Bachelor's Thesis

Functionalized nanostructures

Final Thesis 4.21 MB

Author of thesis: Ing. Rostislav Váňa

Acad. year: 2011/2012

Supervisor: prof. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D.

Reviewer: Ing. Michal Kvapil, Ph.D.

Abstract:

This thesis deals with functionalized nanoparticles. In the first part
there are mentioned materials suitable for a functionalization, the usage of
functionalized nanoparticles in medicine and biochemistry and detection methods
of changes of optical properties. In the second part changes of optical
properties after functionalization are investigated by spectroscopic
ellipsometry and FTIR spectroscopy.

Keywords:

functionalized nanostructures, functionalization, biosensors, gold
nanoparticles, single stranded DNA, silicon, elipsometry, FTIR.

Date of defence

19.06.2012

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Applied Sciences in Engineering (B3901-3)

Field of study

Physical Engineering and Nanotechnology (B-FIN)

Composition of Committee

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Cíle bakalářské práce Rostislava Měcha lze rozdělit na dva rovnocenné směry: provést rešeršní studii funkcionalizace nanostruktur a experimentální část, kde měly být zahájeny první experimenty. S velkou šíří tématu rešeršní studie se bakalář vyrovnal důstojně a v práci ukazuje základní směry a metody funkcionalizace nanostruktur. Vytvořený text tak lze použít jako základní materiál pro další rozvoj tématu na ÚFI. Student se v rámci experimentální práce vyrovnal s faktem, že jeho téma je silně mezioborové a často mimo rozsah znalostí školitele. Bez jeho výrazně projevené iniciativy by jinak bylo obtížně splnitelné, což výrazně oceňuji.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Michal Kvapil, Ph.D.

Bakalářská práce se zabývá tématikou funkcionalizace nanostruktur. Je rozdělena do dvou částí. Rozsáhlejší první část má charakter rešerše. Pojednává o materiálech vhodných k funkcionalizaci, účelech funkcionalizace a metodách detekce funkcionalizovaných nanostruktur. Tato část je psána přehledně a věcně a s výjimkou sekcí věnovaných elipsometrii a FTIR je rozsah této části více než přiměřený potřebám bakalářské práce. V sekcích věnovaných elipsometrii a FTIR bych očekával, že se autor bude těmito metodami zabývat poněkud podrobněji, neboť je následně využívá v praktické části. Nicméně elipsometrii je věnována jedna strana, FTIR jeden odstavec.

U obrázků převzatých do rešerše ze zahraniční literatury, ponechává autor anglické popisky, nicméně takové obrázky jsou následně velmi dobře popsány i s vysvětlením anglických termínů.

Druhá, praktická, část se zabývá funkcionalizací zlatých kuliček nanesených na skleněný substrát z koloidního roztoku a funkcionalizací zlatých antén vyrobených pomocí elektronové litografie na křemíkovém substrátu. Ve všech případech jsou struktury funkcionalizovány pomocí řetězců DNA. Změna optických vlastností funkcionalizovaných struktur je detekována elipsometricky a pomocí FTIR.

Vysokou úrověn této práce, bohužel, poněkud sráží formální a pravopisné nedostatky. V práci se občas vyskytují překlepy a chybí několik interpunkčních znamének, ojediněle ve větě chybí nebo naopak přebývá nějaké slovo a to i v poděkování. Na straně 20 je odkaz na obrázek ??, na stranách 20, 21 a v kapitole 5 jsou nepřehledně uvedeny jednotky koncentrace, včetně pro mě neznámé jednotky ngrmml-1, na straně 30 je uvedeno "pn" jako jednotka síly, indexy v sekci 5.4 jsou psány italikou, ačkoliv se nejedná o proměnné. Mezi hodnotou veličin a jednotkou občas chybí mezera, u hodnot veličin uvedených s přesností na jedno a více desetinných míst je často desetinná čárka a číslice na místě desetin oddělena malou mezerou.

Závěrem by bylo vhodné zamyslet se, zda se hodí uvádět jako nadpisy kapitol pouze tří až čtyřpísmenné zkratky (viz sekce 4.3, 4.4 a 4.5) a zda je vhodné počítat strany práce již od titulního listu, úvodní kapitola se tak nachází až na straně číslo 13.

Výsledky získané v rámci této práce ukazují možné další využití funkcionalizovaných nanostruktur a tvoří tak základ pro další výzkum v této oblasti například v rámci autorovy diplomové práce.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Vysvětlete v práci zmíněné jednotky koncentrace M a CFU/ml.
  2. V rešerši, s odkazem na literaturu [10], je uvedeno, že po nanesení 10nm vrstvy Au na skleněný substrát pokrytý 3 nm Cr, zlato utvoří sférické struktury. Nicméně při výrobě antén, které byly použity v praktické části, Au deponované na Si substrát s vrstvou Ti sférické struktury netvoří. Co způsobuje tento rozdíl?
  3. V části práce věnované elipsometrii jsou zmíněny elisometrické parametry PSÍ a DELTA, nicméně nejsou blíže vysvětleny. Vysvětlete význam těchto parametrů a naznačte postup použitý k výpočtu (pseudo)dielektrické funkce z těchto parametrů.
  4. V praktické části na straně 40 je nepřesně psáno o efektivním indexu lomu nativního oxidu křemičitého (SiO2). Vysvětlete rozdíl mezi indexem lomu a efektivním indexem lomu, uveďte vztah pro výpočet efektivního indexu lomu a srovnejte výsledky takovéhoto výpočtu pro rozhraní Au/Si a Au/SiO2. Jak se na výsledcích těchto výpočtů projeví zanedbání indexu absorbce k?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová