Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden die Wechselwirkungen im System Bakterium –Tensid – Schadstoff mittels kalorimetrischer Untersuchungen (ITC, DSC) sowie mit XPS-Analysen und durch Zeta-Potential-Messungen an Bakterienoberflächen charakterisiert. Für die Untersuchungen wurden zwei Gram-positive Rhodococcus-Stämme und ein Gram-negativer Pseudomonas putida-Stamm verwendet. Als Biotenside wurden das Rhamnolipid JBR 425 und der von Rhodococcus erythropolis B7g produzierte Trehalosetetraester (THL-4) ausgewählt. Das synthetische Tensid SDS diente als Referenzsubstanz. Aus den kalorimetrischen Experimenten konnte eine starke Wechselwirkung zwischen den Tensiden und den aktiven Bakterienkulturen abgeleitet werden. THL-4 führte beim Wachstum der Rhodococcen auf n-Hexadecan zur Verkürzung der lag-Phase. SDS wies hingegen eine toxische Wirkung für die Bakterienstämme auf. Thermodynamische Betrachtungen ergaben, dass Wechselwirkungen des SDS mit den Bakterienzellen gegenüber der Mizellbildung bevorzugt werden.

In der vorliegenden Arbeit wurde die Energiebilanz von der Schweißenergiequelle bis zur Schmelzebildung im Bauteil eingehend analysiert. Hierfür wurden geeignete Messsysteme auf Basis der Kalorimetrie entwickelt und validiert. Neben dem Energieverbrauch der Anlage wird der Wärmeeintrag in das Bauteil kalorimetrisch analysiert. Zur umfassenden Analyse des Energieflusses werden zudem die Verlustgrößen, wie die Wärmeleitung, Wärmestrahlung und der Wärmedurchgang des Lichtbogens als auch der externe Brennerkühlkreislauf der Schweißenergiequelle untersucht. Neueste Untersuchungsmethoden ermöglichen zudem die Tropfentemperatur und die Lichtbogenleistung zu bestimmen. In Abhängigkeit definiert gewählter Prozessparameter wurde der Energiefluss für Schutzgasschweißverfahren mit abschmelzender und nicht abschmelzender Elektrode, sowie für das Unterpulverschweißen erstellt. Die einzelnen Wirkmechanismen der Prozesse wurden analysiert und bewertet sowie Zusammenhänge herausgestellt. Neben der Empfehlung für die Überarbeitung gültiger Normen, wie DIN EN 1011-1 kann mit der Kenntnis das Fügen temperatursensibler Werkstoffe verbessert werden. Gleichzeitig wird die Genauigkeit von Prozess- und Werkstoffsimulationen erhöht und Berechnung von Bauteildeformationen vereinfacht. Es wurden mittlere Tropfentemperaturen in einem Bereich zwischen TTr = 2.350…2.700°C ermittelt. Die Untersuchungen zeigen zudem, dass eine ausschließlich gezielte Änderung der Tropfentemperatur im Schweißprozess nicht möglich ist. Weiterhin konnte nachgewiesen werden, dass der Lichtbogen und dessen Intensität den entscheidenden Einfluss auf die Entstehung des Einbandes in den Grundwerkstoff besitzt. / Welding performance is not the same as the energy input in the component. The efficiency is the ratio of usable to required energy. The aim of any process is to achieve a high efficiency, and thus to keep the share of losses as small as possible. Recent process developments in arc welding with consumable electrode have the aim to regulate the energy input in the component to achieve the target of an optimum welding result. This is based on a fundamental understanding of the operations during the welding process. For this purpose, the knowledge of the individual operations of the energy transport from the electrode contact to the heating behaviour of the component is necessary. Different measurement methods and results for the separate determination of the energy content of droplet and welding arc as well as energy input into the component are presented. For instance the question is analysed and discussed - whether the arc, or the overheated droplet is responsible for the weld penetration? In addition, the situation between relative and absolute efficiency of the welding process is discussed. In welding standards often global efficiencies for different welding processes are indicated. These standards provide this efficiency in relation to the as 100 % set submerged arc welding. This leads to errors in the use of the values for calculations or simulations. With the methods presented a sophisticated analysis of the influence of different parameter settings of the shielding gas welding process on the energy efficiency is possible.

Charles University in Prague Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Biological and Medical Sciences Student: Magdaléna Doleželová Supervisor of master thesis: PharmDr. Miroslav Kovařík, Ph.D. Title of master thesis: Body composition parameters in dependence on the metabolism degrese in patiens with COPD Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is a very serious illness characterized by incompletely reversible airflow obstruction and lung emphysema. Contributes to its overall severity are extrapulmonary manifestations, especially cachexia and loss of lean tissue mass. Chronic inflammation of the respiratory airways and increased respiratory effort cause the hypermetabolic state to some patients with COPD. This thesis investigates the impact of increased metabolism on body composition in patients with COPD. Our study included 50 COPD patients (38 men, 12 women) who were examined by bioelectrical impedance. In this study, we compared the parameters of body composition of men with resting energy expenditure REE > 130% (hereinafter Men over 130%) (n = 9) and the group of men with REE < 130 % (hereinafter Men below 130 %) (n = 29). In the group of Men over 130 % we found a lower average value of body weight by 18 % compared to Men below 130 %. Total body and intracellular water were 12 %...

The concept of a self-incompatible solvent is introduced as a molecule composed of two parts (compound 1 and 2) with unfavourable interactions. A third compound will be readily dissolved in this solvent to diminish this unfavourable interaction by dilution. The more incompatible compounds 1 and 2 are, the stronger this behaviour is expected to be. In this work, ionic liquids comprising non-polar carbon chain and polar ionic group are chosen to serve as a model of self-incompatible solvent. The interactions parameters k of the ionic liquids with active ingredients are investigated to examine the effect of self-incompatibility of the ionic liquid molecule. On the other hand, phase separation between compounds 1 and 2 will reduce the positive effect of self-incompatibility. The tendency of phase separation is increasing with increasing size of the two compounds. Thus, if compounds 1 and 2 are blocks tied together into a block copolymer, one expects a decreasing ability of the block copolymer to dissolve an active ingredient with increasing block length. In this work the ability of polybutadiene-block-poly(2-vinylpyridine) (PB-b-P2VP) block copolymers to dissolve the model compound anthracene is investigated. As expected, the solubility indeed decreases with increasing block length.

Motiviert durch die in der Literatur bisher unvollständige Beschreibung der Relaxation hochgeladener Ionen vor Festkörperoberflächen, besonders in Bezug auf den Eintrag potenzieller Energie in Oberflächen und der Aufstellung einer vollständigen Energiebilanz, werden in dieser Arbeit komplementäre Studien präsentiert, die sowohl die Ermittlung des Anteils der deponierten potenziellen Energie als auch die Ermittlung der emittierten potenziellen Energie ermöglichen. Zum Einen wird zur Bestimmung des eingetragenen Anteils der potenziellen Energie eine kalorimetrische Messanordnung verwendet, zum Anderen gelingt die Bestimmung der emittierten potenziellen Energie mittels doppeldifferenzieller Elektronenspektroskopie. Für vertiefende Studien werden Materialien unterschiedlicher elektronischer Strukturen (Cu, n-Si, p-Si und SiO2 ) verwendet. Im Falle der Kalorimetrie wird festgestellt, dass die eingetragene potenzielle Energie linear mit der inneren potenziellen Energie der Ionen wächst. Dabei bleibt das Verhältnis zwischen der eingetragenen potenziellen Energie und der inneren potenziellen Energie nahezu konstant bei etwa (80 ± 10) %. Der Vergleich von Cu, n-Si und p-Si zeigt im Rahmen der Messfehler keine signifikanten Unterschiede in diesem Verhältnis. Es liegen jedoch deutlich unter jenem von SiO2. Die Elektronenspektroskopie liefert ein dazu komplementäres Ergebnis. Für Cu und Si konnte ebenfalls eine lineare Abhängigkeit zwischen emittierter Energie und innerer potenzieller Energie festgestellt werden. Das Verhältnis wurde hierfür bis zum Ladungszustand bis Ar7+ zu etwa (10 ± 5) % unabhängig vom Ladungszustand bestimmt. Im Gegensatz dazu liefert SiO2 eine nahezu verschwindende Elektronenausbeute. Für Ar8+ und Ar9+ steigt die Elektronenausbeute wegen der Beiträge der LMM-Augerelektronen für alle untersuchten Materialien leicht an. Der Anteil der emittierten Energie eines Ar9+ -Ions wird für Cu und Si zu etwa 20 % und für SiO2 zu etwa 10 % angegeben. Diese Ergebnisse sind in guter Übereinstimmung mit den Kalorimetrieexperimenten und erfüllen die Energiebilanz. Zusätzlich werden die experimentellen Ergebnisse mit einer Computersimulation modelliert, welche auf dem erweiterten dynamischen klassischen Barrierenmodell basiert. Aus diesen Rechnungen kann zudem jener Anteil der deponierten potenziellen Energie erhalten werden, welcher durch Bildladungsbeschleunigung vor der Oberfläche in kinetische Energie umgewandelt wurde. / Motivated by the incomplete scientific description of the relaxation of highly charged ions in front of solid surfaces and their energy balance, this thesis describes an advanced complementary study of determining deposited fractions and re-emitted fractions of the potential energy of highly charged ions. On one side, a calorimetric measurement setup is used to determine the retained potential energy and on the other side, energy resolved electron spectroscopy is used for measuring the re-emitted energy due to secondary electron emission. In order to study the mechanism of energy retention in detail, materials with different electronic structures are investigated: Cu, n-Si, p-Si and SiO2 . In the case of calorimetry, a linear relationship between the deposited potential energy and the inner potential energy of the ions was determined. The total potential energy which stays in the solid remains almost constant at about (80 ± 10) %. Comparing the results of the Cu, n-Si and p-Si targets, no significant difference could be shown. Therefore we conclude that the difference in energy deposition between copper, n-doped Si and p-doped Si is below 10 %, which is significantly lower than using SiO2 targets. For this purpose, electron spectroscopy provides a complementary result. For Cu and Si surfaces, an almost linear increase of the re-emitted energy with increasing potential energy of the ion up to Ar7+ was also observed. The ratio of the re-emitted energy is about (10 ± 5) % of the total potential energy of the incoming ion, almost independent of the ion charge state. In contrast, an almost vanishing electron emission was observed for SiO2 and for charge states below q=7. For Ar8+ and Ar9+, the electron emission increased due to the contribution of the projectile LMM Auger electrons and the re-emitted energy amounts up to 20 % for Cu and Si and around 10 % for SiO2 .These results are in good agreement with the calorimetric values. In addition, the experimental results are compared with computer simulations based on the extended dynamical over-the-barrier model. From these calculations, the ratio of deposited potential energy that is transformed into kinetic energy before deposition due to the image charge acceleration can be maintained.

This work deals with the study of the influence of metallocene type polypropylene (mPP) molecular weight on isothermal crystallization of its nanocomposites filled with hydrophobic and hydrophilic nanosilica (1 and 2 vol.%). Real amount of nanosilica was determined by thermogravimetry. Isothermal crystallization was performed on differential scanning calorimeter (DSC) at 119–125 °C and observed in-situ under optical polarizing microscope (POM) at 128 °C using hot stage. The increase of mPP crystallinity degree in time was determined on DSC and spherulite type and growth rate was determined using POM. Supramolecular surface structure of the original and isothermally crystallited nanocomposites was observed directly or after chemical etching (mixture of mineral acids with KMnO4) on confocal laser scanning microscope. The crystal structure of mPP was in all tested materials verified by X-ray diffraction.

Biopolymer surfactant systems have been studied by using different physico chemical methods. As the biopolymer, it was chosen high (1400–1600 kDa), medium (250–450 kDa) and low (8–15 kDa) molecular weight sodium hyaluronate. Two cationic surfactants – cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) and carbethopendecinium bromide (Septonex) were selected to provide polyelectrolyte complexes with oppositely charged hyaluronan. The critical aggregation concentration of the surfactant in the system was monitored by dynamic light scattering (Zetasizer Nano ZS). SEC-MALS method was used for the description of the conformation of sodium hyaluronate of different molecular weights and polyelectrolytes complexes hyaluronan surfactant after reaching the aggregation point. Isothermal titration calorimetry (ITC) was used to determine the critical aggregation concentration of the surfactant by monitoring the thermal changes accompanying the aggregation of the system. It was found out that the increasing molecular weight of hyaluronan in these systems decreases the critical aggregation concentrations and conversely.

The presented diploma thesis deals with the evaluation of the influence of the addition of 30, 60 and 90 % of recycled material on the structure and mechanical properties of high-density polyethylene (HDPE), where recycled material represents both HDPE from a several years old part and material multiple reprocessed by extrusion. The changes of supramolecular structure were examined by calorimetric measurement, which did not indicate degradation of the material due to multiple extrusion. Mechanical properties were investigated by tensile tests and dynamic-mechanical analysis. Both measurements showed the same trend, where the first and second pass of the material through the extruder led to improved mechanical properties, e.g. to increase stiffness, while the influence of the third and fourth passes through the extruder had not a significant effect on the mechanical properties. In terms of the structure and mechanical properties, a positive effect of the combination of material after the second extrusion passing (30%) with virgin material was recorded.

Disertační práce se zabývá studiem strukturních a mechanických vlastností anorganických materiálů. Cílem je nalezení jednotlivých fází ve zkoumaném materiálu a hlavně lokalizace (mechanicky) nejslabšího místa, jeho ovlivnění a následně výroba materiálu o lepších mechanických vlastnostech. Z důvodu velkého množství použitých metod je základní teorie vložena vždy na začátku příslušné kapitoly. Taktéž z důvodu značného množství výsledků jsou na konci kapitol uvedeny dílčí závěry. Práce je rozdělena na tři části, kdy první se zabývá seznámením s možnostmi modelování mikro-mechanických vlastností a provedením experimentů umožňujících posouzení rozsahu platnosti některého modelu. V druhé části je provedeno shrnutí současných možností indentačních zkoušek pro měření mechanických vlastností strukturních složek betonu a praktické zvládnutí metodiky vhodné k užití pro výzkum materiálů zkoumaných domovským pracovištěm. V třetí části je navržena metoda identifikace nejslabších článků struktury anorganických pojiv a její ověření na konkrétním materiálu zkoumaném na domovském pracovišti. V této dizertační práci jsou použity tyto metody: kalorimetrie, ultrazvukové testování, jednoosá pevnost v tlaku, nanoindentace, korelativní mikroskopie a rastrovací elektronová mikroskopie s energiově disperzním spektrometrem. Dílčími výsledky jsou kompletní charakterizace cementových materiálů, upřesnění stávajících poznatků a nalezení optimálního postupu pro charakterizaci. Hlavním výsledkem je inovativní přístup vedoucí k pozitivnímu ovlivnění materiálu.

This thesis, which is a continuation of the previous Bachelor thesis, is dedicated to the study of polyelectrolyte complexes between hyaluronan (HA) and bovine serum albumin (BSA). Interactions between HA and BSA and a formation of complexes were studied by SEC-MALLS method, where a molar mass, a root mean square (rms) radius, a hydronamic radius and an intrinsic viscosity of particles of the system were defined. Furthermore the interactions were studied by calorimetric measurement ITC, where thermodynamic character of complex formation was determined. Additionally, dynamic and electrophoretic light scattering methods (DLS and ELS) were applied, where hydrodynamic radius and a value of the zeta potential were defined. Also the effect of higher temperature on the character and complex formation was examined by SEC-MALLS and ITC measurements. The interactions were confirmed at any of the used media, but with different efficiency. It was also proved that complexes become smaller in their radii and viscosity with growing BSA concentration. Furthermore it was proved, that the high ionic strength hinders surface charges of HA and BSA molecules and minimizes their mutual interactions. At the higher ionic strength the radii of the complexes, their intrinsic viscosity and zeta potential are increased. The higher temperature has only minimal effect on the formation of the complexes.