BEDNÁREK, J. Aplikace metamastku v anorganických materiálech [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2019.
Ing. Jan Bednárek v průběhu studia projevoval poctivý přístup k úkolům vyplývajících ze statutu doktoranda, jednak v samotné formulaci cílů práce, v experimentální práci i ve vyhodnocování jednotlivých dosažených výsledků. Na druhé straně se neokázale podílel i na podpůrných činnostech týmu. Při hodnocení jeho vědecké perspektivy musím kostatovat, že byl schopen najít optimální cestu k řešení problematiky mechanochemických operací, která se ve světě řeší, ale velmi často chybí hlubší chemické zázemí. Hlavní předností doktoranda bylo, že s pokorou přijal toto složité téma, které se v rámci Centra materiálového výzkumu řešilo pod vedením prof. Ptáčka a snažil se přinést některé poznatky do této náročné oblasti vědy. Cením si, že byl vybrán materiálový systém obsahující mastek, jehož výjimečné postavení v Mohsově stupnici tvrdosti napovídá, že by tady mohlo dojít k nejvýraznější efektivitě mletí a tedy otevření struktury pro následné chemické procesy. Mnoho experimentů se věnovalo srovnávání vlastností kaolinu (metakaolinu), který má dnes široké uplatnění i v technologiích pojiv s chováním mastku. Tím se vytvořila hlavní osa práce. Výsledky ukázaly, že je možné mechanochemickými procesy překonat některá úskalí v termodynamice a kinetice reakcí. Závěrem doporučuji komisi po úspěšné obhajobě udělení titul PhD.
Oponentní posudek na doktorskou disertační práci Ing. Jana Bednárka s názvem „Aplikace metamastku v anorganických systémech“ zpracované v rámci doktorského studia na Fakultě chemické VUT v Brně v doktorském studijním programu Chemie, technologie a vlastnosti materiálů. Vypracováním posudku na disertační práci jsem byl pověřen předsedou komise pro obhajobu dizertační práce Fakulty chemické VUT v Brně prof. Ing. Petrem Ptáčkem, Ph.D. dopisem ze dne 11. 10. 2019. Aktuálnost tématu a cíle práce Fylosilkáty jsou základní surovinou v celé řadě průmyslových odvětví a jejich význam i uplatnění nadále roste. Významným zástupcem této skupiny surovin je i mastek, který se využívá převážně v keramických technologiích, ale také jako mikroplnivo v průmyslu barev a v papírenství. Jeho využití v oblasti anorganických pojiv bylo dosud limitováno nemožností tepelné aktivace jako v případě metakaolinu, neboť při kalcinaci dochází ke krystalizaci nereaktivních fází. Jelikož se jedná o velmi měkký materiál, nabízí se možnost jeho mechanochemické aktivace. Tato metoda stále více nabývá na významu a studium mechanochemických procesů má významný aplikační potenciál. Z tohoto pohledu je předložená práce vysoce aktuální s významem pro rozvoj vědního oboru a snese rovněž mezinárodní srovnání. Cílem disertační práce bylo studium procesů, které probíhají při mechanochemickém zpracování mastku, jako potenciální suroviny pro přípravu anorganických materiálů. Součástí práce bylo hodnocení mikrostruktury a morfologie mechanochemicky upraveného materiálu s využitím dostupných fyzikálně chemických metod. Následně byl studován vliv kalcinace takto získaného materiálu na jeho vlastnosti. Druhým zásadním cílem pak bylo studium reaktivity upraveného mastkového materiálu jak s alkalickými, tak i kyselými roztoky, pro zjištění potenciálu této suroviny při výrobě anorganických silikátových pojiv. Poněkud zavádějící se mi zdá samotný název práce, který nekoresponduje s cíli dizertační práce ani s vlastním zadáním, jelikož práce je zaměřena pouze na přípravu metamastku a částečné zhodnocení jeho reaktivity. Jeho aplikace z hlediska materiálové technologie a využití zde diskutována není. Postup řešení problému a metody zpracování Disertační práce má přiměřený rozsah (134 stran + 18 stran příloh), je rozdělena na část teoretickou, experimentální a část výsledků a diskuse. Práce je rozdělena do 6 základních kapitol. V závěru práce je pak uvedena použitá literatura, seznamy zkratek a přílohy. V práci je uvedeno 97 odkazů na převážně zahraniční literaturu. V teoretické části se doktorand věnuje popisu struktury fylosilikátů a fázovým přechodům v soustavě MgO–SiO2. Značná část textu je věnována také kaolinitu jako materiálu, jenž je již dobře prostudován a představuje jistou analogii ke studiu aktivace a následné reaktivity mastku. Je zde popsáno především tepelné, ale i mechanochemické zpracování metakaolinu, na což navazuje popis principu alkalické aktivace, resp. reakce s kyselinou fosforečnou za vzniku geopolymerů. V rámci této části jsou uvedeny také obecné principy a postupy využívané při mechanochemických procesech. V experimentální části je uvedena podrobná charakterizace použitých mastkových surovin a také popis metod využitých při jejich mechanochemickém zpracování a následné analýze. Řešení stanovených cílů je rozděleno do třech základních etap. První etapa byla věnována mechanochemickému zpracování dvou studovaných surovin, které se lišily obsahem nemastkových příměsí. V této části byl zkoumán především vliv způsobu (vibrační mlýn, attritor) a délky mechanochemického zpracování. Druhá etapa zahrnovala kalcinaci takto upraveného materiálu při třech různých teplotách. Připravené materiály byly vždy pečlivě charakterizovány fyzikálně-chemickými metodami, především infračervenou spektroskopií, rentgenovou difrakční analýzou a kombinovanou termogravimetrickou a diferenční termickou analýzou. V poslední etapě pak byla u takto aktivovaných mastkových surovin studována jejich reaktivita s vybranými alkalickými roztoky a také s kyselinou fosforečnou s využitím izotermické kalorimetrie. Postup řešení byl vhodně zvolený s ohledem na dostupné metody strukturní analýzy; byly také zvoleny dvě suroviny s rozdílným obsahem nečistot, což umožnilo posouzení vlivu různých příměsí na mechanochemickou aktivaci a následnou reaktivitu mastkové suroviny. Získané experimentální výsledky jsou dobře zpracovány, správně vyhodnoceny, pečlivě diskutovány v textu a zároveň konfrontovány s poznatky získanými z literární rešerše. Lze konstatovat, že vytčené cíle byly naplněny a dosažené výsledky odpovídají zadání dizertační práce. Význam disertační práce pro rozvoj vědního oboru a pro praxi V předložené disertační práci jsou zkoumány možnosti mechanochemické aktivace mastkové suroviny s následnou kalcinací. U takto připravené suroviny pak byla sledována její reaktivita. Autorovi se podařilo analyzovat procesy probíhající jak při samotném mechanochemickém zpracování, tak i při následné aktivaci, a charakterizovat strukturu získaných produktů. To má význam z hlediska pochopení a upřesnění principů mechanochemické aktivace vrstevnatých materiálů a řada poznatků tak může být využita při výzkumu mechanochemických procesů u dalších silikátových materiálů. Studium reaktivity metamastku pak přináší poznatky, jež mohou být následně využity při koncepci nových typů anorganických materiálů. Lze tedy konstatovat, že disertační práce má význam jak z pohledu rozvoje vědní disciplíny materiálového inženýrství, tak i z pohledu praxe. Formální úprava disertační práce a jazyková úroveň Formální úprava disertační práce je na velmi vysoké úrovni, je psána dobrým slohem a bez gramatických chyb. V textu se objevuje jen minimum překlepů, Z typografického hlediska by bylo pouze vhodné eliminovat jednopísmenná slova na koncích řádků. Výsledky jsou prezentovány ve formě přehledných tabulek a grafů. Osnova práce je v souladu se zvyklostmi zpracování disertační práce. Závěr Závěrem konstatuji, že předložená práce má velmi dobrou obsahovou i formální úroveň a přispěla k rozvoji studované vědní disciplíny i praxe v oboru anorganických materiálů. Uchazeč zpracováním disertační práce prokázal způsobilost k samostatné tvůrčí vědecké práci ve smyslu § 47 zákona č. 111/1998 Sb. o vysokých školách a změnách a doplnění dalších zákonů. Na základě uvedených skutečností doporučuji, aby disertační práce byla přijata k obhajobě a aby v případě jejího úspěšného obhájení byl Ing. Janu Bednárkovi udělen akademický titul „doktor“ (ve zkratce „Ph.D.“ uváděné za jménem). Datum: 13. listopadu 2019 doc. RNDr. Pavel Rovnaník, Ph.D.
eVSKP id 122356