Stáže pro středoškoláky

Cílem stáže je seznámit studenta s všeobecnými principy vědecké práce a poskytnout studentovi informace a možnosti, aby se mohl sám do vědecké práce aktivně zapojit. Zároveň bude student seznámen s hlavními současnými problémy v oboru krajinná ekologie. Současným velikým problémem je působení klimatické změny, která již v současnosti významně ovlivňuje současné udržitelné využívání přírodních zdrojů, zejména lesních a zemědělských ekosystémů. Z tohoto důvodu je stále aktuálním tématem sledovat a hledat vhodné indikátory pro odhad produkce rostlinných druhů v lučních ekosystémech v podmínkách klimatické změny. Možnými indikátory jsou počet rostlinných druhů, produkce biomasy a stlačená výška porostu. Cílem práce studenta je sledovat počet druhů rostlin a množství jejich biomasy na sledovaných loukách na Berounsku. Metodika: Pro sběr dat je již vybráno devět luk s třemi odlišnými typy vodního režimu. Vybrané louky se nacházejí v okrese Beroun, v blízkosti obce Loděnice. Na vybraných lokalitách již výzkum probíhá více než 7 let, je tedy na co navázat. Na každé louce bude probíhat sběr dat na pěti čtvercových studijních plochách. Na každé ploše bude proveden soupis rostlinných druhů (fytocenologický snímek) a změřena výška porostu speciálním měřícím talířem. Z každého čtverce bude poté odebrána biomasa rostlin, která bude roztříděna po jednotlivých funkčních skupinách (traviny, byliny a bobovité), usušena v sušárně a následně zvážena. Průběh stáže: Stáž bude kombinací konzultací, samostatné práce studenta a získání zkušeností při získávání dat přímo v terénu. Výstupem roční stáže bude prezentace na Studentské konferenci. Proto v zimních a jarních měsících (leden-duben) bude student zpracovávat českou i zahraniční literaturu týkající se daného tématu. Během studia a zpracování literatury proběhne několik konzultací, ale půjde z větší části o samostatnou práci, kterou student může provádět z domova. Hlavním těžištěm stáže bude terénní práce od května do září. V květnu a v červnu budou probíhat první sledování rostlinného společenstva a odběry biomasy (náročnost přibližně 3 x 8hod) a následné třídění rostlin podle funkčních skupin (náročnost přibližně 3 x 8hod) a v srpnu a v září se všechny uvedené činnosti zopakují. Práce v terénu budou probíhat vždy za přítomnosti vědeckého pracovníka, který vše studentovi ukáže a student si bude moci vše vyzkoušet. S tříděním odebrané biomasy bude studentovi na začátku také pomáhat vědecký pracovník, než se student naučí rozeznávat jednotlivé skupiny a začne pracovat samostatně. Poslední etapou stáže od října do prosince bude zpracování a porovnání získaných výsledků s výsledky z předchozích let a s výsledky jiných autorů. Závěrečným výstupem bude příprava prezentace na Studentskou konferenci.

Spolu se zvyšujícími standardy životní úrovně stoupá i počet používaných farmak, pesticidů či např. prostředků pro osobní péči a hygienu. Všechny tyto látky se dostávají do životního prostředí, kde vzhledem k jejich špatné odbouratelnosti či nedostupnosti dodatečného stupně čištění odpadních vod mohou procházet do podzemních a povrchových vod, nakonec i do pitné vody. Je tedy nutné zvolit optimální metodu a podmínky dočištění vody od mikropolutantů. U nás v laboratoři se dozvíte, jaké jsou dostupné metody dočišťování kontaminovaných vod, jaké jsou jejich limity a můžete se podílet na přípravě nových pokročilých sorbentů k tomu vhodných.

The field of algal product research has taken a leap forward, with sensitive analytical techniques unveiling a rich diversity of bioactive compounds, including both well-known and newly identified molecules with unique and innovative properties. These discoveries have brought promising opportunities for applications across pharmaceuticals, cosmetics, food, and nutraceuticals. However, a critical hurdle remains: how can we efficiently extract these high-value compounds from algal biomass for commercial use? Countercurrent chromatography (CCC) offers a cutting-edge solution. As a powerful liquid-liquid chromatography technology, CCC uses two immiscible liquid phases without the need for solid supports, enabling remarkable sample loading, recovery, and scalability for pilot and industrial applications. In our project, student interns will contribute to the development and evaluation of various biphasic solvent systems and help design CCC separation methods tailored for the extraction of algal bioactives. Join us in our state-of-the-art laboratory, where innovation thrives in a vibrant, international setting. Whether you speak Czech, English or Spanish, you will be a part of a welcoming community working at the forefront of sustainable algal production.

Heterocyklické sloučeniny představují významné třídy biologicky aktivních látek. V rámci stáže se zaměříme na syntézy deriváty akridinů, které mají potenciál léčit prionové a jiné neurodegenerativní onemocnění. Připravené deriváty budou charakterizovány analytickými metodami jako je kapalinová chromatogrfie, nukleární magnetická rezonance, hmotnostní spektrometrie, fluorescenční spektroskopie, Ramanova spektroskopie a Ramanova Optická Aktivita.

Stáž je didaktická a částečně také učí stážistu, jak chemii popularizovat. Stáž je vhodná pro zájemce/kyni o chemii, který by v budoucnu rád/ráda své znalosti a dovednosti předával dětem/žákům ZŠ jako učitel či jako lektor mimoškolních aktivit v přírodovědných kroužcích. Chcete se učit chemii zábavněji a srozumitelněji, než je obvyklé? Naučíme vás nejen dělat z vašeho pohledu "zábavné" experimenty, ale, a to především, pochopit, o jaký princip či jev se jedná a budete se učit, jak toto vše předat srozumitelně dále. Není nic horšího, než kantor, který stojí před popsanou tabulí a hledá místo na poslední rovnici nebo ten, který promítá jeden slide za druhým plný textu….. Studenti opisují a opisují (a fotí na tablety), pak se biflují a biflují (bez toho, že něčemu rozumí) a po písemce či zkoušení vše zapomenou. A chemie - stává se pro ně stále více neoblíbenou disciplínou, pro některé dokonce noční můrou. U nás nabízíme efektivní způsob příjmu znalostí: protože jsme vědci, tak učíme tím, co umíme dokonale – experimentem, který dokonale vysvětlíme a pomocí něhož popíšeme daný jev/skutečnost. Naši stážisté se v programu stáží seznámí se zajímavými chemickými tématy jak po stránce teoretické, tak hlavně, jak dané téma uchopit experimentálně. Naše didaktická stáž je naučí, či zdokonalí, jak sestavit rozumný experiment, aby podpořil teoretickou výuku a učinil ji nejen pochopitelnou a stravitelnou, ba co víc inspirující-záživnou-neodolatelnou. Budeš s námi experimentovat, navrhovat pokusy na různá témata a zkoušet si učit žáky ZŠ formou workshopů (výuka v ústavu, ve škole, mimoškolně-kroužek) a třeba jednou rozšíříš řídnoucí řady kantorů, co boj s byrokracií a nesmyslnou legislativou plnou zákazů nevzdali a do svých hodin stále nějaké ty experimenty zařazují.

Příchod nástrojů, jako je ChatGPT, ukázal, že mnoho lidských činností, které vyžadují porozumění vědeckému textu nebo programovému kódu, lze do značné míry automatizovat. V posledních dvou letech se objevilo mnoho cenově dostupných jazykových modelů (LLM), které mohou zastat práci desítek vědců při rešerši vědecké literatury, tvorbě dokumentace nebo testování vědeckého softwaru. Automatické programovací nástroje, jako je GitHub Copilot, Claude-dev nebo Aider, výrazně urychlují vývoj jednoduchých aplikací, zatímco služby jako NotebookLM, Jenni.ai, Sci-Space a Consensus usnadňují rešerši a psaní vědeckých textů. Tyto modely však lze využít ještě efektivněji, pokud se skreze API propojí přímo s nástroji specifickými pro konkrétní vědecký projekt, například s vědeckým softwarem či databází relevantních článků. LLM by pak mohl například automaticky implementovat a otestovat GPU-paralelizovaný kód na základě rovnic nalezených v literatuře. To však vyžaduje vytvoření specializovaných skriptů a promptů, které propojí jazykový model s konkrétním programem či databází prostřednictvím tzv. „function-calling“ rozhraní, a následné testování tohoto propojení. Implementace takového systému nevyžaduje hluboké znalosti chemie ani matematiky, a pouze základní programátorské dovednosti, a proto je vhodná pro středoškolské studenty se zájmem o přírodní vědy a umělou inteligenci.

Boron and hydrogen form a plethora of binary cluster (cage-like) molecules called boranes, non of which can be found in nature, and can thus be regarded as "artificial", or completely “(wo)man-made”. These molecules adopt shapes derived from icosahedral geometry, exhibit extraordinary thermal and chemical stability, and show a unique bonding scheme, so called 3-center 2-electron bonds. The way of bonding is the result of electron deficiency of boron which has only three valence electrons compared to carbon with four valence electron, both standing next to each other in the periodic table. Boron and hydrogen cluster molecules, boranes, do like to mix with other elements too. They form many molecules in which one of the BH vertices is replaced for a different element. We call these molecules heteroboranes, and the most profound examples are represented by molecules called carboranes with at least one carbon atom in the structure. One of the unique features that distinguishes this group of molecules from more commonly studied hydrocarbons (CH) is the large variety of isomeric species with practically identical space requirements. This aspect makes this (car)borane molecular system unique and thus also interesting for designing other types of new materials such as atomically precise metal nanoclusters. In this project, we will first focus on the preparation of some thiol (-SH) derivatives of the twelve-vertex carboranes of the formula C2B10H12. The thiol (-SH) moiety serves as a functional group easily interacting with surfaces of gold and other coinage metal substrates. Then, these (car)borane-thiol-functionalized clusters will be used to prepare atomically precise metal clusters as a new type of material with discrete energy levels, representing the transition between bulk metal on one end and a single atom on the other. Within working on these tasks, the student will learn more about science work in general, will learn techniques covering synthetic work under inert conditions and subsequent purification methods such as sublimation or different crystallization techniques, and, a cherry on top of the case, will be the preparation of a new hybrid metal-boron cluster molecule. In addition to extending the general knowledge and experiencing the preparation of a new molecule, the student will have an opportunity to work with colleagues from collaborating laboratories, e.g. from the Indian Institute of Technology Madras in Chennai, India. Science is not only about having fun discovering new things, but also about meeting new people, discussing new ideas, and sharing enthusiasm about reaching a common goal!

Tato stáž se zaměřuje na přípravu a studium organokovových komplexů železa a ruthenia, jejichž struktura obsahuje sacharidové ligandy. Cílem projektu je syntéza těchto komplexů a zkoumání jejich cytotoxických vlastností vůči vybraným buněčným liniím. Student/ka si osvojí základní techniky organické a organometalické syntézy, naučí se charakterizovat nové látky (NMR, HRMS) a bude mít příležitost prozkoumat vliv struktury sacharidového ligandu na fyzikální a biologické vlastnosti komplexu. Tento projekt nabízí jedinečnou možnost propojit organickou chemii s bioorganickou aplikací v medicinálním výzkumu.

Spektra resonanční Ramanovy optické aktivity (RROA), díky své vysoké citlivosti, mužou pomoci odhalovat zajímavé skutečnosti o molekulární stuktuře, chiralitě a vlastnotech excitovaných elektronových stavů. V rámci naší stáže se budeme zaměřovat na zkoumání specifických chirálních metalokomplexů, jejichž RROA spektra vykazují zajímavé vlastnosti, které se budeme pomocí simulací snažit objasnit.

Kyselina vinná je opticky aktivní látka, která se používá v potravinářství. Díky její flexibilitě nejsou některé její vlastnosti doposud detailně prozkoumány a objasněny. K jejímu studiu využijeme chiroptických spektroskopických metod, zejména metody vibrační optické aktivity (Vibrační cirkulární dichroismus, Ramanova optická aktivita). Jelikož jsou však chiroptická spektra značně komplikovaná a k jejich interpretaci využíijeme výpočetních metod, kdy zkombinujeme metody molekulové dynamiky a kvantové chemie.