The thesis is deal with measuring the temperature dependence of dynamic viscosity and the calculation of measurement uncertainties. The thesis writes up the physical nature of viscosity and rheological properties. Next it is write up an overview of possible methods for measuring viscosity of liquids and overview of methods for measuring the density of liquids. An important chapter is the statistical evaluation of measured data represented mainly measurement uncertainties. In the practical part of the work is done workplace for measure the temperature dependence of dynamic viscosity. It is used two methods of measuring viscosity of liquids and two samples of liquids. Finally is done statistical evaluations of measurement. Based on the calculated measurement uncertainty measurement methods are compared.

The master´s thesis describes design of falling ball high pressure viscometer for measurements of rheological properties of liquids under high pressure and in the wide temperature range. The design is based on similar apparatuses, which are described in literature. The speed of falling sinker is measured by two optical senzors. Apparatus allows measuring of viscosity, density and optical observing structure of liquid. There was developed extensive program for the evaluation of measurement in Matlab. Apparatus is placed in the laboratory of the Institute of Machine and Industrial Design FME BUT and is used for research and creative activities.

Disertační práce se zabývá studiem reologického chování materiálů na bázi cementu. Úvodní část obsahuje teoretické poznatky týkající se reologie a zkoumaných materiálů (cement, samozhutnitelný beton, superplastifikátory). Poté následuje detailní popis reologických vlastností čerstvých cementových materiálů. Kromě toho je dále uvedena hydratace cementu, kalorimetrie, Vicatův test, rentgenová difrakční analýza a elektronová mikroskopie. Experimentální část práce je rozdělena do dvou částí. První část se zabývá základní charakterizací, reologickým měřením a studiem statické meze toku směsí samozhutnitelných betonů a jejich matric. Druhá část se týká cementových past, které byly podrobeny testování pomocí reometru, Vicatova přístroje, isoperibolického a modulárního kalorimetru, rentgenového difraktometru a elektronového mikroskopu.

This work is focused on interaction between hyaluronan (Hya) and amphiphilic molecules. Using fluorescent probes method were carried out screening of the interaction of various surfactants with Hya. For further examination was chosen cetyltrimethylammonium bromide (CTAB). Interactions in this system have also been studied using fluorescence correlation spectroscopy (FCS), and additionally were performed initial tests of the cytotoxicity of the system. As an alternative CTAB were also used hydrophobically modified amino acids. Results showed their self-aggregation, but their interactions with hylauronanem was not as strong as with CTAB. The interaction of gel systems Hya-CTAB have also been studied, and was found to contain a hydrophobic domain capable solubilize hydrophobic substance. Thermogravimetric have been established that are able to contain up to 98% wt. water and rheologically were characterized their mechanical properties. These are tunable due to molecular weight (MW) of the hyaluronate. With increasing value of MW increases mechanical strength of the gel and decreases its fluidity.

Literární rešerše předložené dizertační práce shrnuje poznatky jak o současně používaných biomateriálech, tak i o tzv. „chytrých“ biomedicínských materiálech mezi které patří termocitlivé kopolymery. Mezi tyto kopolymery, jejichž vodné roztoky gelují při teplotě lidského těla (37 °C), řadíme amfifilní triblokové kopolymery skládající se z hydrofobního laktidu, glykolidu a hydrofilního polyethylen glykolu (PLGA PEG PLGA). Komerčně dostupné termocitlivé kopolymery známé pod názvem ReGel or OncoGel jsou v současné době využívány jako injekčně aplikovatelné nosiče s postupným uvolňováním léčiv, zejména při léčbě cukrovky nebo onkologického onemocnění. Nicméně PLGA PEG PLGA triblokový kopolymer může být použit I jako polymerní nosič anorganického léčiva případně jako biodegradabilní implantát v dentálních či ortopedickýchých aplikacích. Z toho důvodu byl vybrán anorganický biokompatibilní hydroxyapatit (HAp) pro své majoritní zastoupení v tvrdých tkáních. Experimentální část je zaměřena na přípravu HAp/PLGA PEG PLGA kompozitů, ve kterých je HAp buď ve formě nano- (n-HAp) nebo „core-shell“ částic (CS). Nové CS částice, připravené dvouemulzní metodou, jsou složeny z „tuhého“ HAp jádra obaleného termocitlivým kopolymerem, který je navíc funkcionalizován kyselinou itakonovou (ITA/PLGA PEG PLGA/ITA). Funkcionalizace pomocí ITA vnáší do původní struktury kopolymeru jak síťovatelné dvojné vazby, tak i koncové karboxylové skupiny. Volné karboxylové skupiny na koncích ITA/PLGA PEG PLGA/ITA kopolymerního obalu byly dále zesíťovány za vzniku 3D chemické sítě (CS-x), jejíž životnost je řízena a kontrolována. ATR-FTIR spektroskopie prokázala přítomnost „nových“ esterových vazeb vzniklých karbodiimidovou reakcí –OH a –COOH skupin, kterým náleží adsorpční pásy ve vlnové délce 1021 cm-1.. n-HAp a CS-x částice byly přidány do kopolymerní termocitlivé matrice (PLGA PEG PLGA) za účelem charakterizace jejich reologického chování. Bylo zjištěno, že pokud bylo do polymerní matrice přidáno méně než 10 hm. % CS-x částic a jen 5 hm.% n-HAp kompozit si zachoval své termocitlivé vlastnosti. Na druhou stranu, přídavek vyššího množství HAp částic do polymerní matrice zajistil změnu vodného polymerního solu v permanentní gel při teplotě nad 37 °C. Analýza ICP-OES prokázala rychlejší uvolňování CS-x částic z 10 hm/obj. % PLGA PEG PLGA polymerní matrice do inkubačního média (6 % 9. den) než tomu bylo u n-HAp částic (jen 3 %), které jsou vázány více v micelární struktuře kopolymeru. Proto, kompozit na bázi n-HAP částic tvořící tuhý trvalý gel při tělesné teplotě, je vhodný více jako biologicky rozložitelné kostní lepidlo, zatímco kompozit z CS-x částic a termocitlivého kopolymeru je vhodný jako nosič léčiv pro injekční aplikace.

This master thesis is focused on the evaluation of the influence of particle surface properties on the results of microrheological measurements with biopolymer solutions. Hyaluronan has been chosen as negatively charged polymer, chitosan as positively charged polymer and glycerol and its solutions of various concentrations were used as homogenous model systems. Dynamic light scattering and single particle tracking microrheology were chosen from passive microrheological techniques. Particles with various surface modifications (neutral, positive surface charge and negative surface charge) were used for the experiments. The results of microrheological techniques were then compared with classic rheology and moreover the glycerol results were compared with tabulated values.

Diploma thesis main goal is to obtain new pieces of knowledge about relationship between hydrogel structures and its flow and transport properties. Thesis is mainly focusing on combining pertinent biopolymers into model hydrogels based on agarose. Then perform correlation of results obtained by diffusion methods, and by rheologic measurements on macroscopic and microscopic level. Properties of hydrogels were measured by selected rheologic measurements, dynamic light scattering method, and correlative fluorescence spectroscopy. From these methods various parameters (MSD modules, values of complex viscosity) were obtained. Afterwards transport properties of prepared hydrogels were studied by observing Rhodamine 6G diffusion. Here two different approaches were used. From macroscopic perspective, simple principles of mass diffusion from dye solution to cuvettes filled with hydrogels containing individual biopolymers were used. From microscopic perspective, dye was added during the sample preparation and then the mass diffusion was investigated using FCS. Based on evaluated results it was discovered that added biopolymers don’t influence properties of carrier medium, in this case agarose hydrogels. During the study of prepared hydrogels’ reactivity and barrier properties some differences were observed. Charge of biopolymer and its charge density were discovered as main factors influencing transport of charged solutes into prepared hydrogels.

High surface area of used nanoparticles and their comparable size with polymer chains, are the most important characteristics of fillers in the preparation of non-Newtonian suspensions. Such structures at different concentrations have major influence on the rheological behavior of polymer solution in solvent. With increasing volume fraction of nanofiller, there is pseudoplastic or dilatant behavior present in the dissolved elastomers. Diploma thesis studies the influence of the concentration of different elastomers (SBR and SEBS copolymers) and nanofiller (hydrophobic nanosilica) in suspension, of rheological properties.

<p></p><p>Additive Manufacturing (AM) allows for the creation of elements with novel forms and functions. Utilizing AM in development of components of civil infrastructure allows for achieving more advanced, innovative, and unique performance characteristics. The research presented in this dissertation is focused on development of a better understanding of the fabrication challenges and opportunities in AM of cement-based materials. Specifically, challenges related to printability and opportunities offered by 3D-printing technology, including ability to fabricate intricate structures and generate unique and enhanced mechanical responses have been explored. Three aspects related to 3D-printing of cement-based materials were investigated. These aspects include: fresh stability of 3D-printed elements in relation to materials rheological properties, microstructural characteristics of the interfaces induced during the 3D-printing process, and the mechanical response of 3D-printed elements with bio-inspired design of the materials’ architecture. This research aims to contribute to development of new pathways to obtain stability in freshly 3D-printed elements by determining the rheological properties of material that control the ability to fabricate elements in a layer-by-layer manner, followed by the understanding of the microstructural features of the 3D-printed hardened cement paste elements including the interfaces and the pore network. This research also introduces a new approach to enhance the mechanical response of the 3D-printed elements by controlling the spatial arrangement of individual filaments (i.e., materials’ architecture) and by harnessing the weak interfaces that are induced by the 3D-printing process. </p><br><p></p>

Les cellules photovoltaïques (PV) des modules ou panneaux solaires, sont protégées des agressions extérieures par des résines polymères encapsulantes qui, pour la plupart, sont des matériaux élastomériques réticulés. L’optimisation et le contrôle de l’étape d’encapsulation peut permettre un gain de productivité et augmenter la durée de vie des modules, ce qui réduit les coûts de l’électricité générée. Deux voies ont ainsi été explorées dans ce travail : 1) La première concerne l’étude de l’état de réticulation de l’encapsulant majoritairement utilisé actuellement, un copolymère d’éthylène et d’acétate de vinyle connu sous le nom d’EVA ; celui-ci est mis en œuvre sous forme de feuilles ou films. Une faible réticulation de l’encapsulant peut mener, entre autre, à son fluage lors de son utilisation, impactant directement la durée de vie du module. Il est donc important de suivre le niveau de réticulation de l’encapsulant lors des opérations de contrôle. La comparaison de différentes méthodes d’évaluation du degré de réticulation ont donc été menées ; 2) La deuxième voie concerne des études autour d’un nouveau procédé d’encapsulation. En effet, le procédé industriel actuel, inclut une étape dite de « lamination », pendant laquelle l’encapsulant est fondu et réticulé autour des cellules. Cette étape relativement longue crée des contraintes thermomécaniques pouvant limiter la durée de vie des modules PV. Le développement d’un nouveau procédé d’encapsulation où l’encapsulant en film est remplacé par un encapsulant liquide photopolymérisable permettrait de diminuer les coûts de production tout en augmentant potentiellement la durée de vie des modules. Les propriétés rhéologiques et la cinétique de polymérisation de ce nouvel encapsulant sont ainsi étudiées. Enfin les deux voies d’encapsulation sont comparées. Il a été montré que d’un point de vue des performances électriques le nouveau procédé présente un avantage potentiel et que d’un point de vue de la tenue au vieillissement il est équivalent au procédé industriel actuel / Photovoltaic (PV) cells, for solar modules or panels, are protected from environmental stresses by polymeric encapsulants, which are mostly crosslinked elastomers. The optimization and the control of the encapsulation step have a twofold interest by increasing PV module lifetime and productivity, thus leading to a decrease of the cost of generated electricity. Two main directions have been investigated in this work: 1) The first one is related to the study of the crosslinking degree of the main industrial PV polyolefin encapsulant, EVA, which is a copolymer composed of ethylene and vinyl acetate, used currently in film form. Indeed, poor crosslinking level can lead to its creep, impacting directly the module lifetime. To overcome this problem, the quality control needs to be improved, by the evaluation of the crosslinking degree obtained while using the conventional encapsulation process (through lamination of encapsulant foils). Thus, the comparison of several methods to evaluate this degree are led ;2) The second direction concerns the study of a new encapsulation process. Indeed, the conventional lamination process potentially creates mechanical stresses in the PV cells, which as a consequence may limit the PV module lifetime. Moreover, lamination requires a relatively long processing time. To overcome this problem, the development of a new encapsulation process using a photopolymerizable encapsulant, initially liquid, decreases the production costs of PV modules and potentially increases their lifetime. The rheology properties and the polymerization kinetics of the new encapsulant are studied. At the end of the present work, both encapsulation processes are compared. Electrical performances of PV cells are measured before and after encapsulation as well as before and after ageing cycles. It has been revealed that the new encapsulation process presents at least as good, if not better performances than the standard process, thus highlighting its big potential for the manufacturing of PV modules