu, jsou absolventi způsobilí pracovat jak v průmyslové sféře, tak oblastech
aplikovaného a základního výzkumu. Je nutné zmínit, že absolvent studijního oboru má také základní znalosti z chemie a fyziky. Všeobecný základ je rozšířen o speciální obory, které
zahrnují, např. pokroky chemie a fyziky, nanotechnologie, využívání sekundárních surovin, bioinženýrství a využití chemických a fyzikálních zákonů v oblasti anorganických a organických sloučenin.

Podmínkou přijetí ke studiu je řádné ukončení magisterského studijního programu chemického nebo příbuzného oboru. Základními předpoklady k přijetí jsou: zájem a schopnosti k vědecké práci, motivace (vyjádřená v motivačním dopise), znalost anglického jazyka a velmi dobré studijní výsledky dosažené v magisterském studijním programu (průměr známek ze všech složených zkoušek zpravidla nepřevýší 2,0). Kladně je hodnocena předchozí vědecká aktivita (publikační a jiné výstupy odborné práce, účast na studentské konferenci apod.). Student se přihlásí na téma navržené školitelem oboru před přijímacím řízením. Pokud se na jedno téma přihlásí více uchazečů, může školitel modifikovat dílčí témata nebo nabídnout uchazeči jiné téma (jiného školitele). Vstupní požadavky a podmínky pro přijetí včetně počtu přijímaných studentů jsou podrobně specifikovány v relevantní směrnici děkana, která je každoročně aktualizována. Směrnice je dostupná na webových stránkách fakulty v sekci Vnitřní předpisy.

prof. Ing. Martin Weiter, Ph.D.

1. Mechanická aktivace chemických reakcí na fázových rozhraních

   Studium chemických reakcí indukovaných mechanickou aktivací (třením) na fázových rozhraních se zaměřením na rozhraní polymer-cement pomocí XPS.

   Školitel: Šoukal František, doc. Ing., Ph.D.

2. Nertadiční kombinované výztuže aplikované v anorganických pojivových systémech

   Tato disertační práce bude zaměřena na oblast částicových, vláknových a kombinovaných kompozitů. Studovány a porovnávány budou různé typy a kombinace výplní anorganických pojiv. Práce se bude také věnovat kompozitům s alkalicky aktivovanou aluminosilikátovou matricí. Rovněž bude sledováno optimální vyplnění kompozitů výztuží, materiál, jejich tvar a vhodnost z hlediska koroze a použitého pojivového systému.

   Školitel: Ptáček Petr, prof. Ing., Ph.D.

3. Nové materiály pro bioelektronická zařízení a senzory

   Náplní práce je příprava a studium vlastností nových materiálů vhodných pro aplikaci v organických bioelektronických zařízeních a senzorech. V průběhu práce budou na základě studovaných materiálů připraveny modelové bioelektronické zařízení pro detekci a stimulaci fyziologických funkcí organismů.

   Školitel: Weiter Martin, prof. Ing., Ph.D.

4. Nové materiály pro organickou elektroniku a fotoniku

   Náplní práce je příprava a studium vlastností nových materiálů na bázi organických polovodičů. Práce je zaměřena především na studium optických a elektrických vlastností nových materiálů ve vztahu k jejich molekulární struktuře. Cílem je připravit materiály s optimalizovanými vlastnostmi pro konkrétní aplikace v organické elektronice a fotonice jako jsou například solární články nebo organické tranzistory.

   Školitel: Weiter Martin, prof. Ing., Ph.D.

5. Optické vlastnosti tenkých vrstev plazmových polymerů

   Studovaným materiálem bude amorfní materiál a-C:H, a-SiC:H a a-SiOC:H ve formě tenkých vrstev, které budou připraveny plazmovou polymerací. Student se podrobně seznámí s fázově modulovanou spektroskopickou elipsometrií, která bude využita ke studiu optických vlastností vrstev. V počáteční fázi studia budou sledovány optické vlastnosti jednotlivých vrstev, poté bude studium zaměřeno na složitější vrstevnaté a gradientní struktury. Tloušťka individuálních vrstev ve vrstevnatých systémech bude postupně snižována pod 100 nm. Studovány budou disperzní křivky indexu lomu a extinkčního koeficientu v souvislosti s chemickými vlastnostmi a strukturou vrstev. Elipsometrie bude rovněž využita pro studium kinetiky růstu vrstev. Bude hledána souvislost mezi optickými vlastnostmi vrstvy a její tloušťkou. Analýzy tenkých vrstev a vrstevnatých struktur pomocí elipsometrických měření a modelové simulace umožní stanovit limity pro rozlišení individuálních vrstev ve vrstevnatých strukturách. Získané poznatky umožní konstrukci sofistikovaných optických a optoelektronických zařízení. Student bude zapojen do týmu pracovníků v rámci řešení odborného projektu; mimořádné finanční odměny podle výsledků; účast na zahraničních konferencích a stážích podle dosažených výsledků.

   Školitel: Čech Vladimír, prof. RNDr., Ph.D.

6. Optimalizace vrstev pro organickou elektroniku připravených vakuovými a non-vakuovými metodami

   Tato práce zahrnuje vývoj vakuovými a non-vakuovými metodam a zařízení nanášení tenkých vrstev, jejich charakterizaci a přípravu prototypů organických elektronických zařízení (např. solární články, OLED, snímač plynu, a OFET) a získání jejich funkčních parametrů a výkonů.

   Školitel: Zhivkov Ivaylo, doc. Mgr., Ph.D.

7. Pokročilá keramika pro magneto-elektrické aplikace

   Pokročilá oxidová keramika pro magneto-elektrické aplikace v experimentálních cyklu příprava-charakterizace-modifikace.

   Školitel: Šoukal František, doc. Ing., Ph.D.

8. Polymerní kompozity bez rozhraní

   Mezifáze v polymerních kompozitech, která obsahuje relativně ostrá rozhraní mezi fázemi, výrazně snižuje užitné vlastnosti těchto materiálů. Vycházíme z naší koncepce polymerních kompozitů bez rozhraní (inspirovaných přírodními materiály), kde je gradientní mezivrstva mezi výztuží a polymerní matricí navržena tak, aby chemické a fyzikální vlastnosti výztuže spojitě přecházely v chemické a fyzikální vlastnosti matrice. Modelové simulace s gradientní mezivrstvou umožňují navrhnout průběh mechanických vlastností mezivrstvy tak, aby byla simultánně zvýšena jak pevnost, tak i houževnatost výsledného kompozitu. Navržené gradientní mezivrstvy lze realizovat pomocí plazmochemické depozice z plynné fáze s časově závislými depozičními podmínkami, přičemž lze řídit adhezi této mezivrstvy na rozhraní s výztuží a matricí. Studie bude zaměřena na využití nově vyvinuté technologické aparatury určené pro přípravu gradientních mezivrstev a jejich aplikaci na vláknové výztuže pro polymerní kompozity. Součástí studie bude rozsáhlá analýza chemických a fyzikálních vlastností mezivrstev a jejich uplatnění ve vlákny vyztužených kompozitech. Jde o úkol zcela prestižního významu. Získané výsledky a zkušenosti umožní povýšit užitné vlastnosti polymerních kompozitů do zcela nové úrovně inteligentních materiálů. Student bude zapojen do týmu pracovníků v rámci řešení odborného projektu; mimořádné finanční odměny podle výsledků; účast na zahraničních konferencích a stážích podle dosažených výsledků.

   Školitel: Čech Vladimír, prof. RNDr., Ph.D.

9. Povrchové a mechanické vlastnosti vláken

   Povrchové vlastnosti neupravených a povrchově modifikovaných vláken (sklo, uhlík) budou analyzovány pomocí mikroskopie atomární síly (AFM) při využití kontaktního a semikontaktního módu se záznamem povrchové topografie, chybového signálu, fázového kontrastu a laterálních sil. Studována budou neupravená vlákna, plazmaticky leptaná vlákna a vlákna povlakovaná plazmovými polymery. Součástí práce bude unikátní studie povrchových mechanických vlastností vláken pomocí nanoindentačních měření. Předmětem zájmu bude rovněž doposud nerealizovaná vrypová zkouška na vlákně pro posouzení adheze tenké vrstvy na povrchu vlákna. Tento úkol patří mezi prestižní celosvětovou výzvu. Znalosti povrchových a mechanických vlastností vláken umožní zvýšení jejich kompatibility v hybridních materiálech. Student bude zapojen do týmu pracovníků v rámci řešení odborného projektu; mimořádné finanční odměny podle výsledků; účast na zahraničních konferencích a stážích podle dosažených výsledků.

   Školitel: Čech Vladimír, prof. RNDr., Ph.D.

10. Příprava a charakterizace pokročilých žárově stříkaných povlaků na hořčíkových slitinách

    Disertační práce bude zaměřena na přípravu a kompletní charakterizaci pokročilých žárově stříkaných kovových, keramických a kovokeramických povlaků na hořčíkových slitinách. Povlaky budou připraveny zcela novou technologií žárového stříkání HVOF – eGun (High Velocity Oxygen Fuel). Připravené povlaky i rozhraní mezi povlaky a hořčíkovou slitinou budou hodnoceny z hlediska fyzikálních, mechanických a chemických vlastností.

    Školitel: Ptáček Petr, prof. Ing., Ph.D.

11. Sférické anhydritové částice pro samonivelační podlahové aplikace

    Příprava a charakterizace sférických částic z energosádrovce a jejich aplikace v samonivelačních stěrkách.

    Školitel: Šoukal František, doc. Ing., Ph.D.

12. Struktura, magnetické a elektrické vlastnosti nanočástic na bázi feritových spinelů

    Studium vztahů mezi podmínkami přípravy, distribucí velikostí nanočástic, krystalovou strukturou, elektrickými a magnetickými vlastnostmi

    Školitel: Havlica Jaromír, prof. Ing., DrSc.

13. Studium optických a interferenčních jevů na tenkých vrstvách organických materiálů

    Práce bude zaměřena na studium vlastností povrchů tenkých vrstev používaných při přípravě struktur fotovoltaických článků a LED diod. Součástí práce bude i příprava vrstev metodou rotačního nanášení a inkoustovým tiskem. Výsledky práce budou využity pro optimalizaci výroby vrstev elektronických součástek z hlediska homogenity povrchů a definovanosti struktur. Pozornost bude věnována také studiu indexu lomu vrstev a jejich disperzních závislostí. Ke studiu budou využity metody optické a interferenční mikroskopie, profilometrie a elipsometrie,.Při studiu budou také využity metody korelační a fraktální analýzy obrazových struktur. Bude rozvíjena i teorie analýzy signálů a obrazů.

    Školitel: Zmeškal Oldřich, prof. Ing., CSc.

14. Studium tvorby nálepků v cementářských rotačních pecí

    Práce se bude zabývat studiem tvorby nálepků v cementářských rotačních pecích, vzniklé nálepky postupně zužují průměr pece v místě vzniku, až dojde k úplnému zaplnění a následné odstávce pece. V průběhu práce bude kladen důraz na analýzu vstupních cementářských mouček, vytvořených nálepků, vyzdívek pecí v místě tvorby nálepků a paliv. Na základě dat z analýz bude studován vznik, podmínky a kinetika vzniku nálepků. Dále se práce bude zabývat možnostmi, jak předejít tvorbě nálepků takovou metodou, kterou bylo možné na rotačních cementářských pecích využít.

    Školitel: Šoukal František, doc. Ing., Ph.D.

15. Studium vlastností vrstev grafenu

    Práce se bude zabývat přípravou tenkých vrstev grafenu a grafenoxidu metodou rotačního nanášení a materiálového tisku. Dále budou studovány optické, elektrické a dielektrické vlastnosti tenkovrstvých struktur připravených s těmito materiály.

    Školitel: Zmeškal Oldřich, prof. Ing., CSc.

16. Syntéza a studium materiálů s velkým multifotonovým absorpčním průřezem

    Náplní práce je syntéza a studium vlastností pokročilých organických molekul s velkým multifotonovým absorpčním průřezem. Půjde Bude se jednat zejména o látky vykazující nelineární optické vlastnosti spolu s multipolárním charakterem s různou symetrií s dipolárním, kvadrupolárním a obecně. Molekuly budou syntetizovány připravovány s ohledem na maximalizaci multifotonové excitace fluoroforů pro použití v mikroskopii a látky s vysokou schopností fotopolymerizace iniciované multifotonovou absorpcí pro použití v 3D tisku s vysokým prostorovým rozlišením.

    Školitel: Weiter Martin, prof. Ing., Ph.D.

17. Úloha vápence ve směsných portlandských cementech

    Práce se bude zabývat studiem směsných portlandských cementů s vápencem se zaměření na objasnění reaktivity vápence v průběhu tuhnutí a tvrdnutí cementového pojiva. Student bude studovat vliv chemického a fázového složení, morfologie, textury, krystalových poruch, měrného povrchu vápence na tvorbu a charakter mezifázového rozhraní vápenec/C-S-H gel.

    Školitel: Ptáček Petr, prof. Ing., Ph.D.

18. Úloha vápence ve směsných portlandských cementech

    Práce se bude zabývat studiem směsných portlandských cementů s vápencem se zaměření na objasnění reaktivity vápence v průběhu tuhnutí a tvrdnutí cementového pojiva. Student bude studovat vliv chemického a fázového složení, morfologie, textury, krystalových poruch, měrného povrchu vápence na tvorbu a charakter mezifázového rozhraní vápenec/C-S-H gel.

    Školitel: Ptáček Petr, prof. Ing., Ph.D.

19. Víceprvkové systémy biomateriálů na bázi hořčíku

    Téma doktorského studia je zaměřeno na přípravu a charakterizaci víceprvkových biomateriálů na bázi hořčíku připravených práškovou metalurgií. Vybrané biomateriály budou následně zpracovány intenzivní plastickou deformací. Hlavním cílem práce bude design, příprava a stabilizace materiálů a studium fyzikálně mechanických charakteristik a degradačních procesů připravených víceprvkových biomateriálů na bázi hořčíku při interakci s prostředím simulovaných tělesných tekutin. Výsledky těchto hodnocení a jejich interpretace budou zajišťovat zpětnou vazbu pro optimalizaci jednotlivých parametrů procesu přípravy a následného zpracování připravených biomateriálů.

    Školitel: Hadzima Branislav, doc. Ing., Ph.D.

20. Vysokopevnostní polymer-cementové kompozity

    Příprava, modifikace a charakterizace polymer-cementových (macrodefect-free) kompozitů se zvýšenou odolností proti vlhkosti.

    Školitel: Šoukal František, doc. Ing., Ph.D.

21. Zvyšování korozní odolnosti porézních hořčíkových slitin pomocí konverzních povlaků

    Disertační práce je zaměřena na zvyšování korozní odolnosti porézních hořčíkových slitin pomocí konverzních povlaků. Cílem práce je zvýšení korozní odolnosti porézních hořčíkových slitin vytvořením ochranných konverzních povlaků. Bude analyzován vliv technologických parametrů přípravy konverzních povlaků na elektrochemické charakteristiky studovaných materiálů a tyto parametry budou upravovány s cílem maximálního zvýšení korozní odolnosti daných materiálů.

    Školitel: Hadzima Branislav, doc. Ing., Ph.D.