ÚFE
Předmětem hlavní činnosti ÚFE je vědecký výzkum ve fotonice, optoelektronice a fotonice zaměřený na generování, přenos a zpracování signálů, přípravu speciálních materiálů a struktur vhodných pro tyto účely, fyzikální výzkum jevů v těchto materiálech a strukturách a jejich aplikací zejména v optických senzorech a komunikacích. Ve spolupráci s vysokými školami ÚFE se účastní výchovy studentů v bakalářském, magisterském i doktorském studiu. Ústav je rovněž pověřen uchováváním a rozvojem státního etalonu frekvence a času.

ÚFM
Posláním Ústavu fyziky materiálů AV ČR, v.v.i., je objasňovat vztah mezi chováním a vlastnostmi materiálů a jejich strukturními charakteristikami. Prioritní je výzkum pokročilých kovových materiálů a kompozitů na bázi kovů ve vztahu k jejich mikrostruktuře a způsobu přípravy. Těžiště aktivity ústavu spočívá v základním výzkumu a v podpoře využití nových poznatků v aplikační sféře.

ÚFP
Předmětem činnosti Ústavu fyziky plazmatu AVČR, v.v.i. je výzkum a aplikace čtvrtého skupenství hmoty - plazmatu. Výzkum zahrnuje jak experimentální tak i teoretické studium uměle produkovaného plazmatu v širokém rozsahu teplot, hustot a doby života. Nedílnou součástí tohoto výzkumu je vývoj adekvátních diagnostických metod a vyhledávání možností využití plazmových systémů. Ve všech níže uvedených hlavních okruzích výzkumu uchazeč intenzivně spolupracuje s řadou mezinárodních institucí zabývajících se obdobnou problematikou.

ÚH
Výzkum se orientoval na řešení hydrodynamické problematiky toku newtonských a nenewtonských kapalin a na problémy spjaté s hydrologickou tématikou.

ÚPT
Pro činnost pracoviště je charakteristické propojení teoretického, experimentálního a aplikovaného výzkumu v oblastech elektronové optiky a mikroskopie, koherenční optiky, technologického využití elektronových svazků, nukleární magnetické rezonance a měření a zpracování biosignálů. Hlavní úsilí směřuje k objevování a rozvíjení nových experimentálních metod studia mikrostruktury živé i neživé hmoty. K ověřování principů jsou využívány původní teoretické výsledky ve vybraných oblastech přírodních i technických věd společně s vytvořenými unikátními přístrojovými prvky a metodickými postupy. Konečným cílem je nasazení vypracovaných metod na získávání nových poznatků základního i aplikovaného výzkumu především v biomedicínských a fyzikálně materiálových oborech, případně zhodnocení dosažených výsledků v průmyslu.

ÚT
Předmětem hlavní činnosti ÚT je vědecký výzkum v oblastech technické fyziky se zaměřením na dynamiku tekutin, termodynamiku, dynamiku mechanických systémů, mechaniku deformovatelných těles, diagnostiku materiálu a na řešení interdisciplinárních problémů, zejména interakcí tekutin s tuhými tělesy, aerodynamiky životního prostředí, biomechaniky a mechatroniky, a dále výzkum v oblasti silnoproudých elektromechanických systémů se zaměřením na elektrické stroje, přístroje a jiná zařízení z hlediska jejich fyzikálních parametrů, dynamiky, řízení a pracovních médií.

ÚTAM
ÚTAM provádí teoretický a experimentální výzkum problémů mechaniky materiálů, konstrukcí a prostředí, zejména mechaniky kontinua, dynamiky a stochastické mechaniky, mechaniky tenkostěnných konstrukcí, biomechaniky, mechaniky porušování, mechaniky partikulárních látek, historických materiálů a konstrukcí, vyvíjí a aplikuje optické, radiografické a další metody experimentální mechaniky a řeší interdisciplinární problémy záchrany a zachování kulturního dědictví.

Seznam anotací:

1. Senzory s povrchovými plazmony pro monitorování velkého počtu molekulárních interakcí (Ústav fotoniky a elektroniky)
2. Velmi krátké čtvercové optické impulzy pro spolehlivé zpracování dat s rychlostí přenosu až 640 Gbit/s v jednom kanálu (Ústav fotoniky a elektroniky)
3. Optické vlastnosti gradientních subvlnových struktur (Ústav fotoniky a elektroniky)
4. Atlas fázových diagramů soustav důležitých pro bezolovnaté pájky (Ústav fyziky materiálů)
5. Objasnění příčin zpevnění slitiny Fe-Al-Zr při zvýšených teplotách (Ústav fyziky materiálů)
6. Spinově-smíšené konduktance tenkých magnetických vrstev (Ústav fyziky materiálů)
7. Sondová diagnostika na tokamaku CASTOR (Ústav fyziky plazmatu)
8. Potenciální aplikace tandemových rázových vln k bezkontaktnímu narušování nádorových tkání (Ústav fyziky plazmatu)
9. Produkce syntetického plynu zplynováním biomasy v plazmatu generovaném z vody (Ústav fyziky plazmatu)
10. Stabilizace korundové fáze v plazmově deponovaných nástřicích oxidu hlinitého (Ústav fyziky plazmatu)
11. Dvourozměrné mapování perturbací okrajového plazmatu v tokamaku (Ústav fyziky plazmatu)
12. Vývoj a realizace optiky ke kontrole pnutí na linkách výroby skla typu Float (Ústav fyziky plazmatu)
13. Konsolidace objemu amorfních polymerů po teplotních skocích (Ústav pro hydrodynamiku)
14. Identifikace vírových struktur, vířivost a rozklad pohybu (Ústav pro hydrodynamiku)
15. Kvantitativní mapování dopantu v polovodiči pomocí energiově filtrované fotoemisní elektronové mikroskopie (Ústav přístrojové techniky)
16. Návrh modelu a dynamických parametrů ventrikulární depolarizace – stanovení míry rizika náhlé srdeční smrti (Ústav přístrojové techniky)
17. Úzkospektrální výkonový laser na bázi pole laserových diod pro přípravu hyperpolarizovaného xenonu (Ústav přístrojové techniky)
18. Křehce-tvárné chování materiálu u čela trhliny v alfa železe (Ústav termomechaniky)
19. Tomografická diagnostika nestacionárních jevů v termickém plazmatu (Ústav termomechaniky)
20. Mikrofluidická ústrojí bez pohyblivých částí s tlakovým ovládáním (Ústav termomechaniky)
21. Šíření harmonických vln v prostředí s náhodnými imperfekcemi parametrů (Ústav teoretické a aplikované mechaniky)
22. Strategie adaptace památek proti negativním účinkům klimatu a jeho očekávaným změnám (Ústav teoretické a aplikované mechaniky)
23. PICTURE - Aktivní správa vlivů cestovního ruchu na zdroje a ekonomiku malých a středních sídel v Evropě (Ústav teoretické a aplikované mechaniky)

Senzory založené na rezonanční excitaci povrchových plazmonů (SPR) patří mezi nejrozvinutější optické detekční techniky. Schopnost SPR biosenzorů monitorovat interakce mezi molekulami v reálném čase a bez použití značek činí techniku SPR biosenzorů významným nástrojem v molekulární biologii a farmaceutickém výzkumu. Technika SPR biosenzorů má rovněž potenciál širokého uplatnění v oblastech jako jsou lékařská diagnostika, monitorování životního prostředí, kontrola kvality potravin a bezpečnost [1]. Jedním z největším omezení současných SPR biosenzorů je jejich propustnost, tj. schopnost provádět současně vysoký počet měření. Proto je vývoj SPR biosenzorů umožňujících současné monitorování stovek až tisíců biomolekulárních interakcí jedním z důležitých úkolů výzkumu v této oblasti.
V laboratoři optických senzorů ÚFE AV ČR, v. v. i. byly navrženy a realizovány dva nové typy SPR biosenzorů s vysokou propustností. První systém je založen na úhlové spektroskopii povrchových plazmonů na souboru difrakčních mřížek tvořících senzorový čip. Skanováním svazku po povrchu čipu lze přečíst více než 200 měřících kanálů během několika desítek sekund [2, 3]. Druhý typu SPR biosenzoru využívá metodu SPR zobrazování, speciální systém multivrstevnatých struktur a polarizační kontrast, což umožňuje měření s vysokou citlivostí ve vysokém počtu detekčních kanálů současně [4, 5]. SPR senzory tohoto typu byly funkcionalizovany [6] a použity k charakterizaci protilátek [3] a detekci oligonukleotidů [5].


[1. Homola, J.: Surface plasmon resonance sensors for detection of chemical and biological species, Chemical Reviews, in print.
[2] Dostálek, J. Homola, J., Miler, M.: Rich information format surface plasmon resonance biosensor based on array of diffraction gratings, Sensors and Actuators B, 107, 154-161(2005).
[3] Dostálek, J., Homola, J.: Surface plasmon resonance sensor based on an array of diffraction gratings for highly-parallelized observation of biomolecular interactions. – Sensors and Actuators B, in print.
[4] Piliarik, M., Vaisocherová, H., Homola, J.: A new surface plasmon resonance sensor for high-throughput screening applications. – Biosensors and Bioelectronics 20, 2104-2110 (2005).
[5] Piliarik, M., Vaisocherová, H., Homola, J.: Towards parallelized surface plasmon resonance sensor platform for sensitive detection of oligonucleotides, Sensors and Actuators B, 121, 1: 187-193 (2007).
[6] Vaisocherová, H., Zítová, A., Lachmanová, M., Štěpánek, J., Králíková, S., Liboska, R., Rejman, D., Rosenberg, I., Homola., J.: Investigating oligonucleotide interactions at subnanomolar level by surface plasmon resonance biosensor. – Biopolymers 82, 4: 394–398 (2006).

Senzor využívající zobrazování povrchových plazmonů (vlevo) a typický výstupní obraz (vpravo)

Kontaktní osoba: Ing. Jiří Homola, CSc., tel. 266773448, homola@ufe.cz

Optické vlákno dokáže přenést až 50 Tbit/s dat, zatímco nejrychlejší elektronické systémy zpracovávají signály s rychlostí menší než 100 Gbit/s (typicky 10 a 40 Gbit/s). Pro využití optického vlákna se nyní kombinuje několik (8-64) elektronicky zpracovaných datových toků přenášených na různých vlnových délkách (kanálech), které se pak šíří ve vlákně nezávisle (technologie WDM). Tím se dosahuje přenosu až 2 Tbit/s (typicky 80-640 Gbit/s) jedním optickým vláknem. Rychle rostoucí potřeby společnosti však vyžadují zvýšení této kapacity. Využití většího počtu kanálů (128, 256, 512, ...), je ale technologicky i finančně neschůdné. Jednou z alternativ je kombinace elektronicky zpracovatelných signálů v časové oblasti pomocí optických součástek (technologie OTDM) pro vytvoření datových toků 320 Gbit/s (a více) na jedné vlnové délce a teprve následné kombinování menšího počtu (8-64) takových datových toků pomocí WDM. Pro využití OTDM je ale potřeba vyvinout nové ultrarychlé optické součástky a potlačit vliv různých druhů šumu (např. fluktuace výkonu a frekvence), na něž je vysokorychlostní přenos dat velmi citlivý.
Na našem pracovišti jsme připravili a ve spolupráci s kolegy z EMT v Montrealu experimentálně vyšetřovali jednu z komponent nutnou pro robustní systémy OTDM – vláknový filtr umožňující syntézu velmi krátkých optických impulzů s časovým průběhem blízkým obdélníkové funkci [1, 2]. Filtr jsme vytvořili „zápisem“ difraktivních mřížek do optického vlákna. Použití obdélníkových impulzů v optickém zpracování dat umožňuje podstatné snížení vlivu frekvenčních nestabilit, což jsme ověřili ve spolupráci s kolegy z TU v Kodani [3, 4]. Jako první jsme ukázali použití optických impulzů s obdélníkovým časovým průběhem pro systémy OTDM pracujícími na 320 Gbit/s [3] a 640 Gbit/s [4].

[1] Y. Park, Y., Kulishov, M., Slavík, R., and J. Azaña, J.: Picosecond and sub-picosecond flat-top pulse generation using uniform long-period fiber grating. – Optics Express, 14, 26: 12671-12678 (2006).
[2] R. Slavík, R., Park, Y., Azaña, J.: Tunable dispersion-tolerant picosecond flat-top waveform generation using an optical differentiator. – Optics Express, 15, 11: 6717-6726 (2007).
[3] Slavík, R., Oxenløve, L.K., Galili, M., Mulvad, H.C.H., Park, Z., Azaña, J., Jeppesen, P.: Demultiplexing of 320 Gbit/s OTDM data using ultrashort flat-top pulses. – IEEE Photonics Technology Letters 19, 22: 1855-1857 (2007).
[4] Oxenløve, L.K., Slavík, R., Galili, M., Mulvad, H.C.H., Clausen, A. T., Park, Y., Azaña, J., Jeppesen, P.: 640 Gbit/s timing jitter tolerant data processing using a long-period fiber grating-based flat-top pulse shaper. – IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, (2008), v tisku

Ultrarychlý optický přepínač

Kontaktní osoba: Mgr. R. Slavík, PhD., tel. 266773515, slavik@ufe.cz

Studovali jsme dielektrické vrstvy s gradientním rozložením indexu lomu, které vede k nelokální disperzi s kritickou frekvencí, jenž odděluje frekvenční obory s evanescentním a volně se šířícím vlněním. Pro realistické hodnoty modulace indexu lomu mají vlny polarizace s v tomto systému evanescentní charakter, zatímco vlny polarizace p se šíří volně, tj. na rozdíl od oblasti s obdélníkovým profilem indexu lomu je tunelování přes tuto oblast polarizačně závislé. Pomocí analytického modelu jsme studovali vliv konkávního profilu popisujícího fotonickou bariéru na reflektanci a transmitanci jedné a dvou vrstev pro obě polarizace a pro libovolný úhel dopadu. Ukázali jsme, že při zvyšování modulační hloubky indexu lomu lze pozorovat v režimu potlačené reflektance existenci lokálních maxim - viz obrázek. Na rozdíl od případu pravoúhlé bariéry s konstantním indexem lomu dochází na rozhraní mezi gradientní vrstvou a vakuem v důsledku interference mezi odraženou vlnou a prošlou částí evanescentní vlny k jejich vzájemnému vyrušení. Tento efekt netlumeného tunelování je analogický s tzv. superprizmatickým efektem, u něhož evanescentní vlna přispívá k vytváření dokonalého obrazu objektu pomocí prostředí s negativním indexem lomu a představuje alternativní koncept přenosu energie, který využívá evanescentní vlnění a může být užitečný při konstrukci subvlnových struktur. Použití různých profilů indexu lomu otevírá možnosti při vytváření nové třidy metamateriálů, u nichž nastává rezonanční chování dielektrické permitivity, která má na rozdíl od kovových metamateriálů zanedbatelnou absorpci.

Shvartsburg, A., Kuzmiak, V., Petite, G.: Optics of subwavelength gradient nanofilms. – Phys. Rep. 452, 2-3: 33-38 (2007).
Shvartsburg, A., Kuzmiak, V., Petite, G.: Polarization-dependent tunneling of light in gradient optics. – Physical Review E 76, 1: 016603 (2007).

Transmitace gradientních a homogenních vrstev

Kontaktní osoba: RNDr. V. Kuzmiak, CSc., tel. 26677445, kuzmiak@ufe.cz

V poslední době se výrazně zvyšuje pozornost věnovaná nahrazování materiálů, které ohrožují lidské zdraví a představují ekologickou hrozbu pro přírodu i člověka. Mezi takové látky rozhodně patří materiály, obsahující významné množství olova, což jsou i klasické pájky ze slitiny PbSn. Olovo představuje značnou hrozbu pro zdraví člověka, zejména proto, že hrozí nebezpečí jeho akumulace v lidském těle, což vede k narušení nervového systému, ohrožení reprodukčních schopností a zpoždění fyzického i neurologického vývoje u dětí.
Reakcí na nutnost nahrazení olova v elektrotechnickém průmyslu byla zvýšená pozornost, věnovaná této problematice ve vědecké komunitě. Jedním z příkladů byl i mezinárodní projekt COST 531 – Materiály pro bezolovnaté pájky, jehož účastníkem byl i Ústav fyziky materiálů AV ČR, v. v. i. a jedním z důležitých výsledků řešení je i „Atlas fázových diagramů soustav vhodných pro bezolovnaté pájení“, vydávaný péčí ÚFM AV ČR.
Tento Atlas obsahuje fázové diagramy binárních a vybraných ternárních soustav, důležitých pro bezolovnaté pájení a další klíčové informace, důležité pro technologický vývoj a praktické využívání takových nových materiálů. V přehledné grafické podobě a v tabulkách zde jsou publikovány křivky či plochy liquidu, teploty nejdůležitějších fázových transformací a složení fází, které se příslušných transformací zúčastňují. Dále atlas obsahuje informace o krystalových strukturních fázích, existujících v těchto soustavách. Tyto výsledky byly získány na základě teoretického modelování metodou CALPHAD s využitím termodynamické databáze pro modelování termodynamických vlastností materiálů, vhodných pro bezolovnaté pájky. I tato databáze vznikla v rámci mezinárodního projektu COST 531 – Materiály pro bezolovnaté pájky za účasti ÚFM AV ČR.
Atlas vznikl ve spolupráci s National Physical Laboratory, Teddington, UK, s University of Leeds, UK a s Ústavem chemie Masarykovy Univerzity. Je prvním svazkem dvoudílné publikace. Druhý díl vznikl v rámci výše zmíněné mezinárodní spolupráce (COST531) na Universität Wien a zabývá se dalšími materiálovými především mechanickými vlastnostmi vybraných materiálů vhodných pro bezolovnaté pájky.
Atlas bude mít velký význam pro pracovníky, zabývající se vývojem a aplikací bezolovnatých pájek, jak ve výzkumné sféře, tak v průmyslu, protože shrnuje v přehledné formě klíčové informace o vlastnostech, nutných pro vývoj, výrobu a použití bezolovnatých pájek v elektronickém a elektrotechnickém průmyslu.

Dinsdale, A.T., Watson, A., Kroupa, A., Vřešťál, J., Zemanová, A., Vízdal, J.: Atlas of phase diagrams for Lead-free Solders. COST Office, Brno 2008, v tisku.
Kroupa, A., Dinsdale, A.T., Watson, A., Vřešťál, J., Vízdal, J., Zemanová, A: The Development of the COST 531 Lead-free Solders Thermodynamic Database. – JOM 59, 20-25 (2007)

Kontaktní osoba: RNDr. Aleš Kroupa, CSc., 532290467, kroupa@ipm.cz

Intermetalické sloučeniny železa a hliníku Fe3Al a FeAl jsou známy pro svou vynikající odolnost v různých korozivních prostředích. Jejich mechanické vlastnosti při vysokých teplotách však nejsou dostačující a musí se hledat vhodné přísady, jako např. malé množství zirkonia. V ÚFM AV ČR, v. v. i. byly studovány creepové vlastnosti slitiny na bázi Fe3Al s 0.25 at.%Zr při teplotách 873 až 1073 K. Creep je zpomalován přítomností precipitátů pouze do teploty 923 K a zde může být popsán pomocí prahového napětí. Nad 923 K je creep kontrolován pohybem dislokací v jednofázové matrici a vhodným napětím pro popis je vnitřní napětí generované napěťovými poli okolních dislokací. Dodané množství zirkonia nevede k efektivnímu precipitačnímu zpevnění při teplotách nad 923 K.

Dobeš, F., Kratochvíl, P., Milička, K.: Compressive Creep of Fe3Al-type Iron Aluminide with Zr Additions. – Strength of Materials, 40 (2008), v tisku.
Dobeš, F., Milička, K., Kratochvíl, P., Pešička, J.: The Internal and Threshold Stresses in Creep of Fe-30Al-4Cr Intermetallic Alloy with Zr Addition. – Materials Science and Technology, 4, 59 (2007)

Kontaktní osoba: Ing. Ferdinand Dobeš, DrSc., 532290408, dobes@ipm.cz

V souvislosti s novým jevem překlopení magnetizace tenké vrstvy procházejícím proudem jsme rozpracovali kvantovou teorii důležité veličiny, tzv. spinově-smíšené konduktance v uspořádání s proudem kolmým k vrstvě. Tato komplexní veličina popisuje silový moment působící na magnetizaci tenké vrstvy, který je vyvolán spinovou akumulací v nemagnetickém kovovém přívodu. Na základě realistických výpočtů provedených pro řadu systémů jsme odhalili některé nečekané vlastnosti spinově-smíšené konduktance. Zjistili jsme, že pro tenké niklové vrstvy je tato konduktance oscilující funkcí jejich tloušťky, což svědčí o tom, že spinový proud uvnitř této vrstvy si zachovává koherenci na vzdálenostech výrazně převyšujících mřížkový parametr. Dále jsme zjistili, že v případě polokovových magnetických vrstev (Heuslerovy slitiny, zředěné magnetické polovodiče) mohou obě složky – reálná a imaginární – této konduktance nabývat srovnatelných velikostí, což je v protikladu k dosavadním představám ignorujícím význam imaginární složky. Nalezené vlastnosti mohou být využitelné ve spinové elektronice při návrzích spinových ventilů vhodných k magnetickému zápisu informace založenému na principu silového momentu indukovaného proudem.

Turek, I., Carva, K.: Spin-mixing conductances of metallic and half-metallic magnetic layers. – J. Phys.: Condens. Matter. 19, 36: 365203 (2007).
Carva, K., Turek, I.: Spin-mixing conductances of thin magnetic films from first principles. – Phys. Rev. B 76, 10: 104409 (2007)

Kontaktní osoba: doc. RNDr. Ilja Turek, DrSc., 532290437, turek@ipm.cz

Byl uzavřen vývoj a testy elektrických sond na tokamaku CASTOR. Sondy umožňují získat detailní informace o okrajovém plazmatu v tokamacích. Vyvinuli jsme pole Langmuirových sond pro časoprostorové monitorování turbulentních struktur, emisní a Ball-pen sondu pro přímé měření potenciálu plazmatu, orientované sondy pro měření iontových toků a tunelovou sondu pro rychlé měření elektronové a iontové teploty. Všechny typy sond byly úspěšně testovány jak na tokamaku CASTOR, tak i na dalších fúzních experimentech (ASDEX Upgrade v Garchingu, RFX v Padove a ISTTOK v Lisabonu).

J. Stöckel, J. Adamek, P. Balan, O. Bilyk, J. Brotankova, R. Dejarnac, P. Devynck, I. Duran, J. P. Gunn, M. Hron, J. Horacek, C. Ionita, M. Kocan, E. Martines, R. Panek, P. Peleman, R. Schrittwieser, G. Van Oost, F. Zacek, Advanced probes for edge plasma diagnostics on the CASTOR tokamak, Journal of Physics, Conference Series, 63 (2007), 012001

Kontaktní osoba: RNDr Jan Stöckel, CSc., 26605 3944; stockel@ipp.cas.cz

Byl vyvinut generátor dvou po sobě následujících (tandemových) vln fokusovaných do společného ohniska. Tímto generátorem je možno dosáhnout lokalizovaného účinku vln v předem známém místě původně akusticky homogenního prostředí, jakým nádorové a zdravé tkáně jsou. První vlna vytvoří v tkáni akustickou nehomogenitu (vlnu zředění, event. kavitace) a druhá vlna s touto nehomogenitou silně interaguje. To vede k vytvoření velmi složitého tlakového pole s velkými gradienty tlaků na rozměrech řádu desítek mikrometrů. Prokázalo se, že tato tlaková pole mohou účinně interagovat se strukturami buněčných rozměrů. Tandemové rázové vlny by v kombinaci se speciálními léky mohly být využity k terapii některých nádorů.

[1] P. Sunka, V. Stelmashuk, J. Benes, P. Pouckova, J. Kralova, Potential applications of tandem shock waves in cancer therapy, Pulsed Power and Plasma Science Conference 2007, PPPS-2007, Albuquerque, NM, USA, June 17-22, 2007, IEEE Conference Record – Abstracts, IEEE Catalog Number: 07CH37865, ISBN: 1-4244-0914-4, Library of Congress: 81-644315, Paper No. 6C7, p. 469; 2007 IEEE Pulsed Power Conference, Digest of Technical Papers 1976-2007, IEEE Catalog Number: 07CH37864C, ISBN: 1-4244-0914-4, Paper No. 5P84, p. 1074-1077
[2] J. Kaspar, K. Hana, P. Smrcka, J. Brada, J. Benes, P. Sunka, Magnetic resonance imaging in biomedical engineering, AIP Conference Proceedings 958, Nuclear Physics Methods and Accelerators in Biology and Medicine, edited by C. Crranja, C. Leroy, and I. Stekl, ISBN: 978-0-7354-0472-4/07, pp. 142-146

Kontaktní osoba: P. Šunka, tel: 2 6605 3237, e-mail: sunka@ipp.cas.cz

Při experimentech se zplynováním biomasy v plazmochemickém reaktoru PLASGAS s unikátním hybridním plazmatronem byla ověřena vysoká účinnost procesu a optimální složení získaného plynu. Na základě analýzy výsledků experimentů i výpočtů byly prokázány výhody zplynění biomasy touto metodou ve srovnání s dosud používanými technologiemi. Vlastnosti vysokoentalpického plazmatu, generovaného v hybridním plazmatronu s vodní stabilizací výboje, vedou k vysoké kvalitě a výhřevnosti produkovaného plynu, umožňují využít CO2 pro oxidaci přebytečného uhlíku a nabízejí využití technologie pro širokou škálu odpadních organických látek a biomasy. Výhřevnost generovaného plynu je až 3.5krát vyšší než příkon plazmatronu, navíc se nabízí možnost recyklace CO2 na CO. Výsledky jsou využitelné pro návrh zařízení na likvidaci odpadů a produkci energetických plynů z odpadů a biomasy.

M. Hrabovsky, M. Konrad, V. Kopecky, M. Hlina, T. Kavka, O. Chumak, Production of Biosyngas by Gasification in Steam Plasma, Proc. of 18th Int. Symp. on Plasma Chemistry (ed. K Tachibana et al) , Kyoto, August 26-31, 2007, Book of Abstracts, 708, full paper on CD

Kontaktní osoba: M. Hrabovský, tel: 2 6605 3538, e-mail: hrabov@ipp.cas.cz

U plazmových nástřiků z oxidu hlinitého je vyžadována tvrdá korundová fáze (α-Al2O3) avšak díky složitému procesu stříkání se tvoří jiné, nestabilní fáze. Pro stabilizaci korundové fáze v nástřicích byl proto použit oxid chromitý a to ve dvou různých formách: stavený a rozdrcený prášek a směs dvou prášků. Plazmové stříkání bylo provedeno jednak hořákem s vodní stabilizací plazmatu (WSP^®) a dále komerčním systémem. Nástřiky ze staveného prášku vykazovaly nárůst korundové fáze se zvyšujícím obsahem Cr2O3 u obou stříkacích metod. V případě plazmového stříkání mechanických směsí nárůst korundové fáze byl pozorován pouze při použití WSP^®. Za hlavní příčinu zjištěného rozdílu je považována prokázaná vyšší entalpie proudu plazmatu u WSP^®. Práce je pokračováním dříve publikovaných výsledků o fázovém složení plazmových nástřiků z oxidu hliníku. Jsou popsány procesní parametry, za nichž oxid chrómu stabilizuje korundovou alfa fázi v plazmovém nástřiku oxidu hliníku. Vedle vhodné teploty důležitou roli hraje i doba setrvání nad touto teplotou a stav výchozího materiálu.

[1] Stahr, Carl Christoph; Saaro, Sabine; Berger, Lutz-Michael; Dubský, Jiří; Neufuss, Karel: About the Dependence of the Stabilization of α-Alumina on the Spray Process, Proceedings of the International Thermal Spray Conference 2007, „Thermal Spray 2007: Global Coating Solutions“. – Edit. by: Marple, B.; Hyland, M.; Lau, Y.; Li, C.; Lima, R.; Montavon, G., Beijing, China, 14.5.2007-17.5.2007, ASM International, Materials Park, Ohio, 2007, p. 489-494
[2] Carl Christoph Stahr, Sabine Saaro, Lutz-Michael Berger, Jiri Dubsky, Karel Neufuss, and Mathias Herrmann: Dependence of the Stabilization of α-Alumina on the Spray Process, Journal of Therm Spray Technology 16(2007)5-6,822-830
[3] Jiří Dubský, Pavel Chráska, Blahoslav Kolman, Carl Christoph Stahr, Lutz-Michael Berger: Formation of Corundum Phase in Plasma Sprayed Alumina, Journal "Materials Technology:Advanced Performance Materials", Maney Publishing, London, UK, předáno do tisku

Kontaktní osoba: Ing.Jiří Dubský, CSc., 26605 3427, dubsky@ipp.cas.cz

Perturbace okrajového plazmatu během ohřevu vlnou a tepelná a netepelná interakce částic s LHCD (dolně hybridní vlečení proudu) anténami byly zkoumány v tokamaku Tore Supra. Vůbec poprvé byly dvourozměrně zmapovány změny ve struktuře okrajového plazmatu poblíž dolně hybridních antén v tokamaku Tore Supra. Pro mapování byl použit vysunovací částicový analyzátor s elektrostatickým brzdícím polem (RFA). Překvapivě se ukázalo, že svazek rychlých částic silně tepelně zatěžujících stěny tokamaku je radiálně mnohem širší, než bylo dosud známo. Byla prokázána radiální šíře svazku několik centimetrů v plné šíří okrajového plazmatu. Přítomnost tohoto svazku vysvětluje stopy eroze na anténách, případně na jiných částech stěny tokamaku.

[1] Colas, L., Gunn, J.P., Nanobashvili, I., Petrzilka, V., Goniche, M., Ekedahl, A.,, Heuraux, S., Joffrin, E., Saint-Laurent, F., Balorin, C., Lowry, C., Basiuk, V.: 2-D mapping of ICRF-induced SOL perturbations in Tore Supra tokamak - Journal of Nuclear Materials 363: 555-559 (2007)
[2] Ekedahl, A., Goniche, M., Balorin, C., Basiuk, V., Bibet, P., Chantant, M., Colas, L., Delpech, L., Desgranges, C., Eriksson, L.G., Joffrin, E., Kazarian, F., Lowry, C., Moreau, P., Petrzilka, V., Portafaix, C., Prou, M., Roche, H.: Thermal and non-thermal particle interaction with the LHCD launchers in Tore Supra - Journal of Nuclear Materials 363: 1329-1333 (2007)

Kontaktní osoba: Ing. Václav Petržílka, DrSc., 26605 2520; vap@ipp.cas.cz

Byly vyvinuty a realizovány optické díly ke zhotovení přístroje automatické kontroly vnitřního pnutí na výrobních linkách produkujících listové sklo typu Float. Byl navržen osvětlovač s LED diodou a speciálně konstruovaný diferenciální krystalový kompenzátor Babinetova typu, umožňující pomocí měřící CCD kamery odečítání vnitřního pnutí plaveného skla ve zlomcích nm. Zvýšila se tak přesnost měření o řád a byla zajištěna vysoká stabilita a reprodukovatelnost procesu, bez vlivu obsluhy.

Kontaktní osoba: Melich Z., 481 549 440, vod@ipp.cas.cz

Byla měřena a popsána konsolidace objemu amorfních polymerů po teplotních skocích pod teplotu skelného přechodu. Tento typ konsolidace objemu je průvodní jev technologických procesů při zpracování termoplastů, který ovlivňuje konečný tvar, kvalitu a užitnost výrobků. Konsolidace objemu po snížení teploty je termodynamický proces zahrnující omezení pohybu makromolekul se současným poklesem entropie a určujícími změnami teplotní roztažnosti, teplotní kapacity a objemového modulu. Detaily tohoto procesu byly určeny s pomocí původní termodynamické nelineární viskoelastická teorie pro amorfní polymery a kooperativního modelu pohybu makromolekul připomínající mechanismus Bose-Einsteinovy statistiky. Kooperativní mechanismus uspořádávání je velmi silný za nižších technologických teplot a vede k extrémnímu zpomalení konsolidace a dosažení rovnovážného stavu výrobku. K získání technologických poznatků a ověření výpočtových postupů byl použit polymetylmetakrylát a polystyrén. Měřena byla redukce objemu, entalpie a vztažné entropie polymerů během celého nerovnovážného děje a provedeny předpovědní výpočty technologických postupů.

J. Hadač, P. Slobodian, Říha P., Sáha P., Rychwalski R., Emri I., Kubát J., Effect of cooling rate on enthalpy and volume relaxation of polystyrene, J. Non-Crystalline Solids 353 (2007) 2681-2691.
P. Říha, J. Hadač, P. Slobodian, P. Sáha, R. W. Rychwalski, J. Kubát, Effect of aging time on the volumetric and enthalpic glass transition of a-PMMA upon heating, Polymer 48 (2007) 7356-7363.

Kontaktní osoba: Pavel Říha, 233109093, riha@ih.cas.cz

Byly shrnuty obecné požadavky na identifikaci vírových struktur. Byla navržena, fyzikálně zdůvodněna, podrobně popsána a prakticky použita nová metoda identifikace vírových struktur [1]. Součástí tohoto výzkumu byl i přehled již existujících identifikačních metod. Cílem přehledu - převážně metod lokálního typu - bylo stručně vymezit jejich fyzikální význam. Souhrn obecných požadavků na identifikaci vírových struktur umožnil dosavadní metody kriticky posoudit a kvalitativně je porovnat s nově navrhovanou metodou. Nová metoda vírové identifikace je výsledkem navrhované trojné dekompozice lokálního relativního pohybu v okolí bodu, jejímž cílem je extrahovat efektivní smykový pohyb. Z uvedené dekompozice pohybu přímo plyne rozklad vířivosti na smykovou a reziduální složku. Reziduální vířivost je mírou lokální vírové intenzity a představuje lokální vírový identifikátor. Praktické využití nové identifikační metody bylo provedeno pro experimentální data “dvojnásobného proudového paprsku v příčném unášivém proudění” [2]. Byly stručně shrnuty základní metody rozkladu vířivosti [3]. Byly studovány některé specifické vlastnosti navrhované trojné dekompozice relativního pohybu v okolí bodu [4].

[1] V. Kolář - Vortex identification: New requirements and limitations. Int. J. Heat Fluid Flow 28 (2007), 638-652
[2] V. Kolář, E. Savory - Dominant flow features of twin jets and plumes in crossflow. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 95 (2007), 1199-1215
[3] V. Kolář - On vorticity decomposition. Proc. 5th Int. Conf. on Fluid Mech., CD-ROM, Shanghai (China), 2007, 722-725
[4] V. Kolář - Some basic aspects of the triple decomposition of the relative motion near a point. Proc. 16th Australas. Fluid Mech. Conf., CD-ROM, Brisbane - G. Coast (Australia), 2007, 925-929

Kontaktní osoba: Václav Kolář, 233109095, kolar@ih.cas.cz

Zobrazení dopovaných oblastí v polovodičové struktuře s vysokou citlivostí a s vysokým prostorovým rozlišením je nanejvýš aktuálním úkolem mikroskopických metod. Řešení je nezbytné pro vývoj, výrobní mezikontrolu i diagnostiku struktur. Slibných výsledků je dosahováno rastrovacím elektronovým mikroskopem při zobrazování sekundárními elektrony nebo velmi pomalými zpětně odraženými elektrony. Po rozpracování obou těchto metod a shromáždění experimentálních výsledků přistoupili pracovníci ústavu k tvorbě fyzikálního modelu vysvětlujícího pozorované jevy a narazili přitom na problémy s jednoznačností interpretace výsledků. Proto bylo přistoupeno ke studiu struktur pomocí fotoemisního elektronového mikroskopu vybaveného energiovou filtrací signálních elektronů excitovaných zářením rtuťové výbojky, a to na pracovišti university v Mainz, SRN, kde byl přístroj k dispozici v rámci neformální spolupráce. Zkoumány byly dopované obrazce p-typu na křemíkovém substrátu n-typu a rovněž i opačná kombinace vodivostí, obojí v širokém rozsahu koncentrací dopantu v obrazcích. Bylo zjištěno (obr. 1), že kontrast fotoemisního obrazu mezi více emitujícím p-typem polovodiče a méně emitujícím n-typem je úměrný koncentraci dopantu a je možné jej využít k měření koncentrace. Energiově filtrovaný obraz v rychlých fotoelektronech má kontrast opačného znaménka, je na koncentraci nezávislý a umožňuje tak měřit geometrii obrazců při všech koncentracích. Zkoumání fotoemisních spekter ukázalo, že dominantní příčinou pozorovaného kontrastu jsou lokální rozdíly v absorpci již uvolněných fotoelektronů při jejich transportu k povrchu a nikoliv dříve uvažované rozdíly v ionizační energii nebo výšce povrchové bariéry. Dosaženým výsledkem je zmapování potenciálu fotoemisní mikroskopie pro diagnostiku polovodičů, což má enormní praktický význam pro polovodičový průmysl, a dále významný doplněk fyzikálního modelu elektronově optického zobrazení polovodičů.

Frank, L., Müllerová, I., Valdaitsev, D., Gloskovskii, A., Nepijko, S., Elmers, H., Schönhense, G.: The origin of contrast in the imaging of doped areas in silicon by slow electrons. – Journal of Applied Physics 100, 9: 093712:1-5 (2006).
Hovorka, M., Frank, L., Valdaitsev, D., Nepijko, S., Elmers, H., Schönhense, G.: High-pass Energy filtered PEEM Imaging of Dopants in Silicon. – Journal of Microscopy 230 (2008) – in print

Fotoemisní mikroskopie dopantů

Kontaktní osoba: RNDr. Luděk Frank, DrSc., tel.: 541 514 299, director@isibrno.cz

QT interval je v kardiologii důležitým parametrem používaným při stanovení rizika náhlé srdeční smrti. QT intervaly jsou vázány na tepovou frekvenci (RR intervaly) a analýza QT/RR vazby je jedním ze základních úkolů při vyhodnocení QT intervalů. Používané analýzy se zaměřují na klidový stav a předpokládají statickou nelineární závislost QT/RR. Přitom je známo, že arytmie související s QT jsou vyvolány rychlou změnou RR. Vyhodnocením EKG měření s excitací RR autoři odvodili a optimalizovali obecně platný model QT/RR vazby, popisující její statické i dynamické vlastnosti. Model obsahuje tři parametry a poskytuje hodnoty QTc a QTv, které společně představují úplný a minimální soubor parametrů popisu statických a dynamických vlastností QT/RR vazby. Platnost modelu byla ověřena shodou měřené a předpovězené hodnoty QT. Protože doposud takový ucelený model neexistoval, lze předpokládat jeho značný přínos při klasifikaci pacientů a vyhodnocování účinků léků.

Halámek, J., Jurák, P., Villa, M., Souček, M., Fráňa, P., Nykodym, J., Eisenberger, M., Leinveber, P., Vondra, V., Somers, V. K., Kára, T.: Dynamic coupling between heart rate and ventricular repolarisation. – Biomedizinische Technik 52, 3: 255-263 (2007).
Halámek, J., Jurák, P., Villa, M., Novák, M., Vondra, V., Souček, M., Fráňa, P., Somers, V. K., Kára, J.: Dynamic QT/RR Coupling in Patients with Pacemakers. – In: Proceedings of the 29th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBS). Danvers, IEEE 2007: 919-922

Kontaktní osoba: Ing. Pavel Jurák, CSc., tel.: 541 514 312, jurak@isibrno.cz

Navrhli jsme a experimentálně ověřili výkonový laserový systém na bázi pole laserových diod se zúžením spektrální čáry, optimalizovaný pro optické čerpání par rubidia a přípravu hyperpolarizovaného xenonu. Laser využívá techniky vnějšího „injection locking“, ovlivňující spektrální vlastnosti výstupního laserového záření zavedením svazku pomocného laseru o řádově menším výkonu do rezonátoru laseru. Jedná se o unikátní řešení umožňující ovlivnit stejným způsobem všechny prvky výkonového pole laserových diod. Touto technikou jsme dosáhli podstatného zvýšení výkonové spektrální hustoty na vlnové délce požadované pro optické čerpání rubidia. Současně jde o přípravu tzv. „hyperpolarizovaného“ xenonu, který slouží v experimentech magnetické rezonanční tomografie jako kontrastní látka. Umožňuje zobrazovat tělní dutiny v lékařství nebo zkoumat povrchové vlastnosti v materiálovém výzkumu. Systém s úzkospektrálním výkonovým laserem je jádrem aparatury pro kontinuální přípravu hyperpolarizovaného xenonu a výrazně zvyšuje účinnost celého procesu.

Prototyp - Buchta, Z., Lazar, J.: Úzkospektrální výkonový laser na bázi pole laserových diod. Brno, Ústav přístrojové techniky AV ČR, v. v. i., 2007

Kontaktní osoba: Ing. Zdeněk Buchta, Ph.D., tel.: 541 514 255, buchta@isibrno.cz

Pro stabilitu nebo rozvoj trhliny jsou rozhodující mikroskopické procesy odehrávající se u čela trhliny na atomární úrovni, které jsou často velmi rychlé. Experimentální in-situ analýza těchto procesů je velmi obtížná, protože vyžaduje nejen atomární rozlišení, ale současně i schopnost detekce rychlých procesů. Atomární simulace metodou molekulární dynamiky (MD) jsou schopny studovat rychlou generaci defektů u čela trhliny a zkoumat jejich vliv na stabilitu nebo růst trhliny, proto je o ně ve světě značný zájem. Provedli jsme experimenty [1] a atomární simulace [2] metodou molekulární dynamiky v 3D krystalech α-železa s okrajovými trhlinami ležícími na rovinách (001) a (-110), s čelem trhlin orientovaným ve směru [110]. Trhliny byly zatížené v tahovém módu I při pokojové teplotě. Krystaly v MD měly stejnou orientaci a podobnou geometrii jako v experimentech. Zjistili jsme, že tvárně-křehká odezva trhliny závisí silně na vzájemné orientaci trhliny a dostupných skluzových systémů. Trhlina (-110) emituje dislokace na vklíněných skluzových systémech {112}, což vede k jejímu otupování a stabilitě, nezávisle na rychlosti zatížení. Při rychlém zatížení se u trhliny (001) generují dvojčata na vklíněných skluzových systémech {112}, což umožňuje její rychlý růst, zatímco při pomalém zatížení převažuje dvojčatění v šikmých systémech {112}, což brzdí růst trhliny. Atomární a experimentální výsledky jsou v kvalitativní shodě.

[1] Spielmannová, A., Landa, M., Machová, A., Haušild, P., Lejček, P.: Influence of crack orientation on the ductile – brittle behavior in Fe-3wt%Si single crystals. - Materials Characterization 58: 892-900 (2007)
[2] Spielmannová, A., Machová, A., Hora, P.: Crack orientation versus ductile-brittle behavior in 3D atomistic simulations. - Materials Science Forum 567: 61-64 (2007)

Křehce tvárné chování materiálu u čela trhliny v alfa železe

Kontaktní osoba: Ing. Anna Machová, CSc., tel. 266053023, e-mail: machova@it.cas.cz

V Laboratoři dynamiky vysoce ohřátých plynů Oddělení elektrofyziky ÚT AV ČR byly získány nové výsledky s optickým systémem pro tomografickou diagnostiku nestacionárních jevů ve volném proudu termického plazmatu. Rekonstrukce rozdělení záření v rovinách kolmých k ose proudu plazmatu je možné využít k detekci koherentních struktur, rychlosti proudění a studiu dynamických charakteristik proudění. Naše pracoviště je ve světovém měřítku první, kde byla taková diagnostická metoda ke sledování nestacionárního termického plazmatu použita.
Optický systém složený z optických vláken, fotodiod a navazující elektroniky umožňuje zaznamenat časový vývoj záření proudícího plazmatu ze čtyř směrů ve dvou rovinách kolmých ke směru proudění. Vyhodnocením záznamů pomocí inversní Radonovy transformace je možno získat rozložení intenzit záření v rovinách měření (obr. 1) a zkoumat jeho změny v čase. Zobrazení rozdílů hodnot intenzit získaných ve dvou po sobě následujících časech (obr. 2) může odhalit oblasti s rostoucí intenzitou (znázorněné červeně) nebo klesající intenzitou záření (znázorněné modře) – jsou to oblasti, kde teplota plazmatu v čase roste, resp. klesá. Tyto oblasti je možno považovat za tzv. koherentní struktury, které jsou velmi důležité pro studium přenosu energie v plazmatu. Lepší znalost těchto procesů je nutná pro další rozvoj technologických aplikací termického plazmatu.

Hlína, J., Chvála, F., Šonský, J., Gruber J.: Multi-directional optical diagnostics of thermal plasma jets, Meas. Sci. Technol. 19 (2008), No. 1. (čísla stránek ještě nejsou známa)

Křehce tvárné chování materiálu u čela trhliny v alfa železe

Tomografická diagnostika nestacionárních jevů v termickém plazmatu

Kontaktní osoba: RNDr. Jan Hlína, CSc., 266 053 512, hlina@iee.cas.cz

Mikrofluidika - technika ovládání průtoku tekutin v kanálcích a dutinách o velmi malých rozměrech - je nový, rychle se rozvíjející obor se slibnými perspektivami v řadě aplikací, např. biologických a lékařských. Základním problémem je, že u malých rozměrů ústrojí jako jsou například ventily k řízení průtoku tekutin je pohyb tekutiny silně brzděn viskozitou. Nelze použít běžné principy fluidických ventilů bez pohyblivých součástek, využívajících setrvačnost proudu vytvořeného výtokem z trysky. Tekutina má tendenci unikat jinam. Lze tomu zabránit účinkem tlaku. V dutinách vyleptaných v destičce z nerezavějící oceli v ukázce na obrázku - jak je vyvinul autor ve spolupráci s pracovníky University of Sheffield - je řízeným tlakem tekutina donucena protékat výstupním vývodem Y. Relativní intenzita tlakových účinků je charakterizována nově zavedeným bezrozměrným parametrem Te [2]. Principy a aplikace mikrofluidiky řízené tlakovým spádem byly zpracovány v monografii [3].

[1] Tesař, V., Tippetts J.R., Low Y.Y., Allen R.W.K.: Development of a Microfluidic Unit for Sequencing Fluid Samples for Composition Analysis, Chem. Eng. Res. Design 82: 708-718 (2004).
[2] Tesař V., Tippetts, J.R. and Allen, R.W.K. and Low, Y.Y.: Subdynamic asymptotic behavior of microfluidic valves, J. Microelectromechanical Systems ASME & IEEE, 14: 335-347 (2005).
[3] Tesař, V.: Pressure-Driven Microfluidics, Boston: Artech House Publishers, 2007

Mikrofluidická ústrojí bez pohyblivých částí s tlakovým ovládáním

Kontaktní osoba: Prof. Ing. Václav Tesař, CSc., tel.266052270, e-mail: tesar@it.cas.cz

Vnitřní struktura podélných vln, které se šíří ve spojitém prostředí, jehož materiálové charakteristiky jsou zatíženy náhodnými odchylkami od konstantních nominálních hodnot, degeneruje se vzdáleností od zdroje buzení. Amplituda šířící se vlny postupně zaniká, neboť deterministická forma energie se mění na stochastickou. Po jisté vzdálenosti má odezva již plně náhodný charakter. Tento jev je nezbytné respektovat při analýze účinků vibrací šířících se v kontinuu vyvolaných technologiemi, dopravou či seismicitou. Dochází k němu ve větší či menší míře ve všech makroskopicky heterogenních materiálech jako jsou zeminy nebo beton. Výrazně se projeví rovněž v prostředích s mikroskopickou polykrystalickou strukturou což jsou především kovy. Matematický model prostředí tohoto typu byl vybudován na základě vlastností Markovových procesů. Vlastní řešení bylo provedeno pomocí Fokker-Planckovy rovnice a porovnáno s výsledky, které byly získány spektrálními metodami. Podařilo se získat stochastické charakteristiky vln šířících se v polo-nekonečné tyči vlivem deterministického kinematického buzení harmonickým signálem. Hranice aplikovatelnosti výsledků platných pro jednotlivé typy řešení a pro použitý model jako celek vyplývají ze stochastické rozlišitelnosti imperfekcí a procesů odezvy.

Náprstek, J.: Wave propagation in semi-infinite bar with random imperfections of density and elasticity module. Journal of Sound and Vibration, vol. 310/3, pp.676-693, 2007

Kontaktní osoba: Ing. Jiří Náprstek, DrSc., naprstek@itam.cas.cz

Současné změny klimatických charakteristik na Zemi vyvolávají i obavy z růstu rizika ztráty historických památek a proto Evropská komise podpořila výzkum, zaměřený na jejich preventivní ochranu. Výsledkem projektu 6. rámcového programu EK s biblickým názvem NOAH’S ARK je atlas dopadů očekávaných změn, analyzovaných výpočty na klimatickém modelu a také soubor doporučení, jak škodlivým dopadům klimatických vlivů optimálně vzdorovat. Historické materiály, umělecké a architektonické objekty jsou zde rozděleny podle své náchylnosti ke zničení či zranitelnosti místním poškozením při negativním působení klimatických vlivů do systému kategorií a tříd. Jednotlivé kategorie berou v úvahu typ působícího klimatického nebezpečí v rozsahu, který byl studován v evropském projektu. Jedná se zejména o nebezpečí silných větrů, povodní, sesuvů a nebezpečí zvýšené intenzity čtyř nejhorších povětrnostních vlivů – srážek, slunečního záření, vzlínající vlhkosti a environmentální únavy, způsobené dlouhodobým opakovaným střídáním extrémních situací. Objekty kulturního dědictví pak jsou rozděleny do pěti tříd – od robustních, které nejsou přírodním nebezpečím ohroženy, až po vysoce citlivé, které mohou být snadno nenávratně zničeny nebo těžce poškozeny. K systému kategorií a tříd jsou následně přiřazeny vědecké reference vhodných adaptivních nebo ochranných postupů a technologií, které mohou správci historických památek, ale i vlastníci jiných nemovitostí, využívat při záchraně stavebního fondu, uměleckých památek i kulturní krajiny před ničivými účinky klimatických zatížení a vlivů, jak v současnosti, tak v budoucnosti při očekávaných změnách klimatu. Zvlášť je zdůrazněna skutečnost, že ničivé dlouhodobé působení povětrnosti je záludným nebezpečím urychlení ztráty hmotných památek kulturního dědictví bez ohledu na to, zda ke změně klimatu dochází, či nikoliv.

Sabbioni, C., Bonazza, A., Messina, P., Cassar, M., Biddulph, Ph., Blades, N., Brimblecombe, P., Grossi, C.M., Harris, I., Tidblad, J., Kozlowski, R., Bratasz, L., Jakiela, S., Drdácký, M., Bláha, J., Herle, I., Lesák, J., Mašín, D., Pospíšil, S., Slížková, Z., Saiz-Jimenez, C., Gonzales Grau, J.M., Grøntoft, T., Svenningsen, G., Wainwright, I., Hawkings, Ch., Bolez Gomea, A., Ariño Vila, X., Llop, E.: Vulnerability Atlas and Guidelines, ISBN 978-88-903028-0-0, Noah´s Ark Consortium, 206 p., May 2007
Drdácký, M., Slížková, Z.: Strategies preventing weather damage on architectural heritage, in Proceedings of the Int. Symp. “Studies on Historical Heritage” (G.Arun, ed.), ISBN 978-975-461-433-6, Yildiz Technical University, Maya Basin Yayin, pp.469-476, 2007

Model věže Týnského chrámu v Praze

Numerická simulace proudnic a rychlosti větru v okolí věže Týnského chrámu

Kontaktní osoba: doc.ing. Miloš Drdácký, DrSc. tel.:286885382, drdacky@itam.cas.cz

Hlavním cílem projektu PICTURE je propagovat řízení udržitelného cestovního ruchu v malých a středních evropských sídlech. Výstupy projektu lze shrnout do dvou hlavních oblastí:

• první je zaměřena na utřídění a zhodnocení složitých a vzájemně souvisejících dopadů kulturně orientovaného turismu, s cílem maximálně využít potenciál cestovního ruchu a jeho přínos pro místní ekonomiku, pro zachování a zhodnocení památkového fondu a v neposlední řadě kvalitu životního prostředí v evropských sídlech;
• druhá se soustředí na přípravu strategických plánů a projektů pro rozvoj cestovního ruchu na místní úrovni. Takové plány musí být včasné, inovativní, oslovit všechny zúčastněné organizace i veřejnost, vzít v úvahu mnohé vlivy a navrhnout komplexní řešení.

Tiskem vydaný manuál „Rámec strategického řízení“ je pomůckou při přípravě plánů rozvoje cestovního ruchu, posuzování jejich dopadů a řízení turismu ve městech. Struktura navrhovaného procesu „Posouzení vlivu kulturního turismu“ je dostatečně flexibilní a univerzální, splňuje požadavky direktiv Evropské unie a zodpovídá následující základní související otázky:
1) Jak uchopit výzvu, kterou cestovní ruch znamená a využít příležitosti, které nabízí?
2) Jak rozpoznat a propagovat místní kulturní zdroje a hodnoty, jejich limity využitelnosti?
3) Jaké vybrat vhodné a odpovídající způsoby řízení a managementu turismu?
4) Kdy je vhodné aplikovat nástroj „Posouzení vlivu kulturního turismu“ a co má být jeho součástí?
5) Jaké jsou hlavní přístupy ke správě cestovního ruchu, jejich smysl, zhodnocení a využitelnost?
Detailní informace o projektu lze nalézt na internetových stránkách: http://www.picture-project.com

Dupagne, A., Teller, J., Dumont, E., Paskaleva-Shapira, K., Besson, E., Drdácký, M., Drdácký, T., Alvaer, J., Tweed, Ch., Sutherland, M., Longo, A., Asensio, M., Mortari, M, Gasparino, U., Del Corpo, B., Bellini, E., Pinelli, D., Malizia, W., Capp, S., Paillé, S., Rainette, C., Origet du Clouzeau, C.: PICTURE – Pro-active management of the impact of cultural tourism upon urban resources economies (Strategic urban governance framework for the sustainable management of cultural tourism), ISBAN 2-87456-043-X, European Commission, 136 s.
Drdácký M., Drdácký T., Teller J., Sutherland M., "Public Participation in Management of tourism integrated with the Historic Environment" poster at the 8th World symposium of the OWHC, Cusco, Peru, 19-23 September 2005, published on CD
Drdácký M., Drdácký T., “Impact of Tourism on historic materials, structures and the environment: a critical overview”, Heritage, Weathering and Conservation – Fort, Alvarez de Buergo, Gomez-Heras & Vazques-Calvo (eds), 2006 Taylor & Francis Group, London, ISBN 0-415-41272-2
Drdácký T., Alvaer, J. Tourism related research and stakeholder participation, In Proceedings of the 7th European Conference „Safeguarded cultural heritage – understanding and viability for the enlarged Europe“, M. Drdácký, M. Chapuis (eds.), Vol. 2 – Posters, str.1027-1031, ITAM Praha, 2007

Kontaktní osoba: Ing. arch. Tomáš Drdácký, tel.:+420 286 885 382, mobil: +420 737 511 351, drdackyt@itam.cas.cz