LIŠKOVÁ, K. Vliv kovových iontů na tokové chování roztoků polyelektrolytů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2010.

Posudek vedoucího

Janeček, Jiří

Náplní diplomové práce Bc. Kateřiny Liškové bylo studium vlivu kovových iontů na vlastnosti roztoků kyselých polyelektrolytů, zejména srovnání vlivu iontů jednomocných a dvojmocných. Diplomantka v experimentální části své práce studovala vliv přítomnosti sodných a vápenatých iontů na tokové vlastnosti roztoků sodné soli karboxymethylcelulózy. Ve výpočetní části byly provedeny klasické molekulárně-dynamické simulace fragmentu soli kyseliny hyaluronové v přítomnosti sodných nebo vápenatých iontů. Rozdílná volba studovaných látek v experimentální a výpočetní části byla dána čistě praktickými důvody. Zatímco hyaluronan představuje látku s jasně danou a známou primární strukturou, v případě karboxymethylcelulózy se jedná o náhodně substituovaný derivát a pro případné molekulové modelování by bylo potřeba uvažovat celou řadu možných izomerů. Hyaluronan je také zajímavější pro budoucí teoretické studie dík svému značnému potenciálu využití v medicíně. Karboxymethylcelulóza je naproti tomu podstatně levnější, což byl hlavní argument pro její použití v experimentální části. Diplomantka přistupovala k práci svědomitě a zvládla jak práci s rotačním reometrem tak i základy používání simulačního balíku Tinker. Přestože výsledky simulační části práce netvoří s výsledky experimentální části jeden organický celek, je nutno ocenit podíl Kateřiny Liškové na systematické a ne zrovna zábavné činnosti, kterou představovalo přiřazení interakčních parametrů jednotlivým atomům hyaluronového řetězce a doplnění distribuovaných souborů balíku Tinker o do něj dosud nezahrnuté typy atomů. To umožní případným následovníkům Kateřiny navázat na její práci bez nutnosti provádění této zdlouhavé práce. Výsledky získané v rámci reologických měření ukazují na tvorbu můstků mezi řetězci polymeru pomocí dvojmocných iontů za určitých podmínek. Vzhledem k tomu, že míra tohoto propojování je ovlivněna silou disociujících skupin, flexibilitou řetězců, polydisperzitou polymeru, dalšími přítomnými ionty a řadou jiných faktorů, je na formulaci definitivnějších závěrů brzy. Za největší slabinu předkládané práce bych označil formulační a stylistické nedostatky. Zejména nadužívání nevyjádřeného podmětu místy poměrně znesnadňuje pochopení textu (zejm. v Teoretické části). V části "Výsledky a diskuze" se zase čtenář může často setkat se závěrem či vysvětlením nějakého pozorovaného jevu, které je v další větě zopakováno jinými slovy; tímto pak práce ztrácí spád a snižuje se její čtivost. Některé použité termíny nejsou podle mne zvoleny nejvhodnějji. Z formálního hlediska bych vytknul umístění obrázků 35 - 38 před text, v němž jsou tyto obrázky diskutovány. Rovněž je otázkou, zda dvě tabulky v kapitole 4.1.5 si opravdu zaslouží vlastní kapitolu, či zda nemohly být připojeny k předchozí kapitole.

Posudek oponenta

Běťák, Jiří

V teoretické části diplomové práce diplomantka provedla přehlednou a srozumitelnou rešerši studované problematiky. Jsou zde popsány základní reologické metody, užívané k charakterizaci viskoelastických materiálů. Dále byla nastíněna teorie simulačních výpočtů pomocí metod molekulové dynamiky. V experimentální části diplomové práce jsou prezentovány a diskutovány výsledky reologických měření chování vodných roztoků sodné soli karboxymethylcelulózy v závislosti na přídavku Na+ a Ca2+ iontů, dále pak kyselé formy CMC. Je zde popsán a dobře interpretován vliv jednomocného kationtu na odrušení vzájemných repulzí záporně nabitých karboxylátových skupin polymeru, jehož následkem dochází k redukci objemu makromolekulárního klubka a tím i snížení jeho hydrodynamického odporu. V případě studia vlivu Ca2+ iontů je z uvedených měření, (obr. 36, 37, 38 a 39) patrný zajímavý fenomén přechodu z inter na intramolekulární charakter síťování řetězců karboxymethylcelulózy pomocí přídavků Ca2+ iontů. Autorka práce správně interpretovala, že v oblasti výše koncentrovaných roztoků polymeru (2 a 1,5%) spíše převládá interakce mezi polymerními řetězci a dochází k intermolekulovému síťování, doprovázené zvýšením rigidity systému. Postupným snižováním koncentrace polymeru v roztoku lze potenciálně předpokládat, že vzhledem k rostoucí individualizaci makromolekul v systému budou mít Ca2+ ionty spíše tendenci ke vnitřní koordinaci jednotlivých řetězců molekul polymeru do formy intramolekulárně síťovaných klubek, což se následně projeví celkovým poklesem rigidity (např. viskozity) studovaného systému. Fenomén změny charakteru síťování je pravděpodobně patrný např. na obr. 30 a 31, kde jsou pozorovatelné rozdíly tvarů a průběhů křivek v koncentracích polymeru nad a pod 1%. Velmi kladně hodnotím autorčinu odvahu přiznat v závěru částečný rozpor mezi očekávaným a naměřeným chováním studovaného systému v oblasti nízkých koncentrací polymeru. Práce je napsaná srozumitelně, jednotlivé kapitoly na sebe logicky navazují. Celkově je zřejmé, že se autorka na dobré úrovni seznámila s používanými metodami a provedla dostatek experimentů pro rozsah diplomové práce. K práci nemám otázky, doporučuji ji k obhajobě a hodnotím celkově A.

eVSKP id 23985