Environmentální hnací síly evoluce sinic
Školitel: doc. Mgr. Petr Dvořák, Ph.D.
Zemi obývají miliardy prokaryotických druhů. Avšak hybatelé této neuvěřitelné rozmanitosti zůstávají neprozkoumaní. Sinice patří k nejvýznamnějším primárním producentům, kterým se daří ve všech prostředích s dostatečnou intenzitou světla. Obývají také extrémní prostředí, jako jsou pouštní půdy, a proto jsou přizpůsobeny širokým teplotním výkyvům, vysokému UV záření a stresu ze sucha. Se změnou klimatu se suché oblasti rozšiřují a význam sinic stoupá. Doktorský projekt bude zaměřen na výzkum změn transkriptomu v reakci na tyto stresy u několika druhů sinic. Transkriptom kmenů bude sekvenován pomocí technologie Illumina. Expresní profily budou spojeny s fenotypem, epigenomem a genomovou diverzitou. Celkově výsledek poskytne důkaz o roli adaptace, selekce a prostředí ve speciaci sinic. Místo: Algologická laboratoř, Katedra botaniky, Univerzita Palackého v Olomouci. Laboratoř je zaměřena na evoluci a taxonomii sinic a řas. Navázali jsme širokou síť spolupráce v Evropě a USA (University of North Florida, USA; University of Florida, USA; Uppsala University, Švédsko; Natural History Museum London, UK atd.).

Evoluce genomu a epigenomu sinic
Školitel: doc. Mgr. Petr Dvořák, Ph.D.
Zemi obývají miliardy prokaryotických druhů. Avšak hnací síly této neuvěřitelné rozmanitosti zůstávají neprozkoumané a to včetně epigenetických modifikací. Epigenom bakterií je komplexní a skládá se z několika základních modifikací, které jsou rozprostřeny po celém genomu. Není však známo, jaká je jejich funkce a role ve speciaci. Sinice patří k nejvýznamnějším primárním producentům, kterým se daří ve všech prostředích s dostatečnou intenzitou světla na celém světě. Obývají extrémní prostředí, jako jsou pouštní půdy, a proto jsou přizpůsobeny širokým teplotním výkyvům, vysokému UV záření a stresu ze sucha. Se změnou klimatu se suché oblasti rozšiřují a význam sinic stoupá. Doktorand využije sekvenování třetí generace (PacBio nebo Oxford Nanopore) k rekonstrukci epigenomických profilů u několika příbuzných druhů sinic. V další fázi budou spojeny s expresními profily, fenotypem, stresovou reakcí a podmínkami prostředí. Všechny tyto přístupy společně poskytnou důkaz o úloze epigenetických mdifikací při speciaci a adaptaci sinic. Místo: Algologická laboratoř, Katedra botaniky, Univerzita Palackého v Olomouci. Laboratoř je zaměřena na evoluci a taxonomii sinic a řas. Navázali jsme širokou síť spolupráce v Evropě a USA (University of North Florida, USA; University of Florida, USA; Uppsala University, Švédsko; Natural History Museum London, UK atd.).

Studium funkce polyfenoloxidázi v osemení
Školitel: prof. Ing. Petr Smýkal, Ph.D.
Vývoj semen je jedním z ústředních momentů života rostlin, mající jak teoretické tak praktické uplatnění. Domestikace zvýšila užitnou hodnotu pro člověka, na druhou stranu ale měla nepříznivý dopad na odolnost semen proti nepříznivým vnějším vlivům. Při domestikaci byla výrazně oslabena funkce enzymu polyfenoloxidázy (PPO) v osemení hrachu. Tento enzym přitom hraje důležitou roli při ochraně semene hrachu i jeho dormanci. Ukázalo se, že exprese několika PPO genů je specifická pro semena a podílí se na zbarvení osemení a jeho propustnosti, což následně ovlivňuje klíčení. Polyfenoloxidázy společně s peroxidázami jsou hlavními enzymy zodpovědnými za enzymatické hnědnutí rostlinných pletiv při poranění. In vivo aktivita PPO je typicky spojena se stárnoucími nebo poškozenými pletivy rostlin, ve kterých dochází k narušení kompartmentace buňky. Nicméně fyziologická role PPO v rostlinách zůstává nejasná. Práce bude kombinovat různé experimentální postupy genetiky, biologie, biochemie a ve spolupráci také analytické chemie.

Využití biotechnologických metod ke zlepšení užitného potenciálu vybraných léčivých rostlin
Školitel: doc. RNDr. Vladan Ondřej, Ph.D.
Léčivé, aromatické a kořeninové rostliny (LAKR) mají velký potenciál pro pěstování v klasickém i biologickém zemědělství. Bohužel jsou tyto druhy rostlin málo prošlechtěny a chybí na trhu kvalitní odrůdy pro pěstování ve větším měřítku. Metody explantátových kultur mohou ve šlechtění LAKR významně pomoci. Jedná se hlavně o metody mikropropagace, polyploidizace, androgeneze a mutačního šlechtění.
Cílem je odvodit metodiky základních postupů explantátových kultur pro vybrané druhy LAKR a případně vytvořit nové genotypy těchto rostlin pro další využití ve šlechtitelské praxi.

Houby řádu Pleosporales - taxonomie, ekologie a fylogeneze
Školitel: Mgr. Pavel Matušinský, Ph.D.

Populační dynamika drobných hlodavců v dynamické krajině
Školitel: prof. MVDr. Emil Tkadlec, CSc.

Předpovídání rizika nakažení nemocemi přenášenými klíšťaty s využitím variability v abundanci hlodavčích hostitelů a klimatických faktorů
Školitel: prof. MVDr. Emil Tkadlec, CSc.

Populační ekologie a ochrana křečka polního
Školitel: prof. MVDr. Emil Tkadlec, CSc.

Krajinná epidemiologie klíšťaty přenášených patogenů
Školitel: doc. RNDr. Tomáš Václavík, Ph.D.

Velikost půdních bloků a biodiverzita v zemědělské krajině
Školitel: doc. RNDr. Tomáš Václavík, Ph.D.

Půdní bezobratlí jako nevítaní návštěvníci - ochrana domácností před invazemi mnohonožek a stejnonožců
Školitel: doc. RNDr. Mgr. Ivan Hadrián Tuf, Ph.D.

Suchozemští stejnonožci nejsou jen v půdě - vertikální aktivita na stromech a zdech
Školitel: doc. RNDr. Mgr. Ivan Hadrián Tuf, Ph.D.

Indikátory kvality půdy v souvislostí s její degradací, zejména erozními procesy
Školitel: prof. Dr. Ing. Bořivoj Šarapatka, CSc.

Optimalizace organizace půdního fondu z pohledu eroze a biodiverzity krajiny
Školitel: prof. Dr. Ing. Bořivoj Šarapatka, CSc.
Konzultant: Ing. Marek Bednář, Ph.D.

Diverzita sprašové malakofauny na území Československa
Školitel: doc. RNDr. Martin Rulík, Ph.D.
Konzultantka: doc. Lucie Juřičková

Prediktivní model druhové distribuce ohrožených druhů bezobratlých
Školitel: prof. MVDr. Emil Tkadlec, CSc.
Konzultant: RNDr. Tomáš Kuras, Ph.D.

Přírodní látky s anthelmintickou aktivitou: identifikace nových látek, cílů a vývoj biotestů
Školitel: doc. RNDr. Jiří Pospíšil, Ph.D.

Vývoj nových “zelených” metod přípravy biologicky aktivních přírodních látek
Školitel: doc. RNDr. Jiří Pospíšil, Ph.D.

Nepřirozené alfa-heteroaryl alfa-alkyl alfa-aminokyselin, jejich biologická aktivita a aplikace
Školitel: doc. RNDr. Jiří Pospíšil, Ph.D.

Technologicky efektivní přístupy k přípravě cytokininových konjugátů s antisenescenčními účinky a potenciální aplikací na modelech lidské kůže
Školitelka: doc. Mgr. Lucie Plíhalová, Ph.D.

Biotechnologické aplikace a příprava netoxických trisubstituovaných derivátů purinu
Školitelka: doc. Mgr. Lucie Plíhalová, Ph.D.

Nové metody isolace a kvantifikace fytohormonů
Školitel: prof. Mgr. Ondřej Novák, PhD.

Studium molekulárních mechanismů účinku cytokininů při produkci etylénu
Školitel: prof. Ing. Miroslav Strnad, CSc., DSc.

Biologická aktivita nových N9-substituovaných cytokininových derivátů
Školitel: Mgr. Karel Doležal, Dr., DSc.

Syntéza a studium biologických vlastností sloučenin s arylpropenylovým skeletem
Školitel: prof. PharmDr. Josef Jampílek, Ph.D.

Cytoprotektivní účinky nových sloučenin na bázi selenu
Školitel: prof. RNDr. Vladimír Kryštof, Ph.D.

Studium metabolismu methioninu a příbuzných sloučenin v rostlinách
Školitel: Mgr. Michal Karady, PhD.

Modulace neurodegenerace pomocí sloučenin s protizánětlivou aktivitou
Školitel: RNDr. Miroslav Kvasnica, PhD.

Inhibitory proteinkinas jako molekulární lepidla
Školitel: Mgr. Radek Jorda, Ph.D.

Novel interactors of cytokinin receptor CRE1
Školitel: Mgr. David Zalabák, PhD.

Molekulární mechanizmy interakce světelných signálních drah a akvaporinů v toleranci rostlin k abiotickým stresům
Školitel: prof. RNDr. Martin Fellner Ph.D.

Aplikace in vitro kultur u konopí setého
Školitel: Mgr. Karel Doležal, Dr., DSc.

Analýza variability a struktury rostlinných genomů s využitím sekvenačních technologií dlouhých čtení
Školitel: Mgr. Eva Hřibová Ph.D.

Eliminace B chromozómu u planého čiroku Sorghum purpureosericeum
Školitel: Mgr. Miroslava Karafiátová Ph.D.

Systematika a fylogeografie vybraných skupin středoamerické herpetofauny
Školitel: Doc. RNDr. Mlan Veselý, Ph.D.

Migrační ekologie pěvců: integrace geolokace a stabilních izotopů
Školitel: Mgr. Peter Adamík, Ph.D.

Systematika a ekologie melanéských mravenců.
Školitel: Mgr. Milan Janda, Ph.D.

Demografie populace lejska bělokrkého
Školitel: Doc. Mgr. Miloš Krist, Ph.D.

Systematika a diverzita kovaříkovitých brouků (Coleoptera: Elateridae)
Školitel: Doc. RNDr. Robin Kundrata, Ph.D.

Srovnávací a funkční ekologie ptáků
Školitel: doc. Mgr. Vladimír Remeš Ph.D.

Vlivy synantropizace na hraboše sněžného v Tatrách
Školitel: prof. Ing. Stanislav Bureš CSc.
Konzultant: Prof. RNDr. Marián Janiga, Ph.D.

Využití radioaktivních zdrojů gama záření v jaderné kvantové optice
Školitel: Doc. Mgr. Vít Procházka, Ph.D.
V několika posledních letech je věnována zvýšená pozornost aplikacím poznatků z optiky na oblast gama záření. Experimenty v této oblasti jsou zpravidla realizovány pomocí synchrotronového záření. Nicméně je možné využít i radioaktivní zdroje záření. Práce je zaměřena na přípravu zářičů, gamaoptických prvků a jejich využití pro experimenty jadené kvantové optiky. Součástí práce je i vyhodnocení analýza a interpretace těchto experimentů.

Analýza událostí kosmického záření o nejvyšších energiích
Školitel: prof. Miroslav Hrabovský, DrSc.
Observatoř Pierra Augera je nejrozlehlejší experimentální zařízení v oboru astročásticové fyziky na světě. Na ploše 3000 kilometrů čtverečních se v argentinské pampě zaznamenávají částice o energiích, které možná nikdy nebude člověk na zemi schopen vyrobit. Přilétají k nám z neznámých zdrojů ve vesmíru. Úkolem Observatoře je proměřit jejich energetické spektrum, stanovit směry, ze kterých přilétají a také odpovědět na otázku jejich chemického složení. Práce se bude zabývat rozvíjením nejnovějších metod fyzikální analýzy na observatoři a možnostmi nových detekčních technik v budoucnosti.

Optické detekční systémy kosmického záření – vybrané problémy
Školitel: prof. Miroslav Hrabovský, DrSc.
Obsahem tématu je studium současných optických detektorů kosmického záření, zapojení se do některého z aktuálních mezinárodních vědeckých projektů výzkumu kosmického záření a účast na výzkumu nových konkrétních typů optických detektorů kosmického záření, včetně účasti na vědecké práci příslušné mezinárodní kolaborace.

Analýza vlastností parametrické sestupné konverze
Školitel: prof. RNDr. Ondřej Haderka, Ph.D.
Modelování a experiment procesu spontánní parametrické sestupné konverze, měření korelací technikami čítání fotonů i na klasické úrovni.

Fotopulzní statistiky v nelineárních optických procesech a jejich měření
Školitel: prof. RNDr. Jan Peřina Ph.D.
Budou studovány teoretické modely fotopulzních statistik v různých nelineárních optických procesech. Důraz bude kladen na optické parametrické procesy. Vlastnosti polí budou diskutovány s ohledem na experiment.

Charakterizace parametrických procesů v nelineárních periodicky pólovaných prostředích
Školitel: doc. RNDr. Jan Soubusta, Ph.D.
Prostorové vlastnosti svazků. Studium účinnosti různých procesů. Optimalizace generace sestupné frekvenční konverze.

Kvantová informatika s korelovanými páry fotonů
Školitel: doc. RNDr. Jan Soubusta, Ph.D.
Příprava, zpracování a detekce speciálních stavů světla na jednofotonové úrovni. V experimentech se využívá interference druhého a čtvrtého řádu.

Studium moderních materiálů pomocí optických spektroskopických metod
Školitel: doc. RNDr. Jan Soubusta, Ph.D.
Měření absorpčních, fluorescenčních a časově-rozlišených fluorescenčních spekter uhlíkových, kovových a oxidokovových nanostruktur. Vývoj příslušných metod.

Analýza kosmického záření gama v experimentu CTA
Školitel: RNDr. Karel Černý, Ph.D.
Observatoř Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO častěji CTA) bude nejrozlehlejším a technologicky nejpokročilejším pozemním zařízením pro detekci vysokoenergetických gama fotonů přicházejích z kosmického prostoru. CTA se bude nacházet na dvou lokalitách na severní a jižní polokouli. Každá z lokalit bude vybavena třemi typy teleskopů citlivými měřícími v různých oborech energií. Ve výsledku bude experiment pokrývat energetické rozmezí příchozích gama fotonů 20 GeV – 100 TeV. Fyzikální princip měření je založen na detekci Čerenkovova záření v teleskopech, které je generováno nabitými částicemi s rychlostí vyšší než je rychlost šíření světla v daném prostředí, v našem případě v atmosféře. Nabité částice vznikají v kaskádě interakcí na jejímž počátku je primární interakce příchozího gama fotonu s atmosférou. Cílem práce bude vývoj algoritmů a interpretace naměřených dat. Primárním úkolem experimentu je měření energetického spektra a zaměření zdrojů gama fotonů.

Poškozovaní materiálů způsobené nanosekundovými shluky částic
Školitel: prof. Jan Řídký, DrSc.
Experimenty zaměřené na laserem buzené urychlování částic jsou zdrojem vysoce intenzivních shluků částic o nanosekundových délkách. Tématem práce je studium mechanizmů poškození v materiálech při interakci s takto krátce trvajícími shluky částic.

Vzájemné obohacení mezi kvantovým zpracováním informace a umělou inteligencí
Školitel: doc. Mgr. Karel Lemr, Ph.D.
Kvantové zpracování informace se ukazuje jako jeden ze zásadních nástrojů umožňujících zefektivnit výpočetní dovednosti a zvýšit bezpečnost přenášených informací. Obdobně perspektivní oblastí je využití umělé inteligence a strojového učení. Nabízí se možnost zkombinovat oba tyto přístupy. Lze doložit, že některé výpočetní algoritmy v rámci kvantové informatiky zrychlují umělou inteligenci. Také již bylo ukázáno, jak s pomocí umělé inteligence zkoumat efektivně některé složité kvantově-fyzikální problémy. Cílem práce bude hledat další možnosti, kde se mohou oblasti kvantové informatiky a umělé inteligence vzájemně obohatit. Práce bude kombinovaně teoretická i experimentální.

Cramérova-Raova nerovnice v klasické a kvantové optice
Školitel: doc. RNDr. Pavel Pavlíček, Ph.D.
Cramérova-Raova nerovnice je matematický nástroj pro výpočet nejistoty měření u optických metod používaných při měření tvaru předmětu. Cramérova-Raova nerovnice se používá jak v klasické tak i kvantové optice. Budou provedeny výpočty nejistoty měření pro různé druhy světla. Vzájemně budou srovnány výsledky dosažené pomocí klasických a kvantových metod.

Měření absorpce biologických vzorků metodami kvantové optiky
Školitel: prof. RNDr. Ondřej Haderka, Ph.D.
Konzultant: Mgr. Radek Machulka, Ph.D.
Průchod světla, které se nachází v neklasickém kvantovém stavu, absorbujícím vzorkem vede obecně ke změně neklasických vlastností. Měřením parametrů neklasičnosti lze zpětně určit míru absorpce, kterou kvantový stav prošel. Na tomto základě lze založit metodu, jak s velkou citlivostí měřit absorpci vzorků, a to při velmi nízké expozici vzorku. To je obzvláště užitečné pro měření vzorků extrémně citlivých na světlo, jako jsou některé biologické nebo biochemické materiály. Cílem práce je stanovit meze použitelnosti metody a provést její optimalizaci.

Umělá inteligence a strojové učení v kvantové optice
Školitel: prof. RNDr. Jan Peřina Ph.D.
Konzultant: Ing. Bc. Václav Michálek, Ph.D.
Měření kvantových stavů světla metodami čítání fotonů jsou poznamenána nedokonalostí optických detektorů, které vykazují omezenou kvantovou účinnost a šum, stejně jako celou řadou dalších parametrů experimentální sestavy. Určení parametrů kvantového stavu tak znamená rekonstrukci stavu v mnohaparametrickém prostoru. Tuto úlohu lze efektivně řešit využitím strojového učení systému umělé inteligence. Cílem práce je sestavit takový systém zpracování experimentálních dat a využít jej ke kvantifikaci neklasičnosti kvantových stavů získaných sestupnou parametrickou konverzí.

Kvantové korelace ve vícemódových optických polích generovaných procesem spontánní sestupné frekveční konverze
Školitel: prof. RNDr. Jan Peřina Ph.D.
Konzultant: prof. RNDr. Ondřej Haderka, Ph.D.
Budeme studovat kvantové korelace v počtech fotonů vícemódových optických polí, které mají původ v procesu spontánní sestupné frekvenční konverze generující fotonové páry a získaných dalšímí úpravami (např. postselekce). Budeme se zabývat kvantifikací kvantovosti těchto korelací, jejich význačnými vlastnostmi z pohledu fyzikálně zajímavých veličin a aplikačním potenciálem. Budeme rozvíjet teoretické modely pro popis takových polí a ten budeme srovnávat s experimentálními daty. To nám umožní stanovit praktický potenciál těchto polí v různých zejména metrologických aplikacích. Téma může být rozšířeno o experimentální část.

Neklasické vlastnosti jednoduchých PT-symetrických kvantových systémů popisovaných metodami kvantové statistické fyziky
Školitel: prof. RNDr. Jan Peřina Ph.D.
Budeme studovat jednoduché kvantové PT-symetrické i zobecněné systémy jako jsou dvou a více-hladinové atomy a více-módové optické bosonové systémy z pohledu jejich neklasických vlastností. Systémy budeme popisovat pomocí odpovídajících Liouviliánů a velkou pozornost budeme věnovat jejich asymptotickému chování. Pro PT-symetrické systémy jsou zásadní výjimečné body, ve kterých dochází ke kvalitativní změně chování systému, která se dá využít, např. pro zvýšení citlivosti kvantového měření. Budeme identifikovat výjimečné body analyzovaných systémů včetně jejich degenerací a zabývat se chováním neklasičnostíi v okolí těchto bodů. Budeme hledat vhodné aplikace pro využití vlastností těchto systémů.

Biomechanické, fyziologické a akustické aspekty tvorby zpěvního hlasu
Školitel: doc. RNDr. Jan Švec, Ph.D. et Ph.D.
Nedostatečná hlasová technika často způsobuje poruchu hlasu u amatérských (sborových) zpěváků, stejně jako u profesionálních zpěváků. V současnosti používaná měření hlasu obvykle berou v úvahu pouze aspekty vydávaného akustického signálu a nezaměřují se na další relevantní faktory, jako jsou (a) fyziologie a biomechanika tvorby hlasu a (b) vjem výsledného zvuku. Práce bude studovat nové možnosti fyziologických a akustických měření produkce zpěvního hlasu, s využitím metod (a) in silico na dvojrozměrně redukovaném výpočetním modelu hlasového ústrojí; (b) ex vivo na preparátech hrtanů; a (c) in vivo na měření  zpěváků. Kromě lepšího pochopení mechanismů produkce zpěvního hlasu se očekává, že vyvíjené metody budou také uplatnitelné pro klinické hodnocení mluvního hlasu.

Strukturní změny fotosyntetického aparátu při optimalizaci konverze světelné energie u rostlin a řas
Školitel: RNDr. Roman Kouřil, Ph.D.

Fylogenéza jasmonátovej signalizácie v mäsožravých rastlinách
Školitel: doc. Mgr. Andrej Pavlovič, PhD.

Změny ve fotosyntéze u rostlin s modifikacemi fotosyntetického aparátu pomocí metody CRISPR/Cas9
Školitel: Prof. RNDr. Petr Ilík, Ph.D.

Změny fotosyntetického aparátu rostlin při nadměrném osvitu
Školitel: Prof. RNDr. Petr Ilík, Ph.D.

Evoluční změny fotosyntetického aparátu organismů při přechodu z vody na souš
Školitel: Prof. RNDr. Petr Ilík, Ph.D.

Oxidativní signální dráhy u vyšších rostlin
Školitel: doc. RNDr. Pavel Pospíšil, Ph.D.

Oxidativní stres v nádorových buňkách
Školitel: doc. RNDr. Pavel Pospíšil, Ph.D.

Světlem aktivovaná metalofarmaka pro cílenou protinádorovou terapii
Školitel: prof. RNDr. Viktor Brabec, DrSc.

Ovlivnění rezistence nádorových buněk k chemoterapii s cílem obnovit jejich citlivost k novým, existujícím a dosud neúspěšným metalofarmakům
Školitel: prof. RNDr. Viktor Brabec, DrSc.

Mechanismy účinku cytostatik na bázi přechodných kovů a jiných protinádorově působících léčiv s ohledem na jejich antimetastatické vlastnosti
Školitel: Mgr. Jitka Prachařová, PhD.

Studium zobrazovacích metod a jejich didaktická transformace prostřednictvím multidisciplinárních přístupů
Školitel: Doc. RNDr. Roman Kubínek, CSc.

Nové trendy ve výuce fyziky
Školitel: doc. Mgr. Vít Procházka, Ph.D.

Piezoelektrické generátory z mikrostrukturovaných polymerních vrstev a jejich modifikace
Školitel: doc. RNDr. Jiří Pechoušek, Ph.D.
Flexibilní piezoelektrické generátory mají velký aplikační potenciál a v současné době je jim věnován velký zájem např. v oblastech získávání elektrické energie, biomedicíně či monitoringu staveb a strojů. Vybrané polymerní materiály mají i výrazné piezoelektrické vlastnosti, které lze při výrobě zesílit jejich mikrostrukturováním nebo dopací různými nanostrukturovanými materiály. Takovéto generátory budou vytvořeny elektrostatickým zvlákňováním a odléváním do forem. Elektrostatickým zvlákňováním budou připraveny vrstvy neuspořádaných i uspořádaných mikrovláken dopovaného i nedopovaného PVDF a jiných vybraných polymerů. Odléváním do forem budou připraveny hladké i mikrostrukturované fólie dopovaného i nedopovaného PVDF a jiných vybraných polymerů. Výsledné generátory budou testovány jako samostatné fólie, či v sendvičovém provedení vhodných elektrod a zpevňujících vrstev. Pro určování vlastností výsledných součástek budou použity nano- a mikro- materiálové analytické metody, ale i makroskopická elektrická/elektronická měření.

Studium metaloorganických materiálů a nanoklastrů pro senzorické aplikace
Školitel: Doc. Mgr. Vít Procházka, Ph.D.
Nanomateriály již našly široké využití v nejrůznějších aplikacích. Jedním z možných využití jsou i senzory různých fyzikálních veličin. Téma práce je zaměřeno na výzkum vlastností a možnosti využití metaloorganických materiálů a nanoklastrů v senzorech různých typů. Například jako senzory plynů, kvality a čistoty vody a pododně. V rámci práce budou syntetizovány různé nanomateriály a nanoklastry, především na bázi metaloorganických materiálů, Ag, Au, Fe. Ty pak budou charakterizovány a testovány jejich vlastnosti využity v konstrukci čidel.

Charakterizace kovových slitin a úprava jejich povrchů
Školitel: Prof. RNDr. Miroslav Mašláň, CSc.
Složení prvkové i fázové má značný vliv na vlastnosti kovových slitin, především jejich mechanické a magnetické vlastnosti, jejich odolnost a další důležité aplikační vlastnosti. Cílem práce je sledovat vliv složení teploty a způsobu přípravy na fázové složení kovových slitin a jejich vlastnosti. Dále pak bude studována odolnost proti korozi a možnosti úpravy a modifikace povrchů například pomocí difúze nebo různých povlaků. Za tímto účelem budou využity různé analitické techniky jako například RTG difrakce, Mössbauerova spektroskopie a elektronová mikroskopie.

Analýza vlastností parametrické sestupné konverze
Školitel: prof. RNDr. Ondřej Haderka, Ph.D.
Modelování a experiment procesu spontánní parametrické sestupné konverze, měření korelací technikami čítání fotonů i na klasické úrovni.

Fotopulzní statistiky v nelineárních optických procesech a jejich měření
Školitel: prof. RNDr. Jan Peřina Ph.D.
Budou studovány teoretické modely fotopulzních statistik v různých nelineárních optických procesech. Důraz bude kladen na optické parametrické procesy. Vlastnosti polí budou diskutovány s ohledem na experiment.

Charakterizace parametrických procesů v nelineárních periodicky pólovaných prostředích
Školitel: doc. RNDr. Jan Soubusta, Ph.D.
Prostorové vlastnosti svazků. Studium účinnosti různých procesů. Optimalizace generace sestupné frekvenční konverze.

Kvantová informatika s korelovanými páry fotonů
Školitel: doc. RNDr. Jan Soubusta, Ph.D.
Příprava, zpracování a detekce speciálních stavů světla na jednofotonové úrovni. V experimentech se využívá interference druhého a čtvrtého řádu.

Studium moderních materiálů pomocí optických spektroskopických metod
Školitel: doc. RNDr. Jan Soubusta, Ph.D.
Měření absorpčních, fluorescenčních a časově-rozlišených fluorescenčních spekter uhlíkových, kovových a oxidokovových nanostruktur. Vývoj příslušných metod.

Poškozovaní materiálů způsobené nanosekundovými shluky částic
Školitel: prof. Jan Řídký, DrSc.
Experimenty zaměřené na laserem buzené urychlování částic jsou zdrojem vysoce intenzivních shluků částic o nanosekundových délkách. Tématem práce je studium mechanizmů poškození v materiálech při interakci s takto krátce trvajícími shluky částic.

Vzájemné obohacení mezi kvantovým zpracováním informace a umělou inteligencí
Školitel: Školitel: doc. Mgr. Karel Lemr, Ph.D.
Kvantové zpracování informace se ukazuje jako jeden ze zásadních nástrojů umožňujících zefektivnit výpočetní dovednosti a zvýšit bezpečnost přenášených informací. Obdobně perspektivní oblastí je využití umělé inteligence a strojového učení. Nabízí se možnost zkombinovat oba tyto přístupy. Lze doložit, že některé výpočetní algoritmy v rámci kvantové informatiky zrychlují umělou inteligenci. Také již bylo ukázáno, jak s pomocí umělé inteligence zkoumat efektivně některé složité kvantově-fyzikální problémy. Cílem práce bude hledat další možnosti, kde se mohou oblasti kvantové informatiky a umělé inteligence vzájemně obohatit. Práce bude kombinovaně teoretická i experimentální.

Cramérova-Raova nerovnice v klasické a kvantové optice
Školitel: doc. RNDr. Pavel Pavlíček, Ph.D.
Cramérova-Raova nerovnice je matematický nástroj pro výpočet nejistoty měření u optických metod používaných při měření tvaru předmětu. Cramérova-Raova nerovnice se používá jak v klasické tak i kvantové optice. Budou provedeny výpočty nejistoty měření pro různé druhy světla. Vzájemně budou srovnány výsledky dosažené pomocí klasických a kvantových metod.

Měření absorpce biologických vzorků metodami kvantové optiky
Školitel: prof. RNDr. Ondřej Haderka, Ph.D.
Konzultant: Mgr. Radek Machulka, Ph.D.
Průchod světla, které se nachází v neklasickém kvantovém stavu, absorbujícím vzorkem vede obecně ke změně neklasických vlastností. Měřením parametrů neklasičnosti lze zpětně určit míru absorpce, kterou kvantový stav prošel. Na tomto základě lze založit metodu, jak s velkou citlivostí měřit absorpci vzorků, a to při velmi nízké expozici vzorku. To je obzvláště užitečné pro měření vzorků extrémně citlivých na světlo, jako jsou některé biologické nebo biochemické materiály. Cílem práce je stanovit meze použitelnosti metody a provést její optimalizaci.

Umělá inteligence a strojové učení v kvantové optice
Školitel: prof. RNDr. Jan Peřina Ph.D.
Konzultant: Ing. Bc. Václav Michálek, Ph.D.
Měření kvantových stavů světla metodami čítání fotonů jsou poznamenána nedokonalostí optických detektorů, které vykazují omezenou kvantovou účinnost a šum, stejně jako celou řadou dalších parametrů experimentální sestavy. Určení parametrů kvantového stavu tak znamená rekonstrukci stavu v mnohaparametrickém prostoru. Tuto úlohu lze efektivně řešit využitím strojového učení systému umělé inteligence. Cílem práce je sestavit takový systém zpracování experimentálních dat a využít jej ke kvantifikaci neklasičnosti kvantových stavů získaných sestupnou parametrickou konverzí.

Kvantové korelace ve vícemódových optických polích generovaných procesem spontánní sestupné frekveční konverze
Školitel: prof. RNDr. Jan Peřina Ph.D.
Konzultant: prof. RNDr. Ondřej Haderka, Ph.D.
Budeme studovat kvantové korelace v počtech fotonů vícemódových optických polí, které mají původ v procesu spontánní sestupné frekvenční konverze generující fotonové páry a získaných dalšímí úpravami (např. postselekce). Budeme se zabývat kvantifikací kvantovosti těchto korelací, jejich význačnými vlastnostmi z pohledu fyzikálně zajímavých veličin a aplikačním potenciálem. Budeme rozvíjet teoretické modely pro popis takových polí a ten budeme srovnávat s experimentálními daty. To nám umožní stanovit praktický potenciál těchto polí v různých zejména metrologických aplikacích. Téma může být rozšířeno o experimentální část.

Neklasické vlastnosti jednoduchých PT-symetrických kvantových systémů popisovaných metodami kvantové statistické fyziky
Školitel: prof. RNDr. Jan Peřina Ph.D.
Budeme studovat jednoduché kvantové PT-symetrické i zobecněné systémy jako jsou dvou a více-hladinové atomy a více-módové optické bosonové systémy z pohledu jejich neklasických vlastností. Systémy budeme popisovat pomocí odpovídajících Liouviliánů a velkou pozornost budeme věnovat jejich asymptotickému chování. Pro PT-symetrické systémy jsou zásadní výjimečné body, ve kterých dochází ke kvalitativní změně chování systému, která se dá využít, např. pro zvýšení citlivosti kvantového měření. Budeme identifikovat výjimečné body analyzovaných systémů včetně jejich degenerací a zabývat se chováním neklasičnostíi v okolí těchto bodů. Budeme hledat vhodné aplikace pro využití vlastností těchto systémů.

Kvantově ne-Gaussovské emise atomů
Quantum non-Gaussian emission of atoms
Školitel: prof. Mgr. Radim Filip, Ph.D.
Konzultanti: Dr. Lukáš Lachman, Dr. Alisa Manukhova a Dr. Lukáš Slodička
V rámci disertační práce bude doktorand zkoumat principiální využití vysoce nelineárních kvantových interakcí dosažitelných v současné době v nelineární optice a kvantové elektrodynamice s atomy a podobnými systémy systémech, jak ve volném prostoru, tak v optických rezonátorech a vlnovodech. Cílem práce bude navrhnout metodologii generace kvantově ne-Gaussovských stavů a jejich prvních vhodných experimentálních testů. Tento nový směr bude plně kombinovat teoretické a experimentální znalosti výzkumného týmů na Univerzitě Palackého v Olomouci a zahraničních partnerů. Téma disertační práce je klíčovou součástí GAČR EXPRO projektu (21-13265X).

Kvantová nelineární optomechanika
Quantum nonlinear optomechanics
Školitel: Dr. Andrey Rakhubovskiy
Konzultant: prof. Mgr. Radim Filip, Ph.D.
Nelineární kvantová kontrola mechanického pohybu objektů buduje v současnosti své pevné teoretické a experimentální základy. Abychom byli schopni plně využít potenciál tohoto nového směru ovládání kvantových makroskopických stavů látky, je potřeba dosáhnout nelineární kontroly i nad ne-Gaussovskými kvantovými stavy a jejich dynamikou. Tento PhD projekt je prvním významným krokem v tomto směru započatým pilotní publikací našeho týmu. Využijeme nelinearity v přípravě, kontrole a měření k získání kvantového ne-Gaussovského mechanického pohybu s opticky levitujícími částicemi a elektricky ovládanými nanomechanickými oscilátory. Projekt je společným teoreticko-experimentálním úsilím a kombinuje komplementární znalosti a dovednosti našeho týmu a renomovaných skupin v tomto poli, jmenovitě experimentálních skupin kvantové optomechaniky a nanomechaniky na Universitách ve Vídni a Mnichově. Tento projekt je částí programu EXPRO grantu Grantové agentury České republiky.

Dynamika otevřených systémů generující kvantovou koherenci
Open system dynamics generating quantum coherence
Školitel: Dr. Michal Kolář
Konzultant: prof. Mgr. Radim Filip, Ph.D.
Cílem práce je numericky modelovat a analyzovat dynamiku otevřených kvantových systémů konečné dimenze. Tato dynamika má směřovat k získání stacionárních nebo přechodových stavů systémů vykazujících kvantovou koherenci pro možné aplikace v kvantových technologiích. Zmíněná analýza by měla dále umožňovat návrh tepelného stroje produkujícího systémy ve stavech s nenulovou koherencí. Tyto stroje budou analyzovány z hlediska jejich termodynamických vlastností. Budou navrženy experimentální testy umožňující realizaci takových strojů na atomových, molekulárních nebo pevnolátkových systémech.

Vysoce nelineární kvantová technologie
Highly nonlinear quantum technologies
Školitel: prof. Mgr. Radim Filip, Ph.D.
Konzultant: Dr. Darren Moore, Dr. Kimin Park
V rámci disertační práce bude doktorand zkoumat principiální využití vysoce nelineárních kvantových interakcí dosažitelných v současné době v supravodivých a atomových systémech pro konstrukci nových robustních metod v kvantové senzorice, kvantových simulacích a kvantovém počítání s lineárními měřeními. Cílem práce bude navrhnout metodologii konstrukce velmi nelinárních obvodů a jejich prvních vhodných experimentálních testů. Tento nový směr bude plně kombinovat teoretické a experimentální znalosti výzkumného týmů na Univerzitě Palackého v Olomouci a zahraničních partnerů. Téma disertační práce je klíčovou součástí  GAČR EXPRO projektu (21-13265X).

Hostitel a mikrob: přetahovaná o živiny
Školitel: prof. Ing. Vladimír Havlíček, Dr.
Infekční nemoci mohou být brzy hlavní příčinou lidské úmrtnosti. Skladba a koncentrace esenciálních živin v místě primárního zánětu je jedním z přehlížených předpokladů pro rozvoj invazívního onemocnění. Budou určeny fyzikálně-chemické vlastnosti mikrobiálních metaloforů vylučovaných nejdůležitějšími lidskými patogeny a vytvořeny jejich příslušné komplexy s ionty esenciálních kovů in vitro. Budou stanoveny specifita, stechiometrie a stabilita nových komplexů bakteriálních, mykobakteriálních a houbových metaloforů a identifikovány jejich nové cíle v hostitelských buňkách. Mezibuněčná molekulární komunikace mezi hostitelem a patogenem bude kvantifikována sledováním hladin metaloforů aktivně vylučovaných mikrobiálními konsorcii i savčím hostitelem. Molekulární interakční mapy budou promítnuty do endotracheálních aspirátů kriticky nemocných pacientů trpících superinfekcemi. Od doktorského studia se očekávají unikátní informace z neprobádaných oblastí mikrobiální patogeneze, které mohou posloužit jako základ k vývoji nových skupin léčiv. Jako hlavní techniky, které bude doktorand(ka) aktivně využívat, jsou analytická chemie obecně, organická hmotnostní spektrometrie (v řadě variant), mikrobiologie, mikroskopie.

Molekulární mechanismy interakce hostitel-patogen u Lymeské borreliozy a postborreliového syndromu
Školitel: prof. Ing. Vladimír Havlíček, Dr.
Lymeská borrelióza (LD) je bakteriální infekce léčitelná antibiotiky. Podskupina pacientů s LD má přetrvávající afekce muskuloskeletálního a neurologického systému, ve vědecké literature označováno jako postborreliový syndrom (PTLDS). Intenzivně se diskutuje o zapojení různých morfotypů borrelií, popsaných in vitro. V navrhované disertační práci se mohou studovat interakce patogen/hostitel analýzou metabolomických a metalomických markerů spirálních a nespirálních forem borrelií a odpovědí imunitních a neimunitních buněk měřením vybraných imunitních parametrů a změn metabolomu pomocí in vitro a in vivo modelů. Dále lze analyzovat metabolomické a metalomické markery borrelií u pacientů s PTLDS. Získaná metabolomická a metalomická data mohou mít potenciál zásadně změnit pohled na diagnostiku a potenciálně I léčbu LD a mohou vést k identifikaci potenciálně použitelných biomarkerů predikujících individuální průběh LD nebo vývoj PTLD. Jako hlavní techniky, které bude doktorand(ka) aktivně využívat, jsou analytická chemie obecně, klinická hmotnostní spektrometrie (v řadě variant), mikrobiologie, mikroskopie.

Neurochemie mozku v bakteriálních infekcích centrálního nervového systému
Školitel: prof. Ing. Vladimír Havlíček, Dr.
Bakteriální infekce centrálního nervového systému (CNS) mohou být rychlé a smrtelné a pro pacienta mohou být spojeny s chronickými, dlouhodobými či trvalými následky. Neurochemická a metabolomická bakteriální patogeneze na molekulární úrovni není dostatečně prozkoumána. Na modelu bakteriální meningitidy a encefalitidy budeme v rámci disertační práce sledovat buněčné, morfologické a kompoziční změny vyvolané infekční epizodou. Na krysím modelu léčené a neléčené infekce CNS chceme definovat akutní a dlouhodobější postinfekční změny metabolomu a určit nové neuromodulátory jako prediktory nepříznivých neurologických následků. Infekční metabolomické biomarkery a hostitelské neuromodulátory charakterizované in vitro budou validovány na mozkomíšních tekutinách odebraných pacientům trpícím infekcí CNS. Bioinformatická platforma, kterou rovněž chceme vyvinout, může definovat nové hostitelsko-patogenní metabolomické biomarkery podílející se na dlouhodobé neurodegeneraci mozku, zlepšit přesnost klinické diagnostiky a předpovídat neurochemické procesy specifické pro bakteriální infekce. Jako hlavní techniky, které bude doktorand(ka) aktivně využívat, jsou analytická chemie obecně, klinická hmotnostní spektrometrie (v řadě variant), mikrobiologie a mikroskopie.

Vývoj mikroanalytických technik pro analýzu archeologických vzorků
Školitel: RNDr. Lukáš Kučera, Ph.D.

"Svätožiara" v kapilárnej elektroforeze
Školitel: prof. RNDr. Juraj Ševčík, Ph.D.
Kapilární elektroforéza umožňuje charakterizovat nanočástice v prostředí koncentrovaných roztoků, čímž umožňuje částečně napodobovat prostředí buněk nebo situaci ve složkách životního prostředí. Disertační práce bude věnována studiu jak obecných zákonitostí migrace různých typů nanočástic (modifikovaných -NH2 nebo -COOH skupinami), tak charakterizaci chování těchto částic, zejména jejich interakce, v prostředí malých i velkých molekul, např. základních iontů typu Na+, Ca2+, La3+, ale i proteinů nebo fragmentů DNA. Studium bude věnováno i možnosti ovlivnění interakcí např. teplotou, pH prostředí nebo vlnovou délkou s cílem pochopit chování nanočástic z pohledu možností jejich využití pro cílenou terapii závažných onemocnění.

Analýza opticky aktívnych látok kapilárnou elektroforézou
Školitel: prof. RNDr. Juraj Ševčík, Ph.D.

Glycerol formal v kapilárnej elektroforéze
Školitel: prof. RNDr. Juraj Ševčík, Ph.D.

Iontová mobilita isomerů biologicky aktivních látek
Školitel: prof. RNDr. Karel Lemr, Ph.D.

Změny vnitřní energie iontů v průběhu iontově mobilitní separace
Školitel: prof. RNDr. Karel Lemr, Ph.D.

Identifikace složek uměleckých maleb desorpční ionizací a hmotnostní spektrometrií s iontovou mobilitou
Školitel: prof. RNDr. Karel Lemr, Ph.D.

Mechanismus desorpce a ionizace v desorpčním nanoelektrospreji
Školitel: prof. RNDr. Karel Lemr, Ph.D.

Metrologické aspekty analýzy mikroplastů
Školitel: doc. Ing. David Milde, Ph.D.

Analytická derivatizace látek
Školitel: doc. RNDr. Petr Barták, Ph.D.

Analýza markerů pro charakterizaci potravin
Školitel: doc. RNDr. Petr Barták, Ph.D.

Mikroanalýza v plynové chromatografii
Školitel: doc. RNDr. Petr Barták, Ph.D.

Využití GC/MS při analýze aktivních látek a produktů jejich přeměn
Školitel: doc. RNDr. Petr Barták, Ph.D.

Analýza nanočástic pomocí kapilární elektroforézy
Školitel: doc. RNDr. Jan Petr, Ph.D.

Nové možnosti přímé hmotnostní spektrometrie
Školitel: doc. RNDr. Petr Bednář, Ph.D.
Současný technický vývoj v oblasti hmotnostní spektrometrie umožňuje přímou analýzu i poměrně komplexních materiálů bez složité předúpravy vzorku. Výhodou přímých technik je vysoká prostupnost vzorků, nižší riziko tvorby artefaktů i obvykle nízká spotřeba rozpouštědel a dalších médií a možnost miniaturizace. Téma bude zaměřeno na vývoj technik a metod využívajících plazmatu a laserového záření dovolujících přímou analýzu materiálů. Využito bude zejména možností hmotnostní spektrometrie se sondou pro přímou analýzu pevných vzorků a laserovou desorpcí-ionizací v kontextu kontroly životního prostředí a kulturního dědictví.

Možnosti mikroobrábění a mikromanipulace pro přípravu vzorku k chemické analýze
Školitel: doc. RNDr. Petr Bednář, Ph.D.

Vývoj nových analytických postupů pro studium dormance semen
Školitel: doc. RNDr. Petr Bednář, Ph.D.

Nové postupy pro chemickou analýzu v archeologii a výzkumu kulturního dědictví
Školitel: doc. RNDr. Petr Bednář, Ph.D.

Studium mikroplastů a jejich schopnosti vázat/transportovat organické polutanty
Školitel: doc. RNDr. Petr Bednář, Ph.D.
Velkým problémem současnosti jsou odpadní plasty a jejich vliv na životní prostředí. Působením environmentálních faktorů dochází k jejich rozpadu na mikročástice. Vzhledem ke svému velkému povrchu mohou tyto mikroplasty přenášet životním prostředím další polutanty. Téma disertační práce je zaměřeno na vývoj a aplikaci analytických metod pro výzkum složení mikroplastů a jejich schopnosti vázat, akumulovat a přenášet další organické látky představující environmentální rizika. Pro studium těchto objektů a jevů budou využity moderní techniky instrumentální chemické analýzy, zejména infračervená a Ramanova mikroskopie, hmotnostní spektrometrie a jejích spojení se separačními technikami. Pozornost bude věnována modelovým i reálným systémům obsahujícím tyto mikroplasty.

Koordinační sloučeniny lanthanoidů s velkou mírou magnetické anizotropie a pomalou relaxací magnetizace
Školitel: RNDr. Bohuslav Drahoš, Ph.D.

Komplexní sloučeniny přechodných kovů a lanthanoidů s makrocyklickými ligandy jako významné stavební bloky při přípravě jednomolekulových magnetů
Školitel: RNDr. Bohuslav Drahoš, Ph.D.

Koordinační sloučeniny makrocyklických ligandů využitelné v oblasti teranostiky
Školitel: RNDr. Bohuslav Drahoš, Ph.D.

Koordinační sloučeniny f-prvků s radikálovými ligandy
Školitel: doc. Ing. Radovan Herchel, Ph.D.

Příprava biologicky aktivních benzimidazolů a benzazolů a jejich komplexů s rutheniem
Školitel: prof. RNDr. Pavel Kopel, Ph.D.

Antibakteriální vlastnosti komplexů a nanočástic zlata a stříbra
Školitel: prof. RNDr. Pavel Kopel, Ph.D.

Nanotransportéry potenciálních léčiv na bázi koordinačních sloučenin
Školitel: prof. RNDr. Pavel Kopel, Ph.D.

Vývoj hybridních fotokatalyzátorů pro konverzi oxidu uhličitého na chemikálie s přidanou hodnotou
Školitel: prof. RNDr. Pavel Kopel, Ph.D.
Konzultant: Subodh Kumar, Ph.D.

Multicílové koordinační sloučeniny platinových kovů pro biologické aplikace
Školitel: doc. Mgr. Pavel Štarha, Ph.D.

Tantal jako nový centrální atom biologicky aktivních komplexů
Školitel: doc. Mgr. Pavel Štarha, Ph.D.
Konzultant: Mgr. Radka Křikavová, Ph.D.

Polosendvičové kompley vybraných platinových kovů pro medicinální chemii a katalýzu
Školitel: doc. Mgr. Pavel Štarha, Ph.D.

Platičité komplexy pro biologické aplikace
Školitel: doc. Mgr. Pavel Štarha, Ph.D.

Vývoj chemicky funkcionalizovaných grafenových jedno atomových katalyzátorů pro produkci vodíku elektrolýzou vody
Školitel: prof. RNDr. Pavel Kopel, Ph.D.
Konzultant: Subodh Kumar, Ph.D.

Interakce výživy a stresových faktorů s imunitním systémem včely medonosné (Apis mellifera)
Školitel: Mgr. Jiří Danihlík, Ph.D.
Konzultant: Prof. Mgr. Marek Petřivalský, Dr.
Včela medonosná (Apis mellifera) se dlouhodobě potýká s problémy souvisejícími s nekvalitní výživou nebo biotickými stresory, které ovlivňují odolnost včelstev k chorobám. Tato práce cílí na vývoj a optimalizaci rychlých laboratorních metodik detekce a kvantifikace včelích patogenů. Dále budou zkoumány reakce humorálního a buněčného imunitního systému včely medonosné v reakci na různé mikrobiální patogeny. V další fázi bude téma práce zaměřeno na výzkum vlivu výživových faktorů na imunokompetenci a fyziologické procesy včelího organismu. Výsledky práce budou uplatitelné v diagnostické praxi i v základním výzkumu mechanismů včelího imunitního systému a jeho provázanosti s výživovými faktory.

Mechanismy regulace střevní imunity včely medonosné v interakcích se symbiotickými a patogenními mikroorganismy
Školitel: Prof. Mgr. Marek Petřivalský, Dr.
Střevní mikroflóra živočichů představuje variabilní a dynamická společenství komenzálních, mutualistických a patogenních mikroorganismů. Střevní symbionti u hmyzu plní řadu fyziologických rolí v metabolismu a imunitě hostitele, včetně trávení potravy, doplňování základních živin, odbourávání xenobiotik a prevence invaze patogenů. Cílem práce je charakterizovat specifické mechanismy zapojené do rozpoznávání a interakce složek střevní imunity včely medonosné (Apis mellifera) se symbiotickými a patogenními bakteriemi. Kombinace biochemických, molekulárně biologických a mikroskopických metod bude využita k odhalení signálních drah regulujících úspěšnou kolonizaci střeva symbionty nebo aktivaci imunitní obrany vůči patogenům. Zvláštní pozornost bude věnována funkci reaktivních forem kyslíku a dusíku a produkce antimikrobiálních peptidů v rámci molekulárních mechanismů interakcí včel a bakterií.

Regulace genové exprese během oxidativního stresu u rostlin
Školitel: Doc. Ing. Tomáš Takáč, PhD
Adaptační mechanizmy v průběhu oxidativního stresu u rostlin zahrnují celou řadu molekulárních procesů, mezi které patří i exprese obranných genů. Ta podléhá mnoha regulačním mechanismům, jako jsou např. alternativní sestřih a iniciace transkripce pomocí transkripčních faktorů. Cílem práce bude pomocí molekulárně biologických, proteomických, biochemických a mikroskopických metod charakterizovat transkripční faktor squamosa promoter binding protein-like 1 (SPL1), a jeho roli v oxidativním stresu. Stejné metody budou využity také pro studium mechanismů, které ovlivňují alternativní sestřih během oxidativnímu stresu.

Funkční a biologická charakterizace antimikrobiálních peptidů včely medonosné
Školitel: Mgr. Mária Škrabišová, Ph.D.
Konzultant: Prof. Mgr. Marek Petřivalský, Dr.
Antimikrobiální peptidy (AMP) představují klíčovou složku vrozené imunity hmyzu. Významná část znalostí o hmyzích AMP byla získána při studiu modelových druhů (Drosophila spp.), zatímco dosavadní znalosti o struktuře, regulaci a biologických funkcích včelích AMP jsou omezené. Cílem práce bude vývoj a optimalizace metod exprese a purifikace rekombinantních včelích AMP v mikrobiálních expresních systémech. Dále budou zkoumány vlastnosti jednotlivých AMP in vitro v interakci s významnými včelími patogeny. Práce bude také zaměřena na výzkum mechanismů regulace a lokalizace produkce AMP v rámci aktivace imunitního systému včel.

Role interaktivních center v neformálním chemickém vzdělávání
Školitel: RNDr. Bohuslav Drahoš, Ph.D.
Konzultant: doc. RNDr. Marta Klečková, CSc

Integrace přírodovědného vzdělávání
Školitel: doc. RNDr. Marta Klečková, CSc
Konzultant: Mgr. Iveta Bártová, Ph.D.

Transfer nových chemických poznatků do chemického vzdělávání
Školitel: RNDr. Bohuslav Drahoš, Ph.D.

Metody ověřování přírodovědné gramotnosti žáků
Školitel: doc. RNDr. Marta Klečková, CSc
Konzultant: Mgr. Iveta Bártová, Ph.D.

Vybrané pokročilé experimentální metody využitelné ve středoškolském vzdělávání
Školitel: RNDr. Bohuslav Drahoš, Ph.D.
Konzultant: doc. RNDr. Marta Klečková, CSc

Podpora začínajících učitelů chemie a jejich uvádějících učitelů
Školitel: RNDr. Bohuslav Drahoš, Ph.D.
Konzultant: doc. RNDr. Marta Klečková, CSc
Konzultant: Mgr. Jana Prášilová, PhD.

Nové přístupy k výuce základních pojmů z obecné chemie (anorganické chemie) na SŠ
Školitel: doc. Mgr. Pavel Štarha, Ph.D.
Konzultant: doc. RNDr. Marta Klečková, CSc

Nanokatalýza v plynné fázi
Školitel: doc. RNDr. Libor Kvítek, CSc.

Struktura a dynamika RNA
Školitel: prof. RNDr. Jiří Šponer, DrSc.
Předmětem disertace bude studium vybraných molekul RNA (ribosomální motivy, protein-RNA komplexy, ribozymy, riboswitche, vybraných z aktuálních systémů studovaných v naší laboratoři i na spolupracujících pracovištích) pomocí počítačových simulací, bioinformatiky, a kvantové chemie. RNA patří v současné době k nejintenzivněji studovaným biomolekulám. Funkční molekuly RNA formují fascinující 3D architektury a počítačové simulace patří k základním nástrojům studia vlivu molekulových interakcí na strukturu a funkci RNA, jak lze dokumentovat i našimi předchozími výsledky (viz. např. publikace uvedené ve WOS databázi). Počítačovými simulacemi lze získat nové informace například o úloze nekanonických interakcí bází nukleových kyselin, hydrataci a dalších vlastnostech, a podstatným způsobem doplnit informace zjištěné rentgenovou krystalografií, NMR, bioinformatikou, a dalšími metodami. Disertace může zahrnovat jak studium specifických biochemicky zajímavých systémů, tak práce orientované více na testování a vývoj metodiky. Úzce spolupracujeme se zahraničními laboratořemi, například F.H.T. Allain, G. Bussi, N.B. Leontis, N.G. Walter, M. Nowotny a další.

Teorie původu života - studium prebiotických reakcí
Školitel: prof. RNDr. Jiří Šponer, DrSc.
Předmětem disertace bude práce v oblasti "origin of life theory", což je dnes obsáhlá oblast výzkumu, sahající od evoluce planetárních systémů přes prebiotickou syntézu základních stavebních komponent živé hmoty až po jednoduché buněčné modely. Teoretické kvantově-chemické metody mohou být velmi efektivně aplikovány na studium prebiotických chemických procesů. Velkou výhodou těchto metod je jejich schopnost popsat procesy, jež v řadě případů nelze uspokojivě či úplně studovat experimentálně. V současné době pracujeme na řadě projektů týkajících se například tzv. formamidové cesty vzniku života, netemplátové syntézy prvních molekul RNA z cyklických nukleotidů, role fotochemických reakcí v prebiotické chemii, kvantově-dynamických simulací, high-energy impact chemii, a některých dalších problémech. Disertace je vhodná zejména pro studenty, kteří mají zájem o použití moderních kvantově-chemických přístupů a mají cit pro chemické reakce. Vzhledem k tomu, že se jedná o náročné téma, konkrétní náplň práce může být stanovena až na základě posouzení schopnosti uchazeče. Úzce spolupracujeme s experimentálními i teoretickými laboratořemi, například E. Di Mauro, R. Salladino, M. Ferus, M. Saitta, J.D. Sutherland and některými dalšími.

Studium přírodních antioxidantů pro terapeutické aplikace
Školitel: prof. Ing. Lubomír Lapčík, Ph.D.
Přírodní antioxidanty hrají významnou roli v ochraně organismu před vznikem nádorových onemocnění. Jedná se zejména o využití jejich antioxidačních vlastností v lidském organismu. Cílem práce bude porovnání antioxidantů získaných z vybraných typů přírodních rostlinných produktů, zejména vzhledem k jejich schopnosti jako radikálových lapačů. Budou určeny základní kinetické parametry zhášení těchto radikálů účinkem antioxidantů, jejich identifikace a termická případně chemická stabilita v různých prostředích
Požadavky na uchazeče: Absolvent vysokoškolského studia přírodovědného nebo technického směru v oboru chemie, fyzikální chemie, materiálové chemie a technologie.
Literatura:
Simunkova, M., Alwasel, S.H., Alhazza, I.M., Jomova, K., Kollar, V., Rusko, M., Valko, M. Management of oxidative stress and other pathologies in Alzheimer’s disease (2019) Archives of Toxicology, 93 (9), pp. 2491-2513.
Lawson, M., Jomova, K., Poprac, P., Kuca, K., Musílek, K., Valko, M. Free radicals and antioxidants in human disease (2018) Nutritional Antioxidant Therapies: Treatments and Perspectives, pp. 283-305.

Mezimolekulové interakce v biomolekulách
Školitel: doc. RNDr. Petr Jurečka, Ph.D.
Struktura ribozomální RNA je sice známa relativně dobře, ale interakce, které ji určují a stabilizují jsou prozkoumány méně. S rychlým rozvojem počítačů se kvantově chemické a molekulově dynamické výpočty stávají stále populárnějšími metodami pro analýzu mezimolekulových interakcí v biomolekulách. V naší práci se soustředíme na interakce v takových biomolekulách, jako jsou ribozomální RNA nebo protein-DNA komplexy a snažíme se nalézat důležité strukturní stabilizační prvky těchto unikátních molekulových architektur.

Vývoj empirických potenciálů pro modelování biomolekul
Školitel: doc. RNDr. Petr Jurečka, Ph.D.
Vývoj empirických potenciálů pro molekulovou dynamiku je nezbytnou podmínkou rozvoje celého oboru molekulového modelování. Na katedře fyzikální chemie UP Olomouc jsme před několika lety vyvinuli slibnou metodu pro získávání vysoce kvalitních empirických parametrů. Nově vyvinuté parametry jsou určeny hlavně pro modelování biomolekul, jako jsou RNA a DNA a pod zkratkou „OL“ (Olomouc) jsou dnes celosvětově používány v nejpopulárnějším simulačním balíku AMBER. Naši metodu budeme aplikovat a testovat na desítkách biologicky zajímavých systémů, jako jsou struktury DNA, protein-DNA komplexy a fragmenty ribozomální RNA.

Chemické databáze
Školitel: doc. RNDr. Karel Berka, Ph.D.
V dnešním věku informačních technologií přicházejí na řadu také technologie na správu a vytěžení dostupných chemických dat. V rámci skupiny jsme již vyvinuli několik databází (www.molmedb.upol.cz, či www.pokusnice.upol.cz), které specifická chemická data ukládají a umožňují s nimi základní manipulace a vytěžování. Cílem práce je databáze rozšiřovat, zautomatizovat jejich plnění, zvýšit jejich interoperabilitu (např. pomocí napojení na Wikidata), zlepšit stávající data management, ale především využívat jejich výstupy k řešení výzkumných otázek. Předpokládané znalosti: znalost programovacího jazyku (aktivní HTML, Python, atd.) a práce s databázemi (SQL, SPARQL) vítána

Teoretické studium biomembránových systémů
Školitel: doc. RNDr. Karel Berka, Ph.D.
Cílem tohoto výzkumného tématu je porozumět chování a povaze interakce malých molekul i biomakromolekul s biologickými membránami. K pochopení a kvantifikaci interakcí molekul s biologickými membránami bude použita kombinace simulačních technik (např. molekulově dynamické simulace nebo kvantově chemické výpočty) a bioinformatických a cheminformatických přístupů - např. identifikace látek vhodných pro enkapsulaci do liposomů (např. bioRxiv, 05(11), 087742, 2020.) a uložení těchto informací do veřejně dostupné databáze (např. molmedb.upol.cz Database, 2019, baz078, 2019); způsob působení membránově vázaných proteinů společně s vývojem nezbytných strukturálních bioinformatických nástrojů (např. mole.upol.cz - Nucleic Acids Res, 46(W1), W368–W373, 2018., či SecStrAnnotator - bioRxiv, 04(15), 042531, 2020.). Očekáváme úzkou spolupráci s kolegy z evropské bioinformatické infrastruktury ELIXIR, Masarykovy univerzity v Brně, ČR; Université de Limoges, FR; Uppsala Universitet, SE a Vysoké školy chemicko-technologické v Praze, ČR.

Počítačový návrh nových léků založený na kvantově-chemických výpočtech
Školitel: doc. RNDr. Karel Berka, Ph.D.
Moderní počítačový návrh léků představuje atraktivní vědní obor na pomezí fyzikální chemie, strukturní biologie a informatiky. Jde o nalezení a vylepšení chemických látek, ligandů, které by se pevně navázaly na molekulový cíl, určitou bílkovinu, a tím umožnily vyléčit nemoc. Teoretické metody toto dokáží efektivněji než experiment, je však potřeba zvýšit jejich přesnost. Toho jsme dosáhli vývojem nových postupů výpočtů Gibbsovy volné energie interakce ligandů s proteiny založený na kvantově-chemických metodách, který svou přesností překonává dříve používané metody, a úspěšně ho aplikovali na desítky systémů (ChemPlusChem, 2013. 78(9): p. 921-931; ChemPlusChem, 2020. 85(11): p. 2361.). Tématem práce bude ověření univerzálnosti metody na databázích dalších systémů a také zlepšování metodiky. Školitel-konzultant: RNDr. Martin Lepšík, Ph.D.(ÚOCHB AV ČR)

Teoretické studium přenosu náboje v nanostrukturách
Školitel: doc. Ing. Pavel Jelínek, Ph.D.
Možnost aktivně kontrolovat přenos náboje na atomární úrovni v nanostruktur otevírá nové možnosti v oblasti nanoelektroniky. Hlubší pochopení procesů spojených s přenosem náboje na atomární úrovni vyžaduje nové postupy v oblasti teoretických simulací. Cílem práce je osvojení si teorie funkcionálu hustoty a její aplikaci na vybrané problémy přenosu náboje v nanostrukturách. Teoretické výpočty budou prováděny v úzké spolupráci s experimentálními měřeními. V rámci doktorského studia je předpokládán další vývoj počítačových simulací.
Předpokládané znalosti:
●          základní znalost kvantové mechaniky a teorie pevných látek, popř. kvantové chemie
●          znalost programovacího jazyku (Fortran, C, atd.) vítána

Chemie na površích zkoumána pomocí mikroskopie skenovací sondy
On-surface chemistry investigated by means of scanning probe microscopy
Školitel: doc. Ing. Pavel Jelínek, Ph.D.
Chemie na površích je rychle se rozvíjející obor syntetické chemie, který umožňuje syntetizovat nové molekulární struktury, kterých nelze dosáhnout tradičními postupy organické chemie v roztoku. Navíc současný vývoj mikroskopů se skenovací sondou umožňuje dosáhnout chemického rozlišení prekurzorů, meziproduktů a konečných produktů, což poskytuje bezprecedentní pohled na reakční procesy na površích. Tato technika navíc umožňuje charakterizaci chemických a fyzikálních vlastností včetně zobrazování hraničních orbitalů jednotlivých molekul.
Cílem této disertační práce je zkoumat nové chemické reakce na površích v podmínkách ultravysokého vakua (UHV) s cílem vytvořit kovalentně vázané komplexní molekulární systémy na površích pevných látek. Student zvládne práci s UHV mikroskopem atomárních síl a skenovacím tunelovým mikroskopem. To umožní charakterizovat chemické a fyzikální vlastnosti konečných produktů se submolekulárním rozlišením.

Rychlé a přesné kvantově-mechanické výpočetní metody pro počítačový návrh léčiv
Školitel: doc. RNDr. Jan Řezáč, Ph.D.
Aplikace výpočetní chemie v řešení biochemických problémů, jako je například studium interakce léků s enzymy, vyžaduje metody které jsou přesné a zároveň dostatečně rychlé. Tyto protichůdné požadavky splňují aproximativní kvantově-mechanické metody parametrizované pro daný problém, v tomto případě popis nekovalentních interakcí v biomolekulách. V nedávné době jsme vyvinuli korekce pro semiempirické metody, které umožňují dosáhnout požadované přesnosti i pro systémy s tisíci atomů, jako například celé proteiny. Tyto metody úspěšně aplikujeme v počítačovém vývoji léků kde výrazně překonávají běžně používané přístupy. Cílem této práce bude pokračovat ve vývoji semiempirických kvantově-mechanických metod s cílem zpřesnit popis nekovalentních interakcí a struktury biomolekul. Tento projekt vyžaduje základní znalost programování.

Přesné kvantově-chemické výpočty nekovalentních interakcí
Školitel: doc. RNDr. Jan Řezáč, Ph.D.
Výsledky přesných kvantově mechanických výpočtů se často používají jako referenční data pro vývoj jednodušších metod a pro ověřování jejich přesnosti. Naše skupina má dlouhou tradici v přípravě a publikování databází přesných výpočtů nekovalentních interakcí a naše databáze jako např. S66 se staly de facto standardem v oboru. Nové datasety které publikujeme v projektu Non-Covalent Interactions Atlas (www.nciatlas.org) jsou světovou špičkou jak v přesnosti, tak v množství dat. Cílem této práce bude rozšířit stávající referenční databáze o nové molekulární komplexy tak, aby bylo dosaženo co nejširšího pokrytí dalších typů nekovalentních interakcí zejména organických molekul a biomolekul. Součástí práce bude i zhodnocení stávajících výpočetních metod na nových systémech, případně jejich parametrizace na nová data.

Studium tvorby nanočástic a jejich souborů organizovaných na povrchu či v objemu tuhé fáze
Školitel: doc. RNDr. Libor Kvítek, CSc.
Současný vývoj v oblasti nanotechnologií směřuje od přípravy a využití izolovaných nanočástic k sofistikovanějším systémům organizovaných souborů nanočástic, které jsou pevně zakotveny na pevných površích ať už makroskopického tak i mikroskopického (zakřivení povrchu řádu jednotek až desítek mikrometrů) charakteru. Takové systémy vykazují unikátní fyzikálně chemické vlastnosti, nepozorovatelné u izolovaných nanočástic. Mimo zvýšené agregátní stability i chemické odolnosti nanočástic dochází v takových případech mnohdy k synergickému efektu součtu pozitivních vlastností kombinovaných systémů. Nanočástice zakotvené na povrchu tuhé fáze ovlivňují typicky její fyzikálně chemické vlastnosti (povrchová energie a s ní spojená smáčivost, korozivzdornost, biokompatibilita, odolnost proti kolonizaci mikroorganismy apod.) a naopak nanočástice samotné jsou výrazně ovlivněny přítomností tuhé fáze, na jejímž povrchu jsou zakotveny (stabilita agregátní i chemická, katalytická aktivita, optické vlastnosti apod.). V základním principu lze rozdělit metody přípravy takových souborů na dva hlavní směry, podle velikostního měřítka tuhé fáze, s níž jsou nanočástice kombinovány. V případě makroskopických objektů v měřítku 10-3 m a větších se v principu jedná o tvorbu povrchových filmů s obsahem nanočástic resp. o zapracování nanočástic přímo do objemu tuhé fáze. Pro tvorbu povrchových filmů je využívána řada fyzikálně chemických technik, v tomto případě se jedná zejména o metody typu dip-coating, spin-coating a metodu Langmuir-Blodgettové filmů. Pro zapracování nanočástic do objemu tuhé fáze lze pak využít buď přímo metodu syntézy tuhé fáze v systému obsahujícím příslušné nanočástice nebo lze nanočástice mechanicky zamíchat (kompaundace) do objemu již existující tuhé fáze (typicky se jedná o polymerní látky). V případě mikroskopických rozměrů tuhé fáze (typicky jednotky až stovky mikrometrů) se nejčastěji používají metody založené na adsorpci nanočástic na povrchu tuhé fáze ať již přímo, tak i prostřednictvím vhodných modifikátorů (polymery, povrchově aktivní látky, nízkomolekulární látky s vhodnými funkčními skupinami). Nanočástice se do systému s mikročásticemi tuhé fáze mohou přidat až po předchozí přípravě v jiném systému nebo (a to mnohdy efektivněji) přímo syntetizovat v přítomnosti mikročástic tuhé fáze.
Připravené kompozitní materiály mají, jak již bylo zmíněno, mnohdy výrazně odlišné fyzikálně chemické vlastnosti oproti výchozím systémům. Typicky dochází ke změnám povrchové energie, bioaktivity povrchů, katalytické aktivity zúčastněných systémů či ke změně optických vlastností. Tyto nové vlastnosti lze využít v řadě aplikací, jako jsou velmi špatně smáčivé či naopak velmi dobře smáčivé povrchy (průmysl nátěrových hmot včetně technologie jejich nanášení, samočistící povrchy, nezamlžující se povrchy), dále se mění interakce povrchu s živými systémy (biokompatibilní povrchy či antibakteriální povrchy pro aplikace v medicíně i běžné praxi) a rovněž dochází ke změnám katalytické aktivity původních systémů (elektrochemické aplikace, katalýza v kapalné i plynné fázi, optické senzory na bázi povrchem zesíleného Ramanova rozptylu).

Fázové přechody a možnost jejich ovlivnění za pomoci nanotechnologií
Školitel: doc. RNDr. Libor Kvítek, CSc.
Fázové přechody mezi skupenskými stavy u čistých látek (fázové přechody 1. řádu) jsou jednoznačně určeny teplotou a tlakem okolí, s nímž je studovaný systém v rovnováze. Slovo rovnováha zde ovšem hraje velmi důležitou roli, protože pokud je studovaný systém mimo rovnováhu (vyvolanou například velmi rychlým ochlazováním), nedochází k fázovému přechodu za podmínek určených pro rovnovážný stav a soustava může po určitou dobu existovat v jiném skupenství, než by tomu bylo za rovnovážných podmínek (metastabilní stavy, např. voda podchlazená pod 0°C). Podobné situace lze ovšem dosáhnout i tak, že původní čistou látku smícháme s jinou látkou a vzniklá směs se pak chová z hlediska skupenského stavu odlišně od původní čisté látky (např. přídavek ethanolu do vody snižuje teplotu tuhnutí vzniklé směsi oproti čisté vodě, jak popisuje Raoultův zákon v podobě kryoskopické rovnice). Přechody mezi skupenskými stavy se ale v reálném světě řídí velmi složitými zákony, souvisejícími s problematikou tvorby nové fáze. Vznik nové fáze v objemu fáze původní vyžaduje vynaložení určité práce nutné na vytvoření fázového rozhraní – homogenní nukleace. Tato práce souvisí s již výše zmíněným vychýlením soustavy z rovnovážného stavu (u kapalin je to typicky podchlazení). Přítomností heterogenních příměsí (typicky nečistoty) v původní fázi lze ale tuto práci na vytvoření nového fázového rozhraní výrazně snížit za situace, kdy nově vznikající fáze smáčí povrch heterogenní příměsi (např. krystalizační centra). Mnohé oblasti běžné lidské praxe ovšem narážejí na limity dané ať už potřebou dodání velkého množství práce pro uskutečnění fázového přechodu (např. výroba umělého sněhu pomocí sněhových děl) nebo naopak související s příliš rychlým průběhem fázového přechodu díky přítomnosti vhodného povrchu pro vznik nové fáze (např. rosení skel v chladném počasí). Ovlivnění fázových přechodů oběma směry tak představuje důležitou oblast fyzikálně chemického výzkumu, kde mohou nalézt své uplatnění i nanotechnologie. Nanočástice díky vysokému poměru počtu povrchových atomů vůči počtu atomů v objemu částice oplývají přebytkem povrchové energie a jsou tak ideálním nástrojem pro modifikaci průběhu fázových přechodů čistých látek. I velmi malé množství hmoty rozptýlené do nanorozměrů může zásadně ovlivnit nejen technologické procesy, ale i procesy probíhající přirozeně v přírodě. Lidé už dlouho využívají rozprašování velmi malých částic AgI do atmosféry pro vyvolání deště, protože na těchto malých částicích dochází ke kondenzaci vodních par za vzniku mraků a tedy deště. Rovněž výroba umělého sněhu pomocí sněhových děl probíhá snadněji po přídavku disperze velmi malých částic do rozstřikované vody, protože na nich dochází snadněji ke tvorbě krystalků ledu oproti situaci, kdy by krystalky ledu musely vznikat homogenní nukleací. Ale existují i nepříznivé situace vyvolané člověkem v přírodě (i když neúmyslně), které zhoršují poměry v životním prostředí. Aerosoly produkované lidskou činností (doprava, průmyslové exhalace i exhalace z domácností) způsobují kondenzaci vodních par v hustě obydlených aglomeracích za tvorby velmi nízké oblačnosti, která omezuje další proudění škodlivin v ovzduší do větších vzdáleností a jejich zvýšené koncentrace se tak projevují jako zdraví škodlivý smog, což je směs mikrokapiček vody, tuhých částeček a řady toxických plynných látek produkovaných jak člověkem tak i účinkem slunečního záření na tento chemický kotel dusící zejména v zimním období mnohá světová velkoměsta.

Katalytická aktivita nanočástic kovů a jejich kompozitů pro aplikace v energetice
Školitel: doc. RNDr. Libor Kvítek, CSc.
Nanomateriály na bázi kovů a jejich sloučenin oplývají řadou unikátních vlastností z pohledu řady přírodovědných oborů. Z hlediska chemie se jedná zejména o jejich katalytickou aktivitu, která je v prvé řadě spojena s vysokým poměrem mezi atomy či molekulami na povrchu částice oproti jejímu objemu. Současný vývoj v oblasti nanotechnologií pro energetické aplikace souvisí právě s touto vysokou katalytickou aktivitou nanomateriálů. Mimo výzkum směřující k vývoji nových systémů získávání energie ať již chemickou cestou (elektrochemické články) či cestou konverze sluneční energie je pozornost řady výzkumných týmů zaměřena i do oblasti uchování energie v energeticky bohatých sloučeninách. Jednu z takových reakcí, která umožňuje uchování získané energie pro pozdější použití a současně eliminuje i část nepříznivých emisí oxidu uhličitého je redukce tohoto produktu spalování fosilních paliv za vzniku řady organických sloučenin pro zpětné použití v energetice, ale i s další využitelností pro chemický průmysl či dopravu. Jedná se o reakci redukce oxidu uhličitého vodíkem za vzniku řady uhlovodíků a dalších organických sloučenin, typicky methanolu. Tato reakce, obdobná Fischer-Tropschově syntéze uhlovodíků z oxidu uhelnatého, probíhá efektivně jen s pomocí katalytických systémů na bázi kovů či jejich sloučenin (nejčastěji oxidů). Dlouhodobé zkušenosti z oblasti výzkumu katalytické aktivity kovových nanomateriálů na půdě PřF UPOL vedly v poslední době k vývoji efektivního kompozitního nanokatalyzátoru pro tuto reakci na bázi nanočástic mědi navázaných na nanostrukturovaném oxidu železitém. První testy tohoto katalyzátoru ve spolupráci s katalytickou skupinou Dr. Vajdy z Argonne National Laboratory (Chicago, USA) ukázaly vysokou aktivitu tohoto katalyzátoru vzhledem k produkci uhlovodíků. Další výzkum bude prováděn za pomoci mikroreaktoru firmy PID pro studium heterogenní katalýzy v plynných reakčních systémech s propojením s analytickým systémem na bázi GC/MS. Hlavním cílem tohoto tematického zaměření doktorské práce tak bude výzkum a vývoj katalytického systému na bázi nanočástic ušlechtilých kovů kombinovaných s nanočásticemi oxidů železa s vysokou katalytickou aktivitou pro nízkoteplotní (do cca 300 °C) hydrogenaci oxidu uhličitého za vzniku dále využitelných sloučenin nejen pro energetiku, ale i další oblasti lidské činnosti.

Nanokatalýza v plynné fázi
Nanocatalysis in the gas phase
Školitel: doc. RNDr. Libor Kvítek, CSc.

Nanomateriály pro biologické aplikace
Školitel: doc. RNDr. Aleš Panáček, Ph.D.
Nanostrukturní materiály jsou unikátní díky specifickým fyzikálně chemickým vlastnostem, které se odráží i ve specifické interakci s živými organismy, díky čemuž nanomateriály vykazují ojedinělé biologické vlastnosti. Užitné vlastnosti nanomateriálů s biologickými vlastnostmi jsou široké a lze je využít např. v medicíně k léčbě či diagnostice onemocnění, biologicky aktivní nanomateriály mohou být uplatněny v průmyslových odvětvích či v environmentálních aplikacích pro odstranění nežádoucích biologických, především mikrobiálních, kontaminací. Typickým příkladem jsou nanočástice stříbra, které vykazují vysokou antimikrobiální aktivitu, které lze využít v léčbě mikrobiálních infekcí včetně těch, které jsou způsobeny vysoce rezistentními bakteriálními kmeny, u nichž selhává léčba pomocí klasických antibiotik. Na druhou stranu je potřeba brát zřetel na případné nežádoucí biologické účinky nanomateriálů při interakci s biologickými systémy, které se mohou vyskytovat právě díky jejich unikátním a neobvyklým biologickým vlastnostem. Studium mechanismu interakce nanomateriálů s biologickými systémy na různé buněčné úrovni a jejich využití pro biologické a medicínské aplikace tak představuje velice zajímavou a pestrou vědecko-výzkumnou oblast.

Nanomateriály pro katalytické aplikace
Školitel: doc. RNDr. Aleš Panáček, Ph.D.
Nanočástice ušlechtilých kovů vykazují díky svým specifickým fyzikálně chemickým vlastnostem vysokou chemickou aktivitu, konkrétně vysokou katalytickou aktivitu. Katalytické účinky jsou dány jednak samotnou chemickou povahu uvedených kovů, a navíc mohou být zvýšeny nanorozměry a morfologií částic těchto kovů, které vedou k obrovskému nárůstu plochy povrchu daného kovu nutnému pro efektivní průběh heterogenní katalýzy. Nanočástice kovů skupiny I. B vykazují vysokou katalytickou aktivitu zejména v redox reakcích, kovy skupiny platiny a kovy příbuzné jsou pak vysoce efektivní v reakcích za účasti vodíku, což se týká zejména syntézy jednoduchých uhlovodíků a jejich derivátů (např. Fischer-Tropschova syntéza). V oblasti katalytických aplikací lze výzkum a vývoj zaměřit zejména na syntézu a vývoj vysoce katalyticky efektivních nanomateriálů na bázi kovů a jejich sloučenin aplikovatelných např. pro environmentální technologie (např. redoxní reakce a likvidace polutantů ve vodách), nebo v oblasti průmyslové chemie v řadě chemických procesů (výroba ethylenoxidu, Fisher-Tropschova syntéza) či v oblasti technologií pro energetiku (reformace CO2 na metanol, vysoce aktivní elektrody pro palivové články). Praktické aplikace nanomateriálů jsou však často doprovázeny agregátní nestabilitou nanočástic kovů či omezenou možností separace po provedení reakce v reálných aplikačních systémech. Jednou z možností, jak předcházet těmto nežádoucím jevům, je ukotvení nanočástic kovů na zvolené inertní substráty. Jako příklad lze uvést přírodní hlinitokřemičitanové materiály, oxidy kovů či magnetické materiály, jako jsou oxidy železa, které dále usnadňují magnetickou separaci katalyzátoru po provedení reakce.

Příprava nanočástic a nanokompozitů pro katalytické aplikace
Školitel: doc. RNDr. Robert Prucek, Ph.D.
Současný vývoj v oblasti nanotechnologií směřuje od přípravy a využití izolovaných nanočástic k systémům, kdy jsou pevně zachyceny na vhodném podkladu (koloidní částice, mikročástice či makrosystémy). Takovéto kompozity vykazují jedinečné fyzikálně chemické vlastnosti, odlišné od samotných nanočástic. Mimo zvýšené agregátní stability nanočástic dochází často k synergickému efektu zlepšení fyzikálně chemických vlastností zmíněných materiálů (např. katalytická aktivita, optické vlastnosti, separace, agregátní stabilita, atd.).
Cílem této práce bude výzkum a vývoj v oblasti přípravy, charakterizace a aplikace nanočástic ušlechtilých kovů (měď, stříbro, zlato, platina, paladium, atd.) případně jejich sloučenin. Oblast přípravy bude výzkum zacílen na vývoj a optimalizaci metod přípravy nanočástic a nanokompozitů na bázi uvedených kovů a případně jejich sloučenin (ve formě vodných disperzí, samoorganizovaných vrstev či imobilizovaných částic na nosičích typu: SiO2, Al2O3, ZrO2, FexOy, sklo, křemen, aj.) včetně jejich charakterizace (velikost, morfologie, stabilita, atd.). Zmíněné materiály budou následně studovány a testovány z hlediska jejich efektivity pro účely heterogenní katalýzy či spektroskopických aplikací (povrchem zesílená Ramanova spektroskopie).
V oblasti katalýzy jsou mikro či nanočástice, případně nanokompozity používány ve velmi velkém měřítku v oblasti organické syntézy (Ullmannova syntéza, Fischer-Tropsch syntéza, příprava amoniaku (Haber-Bosch reakce), hydrogenační či dehydrogenační reakce, Suzukiho reakce, atd.), dále v oblasti velmi intenzivně se rozvíjejících oblastech jakými jsou palivové články, fotovoltaika, fotokatalýza, fotochemické štěpení vody, katalyzátory v automobilech pro oxidaci nespálených uhlovodíků, oxidu uhelnatého a redukci oxidů dusíku. Další významnou aplikací zmíněných materiálů je jejich použití v pokročilých oxidačních procesech využívaných pro sanační technologie používaných pro čištění odpadních vod a starých ekologických zátěží. Společným a často se vyskytujícím požadavkem podmiňujícím průmyslovou aplikaci je jejich schopnost odbourávat toxické a často také perzistentní organické polutanty, které vzdorují nebo přímo deaktivují tradičně používaný biologický stupeň, tvořící nedílnou součást většiny čističek odpadních vod.

Příprava nanočástic a nanokompozitů pro spektroskopické aplikace
Školitel: doc. RNDr. Robert Prucek, Ph.D.
Povrchem zesílená Ramanova spektroskopie se řadí mezi moderní analytické techniky umožňující detekovat velmi nízké koncentrace látek. Neustálý vývoj Ramanovských spektrometrů má za následek, že tyto instrumenty se stávají cenově dostupnější a díky tomu se stále více rozšiřuje počet těchto přístrojů nejen na vědeckých pracovištích, ale zejména se tyto přístroje stávají běžnou součástí komerčních laboratoří. Velmi důležitou oblastí, kde lze tyto přístroje nalézt, ať již ve formě klasických či zejména mobilních verzích, jsou vybrané složky policie, hasičského záchranného sboru či armády, kde jsou tyto instrumenty využívány pro identifikaci hořlavin, drog, výbušnin, apod. Jelikož má povrchem zesílená Ramanova spektroskopie velmi značný potenciál, který ji předurčuje k budoucímu rozšíření do mnoha oblastí lidské činnosti (rychlá a citlivá detekce výbušnin, drog, či detekce markerů pro stanovení chorob, toxikologie, forenzní analýza atd.), tak cílem dané problematiky bude reprodukovatelná příprava efektivních, spolehlivých, a jednoduše použitelných substrátů založených na bázi stříbra a zlata.

Příprava vrstev nanočástic kovů, nanostrukturovaných povrchů kovů a nanokompozitů pro účely jejich použití v oblasti povrchem zesílené Ramanovy spektroskopie
Školitel: doc. RNDr. Robert Prucek, Ph.D.

Teoretické studium přenosu náboje v nanostrukturách
Školitel: doc. Ing. Pavel Jelínek, Ph.D.
Možnost aktivně kontrolovat přenos náboje na atomární úrovni v nanostruktur otevírá nové možnosti v oblasti nanoelektroniky. Hlubší pochopení procesů spojených s přenosem náboje na atomární úrovni vyžaduje nové postupy v oblasti teoretických simulací. Cílem práce je osvojení si teorie funkcionálu hustoty a její aplikaci na vybrané problémy přenosu náboje v nanostrukturách. Teoretické výpočty budou prováděny v úzké spolupráci s experimentálními měřeními. V rámci doktorského studia je předpokládán další vývoj počítačových simulací.
Předpokládané znalosti - základní znalost kvantové mechaniky a teorie pevných látek, popř. kvantové chemie, znalost programovacího jazyku (Fortran, C, atd.) vítána

Chemické a fyzikální vlastnosti molekulárních nanostruktur na površích studované pomocí rastrovacích mikroskopů
Školitel: doc. Ing. Pavel Jelínek, Ph.D.
Současný rozvoj rastrovacích mikroskopů pracujících v ultra-vysokém vakuu umožňuje provádět měření s vysokým rozlišením atomárních sil a tunelovacích proudů na jednotlivých atomech či molekulách na povrchu pevné látky. Možnost současného měření atomárních sil a tunelovacího proudu otvírá zcela nové možnosti pro charakterizaci jednotlivých molekul nebo molekulárních nanostruktur na povrchu pevné látky. Cílem této práce je osvojení si práce s mikroskopem atomárních sil a rastrovacím tunelovacím mikroskopem pracujícím ve vysokém vakuu. V rámci studia bude provádět měření atomární a elektronové struktury vybraných molekulárních komplexů na povrchu pevných látek s vysokým rozlišení. Hlavním cílem práce je studium vybraných chemických a fyzikálních vlastností molekulárních systémů.
Předpokládané znalosti: základní znalost kvantové mechaniky a teorie pevných látek, znalost základních principů rastrovacích mikroskopů vítána

Chemie na površích zkoumána pomocí mikroskopie skenovací sondy
On-surface chemistry investigated by means of scanning probe microscopy
Školitel: doc. Ing. Pavel Jelínek, Ph.D.
Chemie na površích je rychle se rozvíjející obor syntetické chemie, který umožňuje syntetizovat nové molekulární struktury, kterých nelze dosáhnout tradičními postupy organické chemie v roztoku. Navíc současný vývoj mikroskopů se skenovací sondou umožňuje dosáhnout chemického rozlišení prekurzorů, meziproduktů a konečných produktů, což poskytuje bezprecedentní pohled na reakční procesy na površích. Tato technika navíc umožňuje charakterizaci chemických a fyzikálních vlastností včetně zobrazování hraničních orbitalů jednotlivých molekul.
Cílem této disertační práce je zkoumat nové chemické reakce na površích v podmínkách ultravysokého vakua (UHV) s cílem vytvořit kovalentně vázané komplexní molekulární systémy na površích pevných látek. Student zvládne práci s UHV mikroskopem atomárních síl a skenovacím tunelovým mikroskopem. To umožní charakterizovat chemické a fyzikální vlastnosti konečných produktů se submolekulárním rozlišením.

Design a syntéza nových heterocyklických sloučenin s potenciální antimikrobiální aktivitou
Školitel: RNDr. Lucie Brulíková, Ph.D.
Cílem této disertační práce bude design a syntéza nových heterocyklických sloučenin s potenciální biologickou aktivitou, zejména pak antimikrobiální. Pomocí klasické roztokové syntézy či syntézy na pevné fázi budou připravovány série nových derivátů a následně testovány na řadu jak gram-pozitivních tak gram-negativních bakterií. Dle výsledků biologického testování budou struktury dále upravovány, případně hledán zcela nový farmakofor.

Výzkum nových fluorescenčních systémů pro aplikace v chemické biologii
Školitel: prof. RNDr. Jan Hlaváč, Ph.D.
Přesto, že jsou fluorescenční systémy ve studiu biologických procesů hojně využívány, nepokrývají zdaleka všechny aplikační potřeby. Rovněž jejich vlastnosti vždy nevyhovují specifickému způsobu použití, a proto je potřeba vyvíjet nové systémy, které tyto problémy řeší. Velká pozornost je v současném vývoji nových fluorescenčních látek věnována tzv. multifunkčním sondám, tj. systémům, které jsou schopny detekovat případně i stanovit více sledovaných analytů za pomoci jednoho derivátu, případně disponují možností detekovat přítomnost daného analytu a na základě pozitivní odezvy uvolnit léčivo.
V rámci tohoto tématu se budou studenti zabývat přípravou multifunkčních fluorescenčních sond pro detekci různých enzymů v jejich směsi a dále v kombinaci s určením pH, redoxního potenciálu, přítomnosti vybraných markerů, apod. Pozornost bude zaměřena rovněž na vývoj fluorescenčních systémů zaměřených na specifický transport léčiv. Tyto systémy budou reflektovat přítomnost selektivního markeru, který se navíc stane spouštěčem uvolnění léčiva z celého systému. Tento typ výzkumu bude směrován do oblasti tzv. theranostik, kde se spojuje terapie a diagnostika do jednoho molekulového systému.
Funkčnost těchto systémů budou studenti sami ověřovat na modelových médiích. Úspěšné sondy pak budou testovány ve spolupráci s dalšími pracovišti na vybraných buněčných liniích.

Syntéza a studium dusíkatých heterocyklů jako ligandů pro různé biologické cíle
Školitel: doc. RNDr. Miroslav Soural Ph.D.
Dusíkaté heterocykly představují velmi důležitou skupinu organických sloučenin. Tvoří běžný strukturní motiv v řadě přírodních či syntetických, biologicky aktivních látek. Přibližně 60% léčiv, která byla do dnešního dne schválena pro klinické použití, obsahuje ve své struktuře dusíkatý heterocyklus. Z tohoto důvodu jsou dusíkaté heterocykly atraktivním chemotypem v oblasti medicinální chemie. K dnešnímu dni bylo připraveno množství derivátů vykazujících rozmanité biologické účinky, např. antibiotické, antibakteriální, antifungální, protinádorové, antivirové, analgetické atd. V literatuře dostupné informace o vztazích mezi strukturou a aktivitou konkrétních derivátů proto umožňují (s pomocí molekulárního modelování, je-li znám molekulární cíl) racionální návrh struktury nových analogů s potenciálně výhodnějšími farmakologickými vlastnostmi, např. vyšší aktivitou, selektivitou a metabolickou stabilitou. Cílem disertační práce spadající do této oblasti je hledání nových heterocyklických léčiv na bázi standardního postupu: 1) výběr biologického cíle a strukturní design potenciálního ligandu (typicky s použitím metody scaffold hopping nebo molekulárního modelování), 2) vývoj a optimalizace syntetické metody umožňující přípravu cílové struktury, 3) příprava série substituovaných derivátů za účelem studia mezi strukturou a aktivitou (SAR) látek, 4) primární testování a vyhodnocení SAR, 5) další racionální modifikace struktury s použitím dosažených informací vedoucí k pokročilým derivátů a jejich farmakologické hodnocení. Konkrétní strukturní motiv bude určen na bázi aktuálních výsledků výzkumné skupiny. V současné době je pozornost věnována zejména cytotoxickým sloučeninám působícím proti nádorovým buňkám a derivátům orientovaným na biologické cíle nacházející se v centrální nervové soustavě. Biologické hodnocení probíhá ve spolupráci s Katedrou experimentální biologie, Ústavem molekulární a translační medicíny a Jagellonskou Univerzitou v Krakowě.

Modifikace molekul pentacyklických triterpenů v oblasti kruhu E a A a studium jejich protinádorové a neuroprotektivní aktivity
Školitel: doc. RNDr. Milan Urban, Ph.D.
Triterpeny jsou přírodní sloučeniny disponující řadou biologických aktivit,na našem pracovišti se zabýváme zejména sloučeninami s aktivitou cytotoxickou a s tím související protinádorovou. Nejaktivnější deriváty mají IC50 v hodnotách nízko mikromolárních až submikromolárních což v souvislosti s nízkou toxicitou by tyto molekuly předurčovalo k tomu stát se protinádorovými terapeutiky. Vysokou cytotoxickou aktivitou disponují zejména deriváty lupanu (Obr. 1) a proto jim je věnována zvláště vysoká pozornost. Druhou oblastí zájmu jsou triterpeny s neuroprotektivní aktivitou, které vykazují významné ochranné účinky na buněčných modelech Parkinsonovy a Alzheimerovy nemoci. Hlavním problémem aktivních triterpenů je vysoká lipofilita, nízká rozpustnost ve vodě a s tím spojená nedostatečná biodostupnost při perorálním podání. U některých neuroprotektivních sloučenin je pak negativem jejich přílišná cytotoxicita. Jednou z možností, jak tyto nevhodné vlastnosti upravit, je příprava prodrugs. Přes velké úsilí o nalezení optimálních prodrug jsou výsledky tohoto výzkumu dosud spíše dílčí.
V rámci této práce budou připravovány nové sloučeniny zejména sledem různých oxidačních reakcí, halogenací, cross-couplingů, cykloadičních reakcí apod. s hlavním cílem nalézt molekuly s lepší selektivní cytotoxickou aktivitou nebo neuroprotektivní aktivitou než dříve připravené deriváty.  U všech nových derivátů proběhne změření hodnot obou sledovaných biologických aktivit a na základě výsledků dojde k selekci vhodných kandidátů pro další vývoj v jedné či druhé kategorii aktivit, ze kterých budou syntetizovány další deriváty s ohledem na farmakologické parametry, zejména rozpustnost, toxicitu a biodostupnost. Za tímto účelem budou využity dříve vyvinuté postupy přípravy prodrugs, ale budou hledány i nové alternativy. Předpokládá se, že v rámci práce bude připraveno několik sérií derivátů, které budou plně charakterizovány a testovány na jejich biologické aktivity. Z výsledků by mělo být patrné, jaký vliv mají jednotlivé modifikace a prodrug skupiny na aktivitu a farmakologické vlastnosti, zejména biodostupnost a metabolismus. Práce by měla vést k formulaci vztahů mezi strukturou a biologickou aktivitou. Všechny syntézy půjdou ruku v ruce s biologickým skríningem a zpětná vazba z tohoto testování bude určovat směr syntéz k optimalizovaným molekulám vhodným pro vývoj protinádorového léčiva.

Asymetrická syntéza katalyzována pomocí chirálních Brønstedtových kyselin
Školitel: doc. RNDr. Jiří Pospíšil, Ph.D.
V posledních dvou dekádách zaznamenal obor organické syntézy značný odklon od využívání toxických tranzitních kovů jako efektivních katalyzátorů pro mnohé organické transformace. Tento krok, jak již sám osobě velmi obtížný, se zdál být přímo nemožný, pakliže došlo na enantioselektivní transformace katalyzované tranzitními kovy. Aby tato vzrušující a důležitá otázka mohla být patřičně adresována, nový typ katalyzátorů neobsahující tranzitní kovy musel být vyvinut. Tak se zrodil obor nazvaný organokatalýza. V tzv. organokatalytických reakcích dochází ke katalýze organických transformací pomocí malých chirálních organických molekul. Tento typ katalýzy prodělalza posledních 20 let obrovský rozkvět a zejména v posledních 10-ti letech se stal nedílnou součástí organických katalytických transformací běžně prováděných v laboratořích syntetických a medicinálních chemiků. Mnoho z těchto reakcí je katalyzovaných pomocí Brønstedtových kyselin. Z pohledu pKa kyselin standardně využívaných při organokatalytických reakcích by se tyto kyseliny dali rozdělit do dvou hlavních skupin: slabě kyselé (pKa = >10), kterým se také říká katalyzátory pomocí vodíkové vazby, a silnější Brønstedtovy kyseliny (typicky pKa = <3). Překvapivě transformace katalyzované pomocí kyselin s pKa v intervalu od 3 do 10 až do nedávna unikali zájmu syntetických chemiků. Je to překvapivé zejména proto, že tento interval pokrývá všechny karboxylové kyseliny. V posledních 5 letech však tato oblast bouřlivě rozvíjí, bohužel však zatím se spíše rozpačitými výsledky. Jedním z důvodů je těchto výsledků je poněkud obtížnější prostorová kontrola (a s tím spojená enantioselektivita reakcí) umístění karboxylových vodíků. Tento projekt se tedy bude zabývat vývojem nových chirálních Brønstedtových kyselin s pKa karboxylových kyselin, ale neobsahujících karboxyl, a s tím spojených organokatalytických procesů.

Vývoj nových syntetických metod založených na chemii heterocyklických sulfidů, sulfoxidů a sulfonů
Školitel: doc. RNDr. Jiří Pospíšil, Ph.D.
Hledání nových biologicky aktivních látek, které by byly využitelné v roli molekulárních sond pro studium biologických procesů je jedním z hlavních témat chemické biologie. Najít ale takovou molekulární sondu – malou organickou molekulu – která by nám umožnila pochopit studované biologické procesy, je velice obtížné a ukazuje se být skutečnou výzvou I teď na počátku 21. století. Toto hledání se totiž podobá známému „hledání jehly v kupce sena“. Jednou z odpovědí chemiků a biologů na tuto výzvu je příprava strukturně různorodých knihoven organických molekul. Snadná, krátká a stereo a regioselektivní syntéza strukturně různorodých molekul vycházejících ideálně z jedné nejlépe komerčně dostupné organické molekuly, patří k jednomu z prioritních cílů moderní syntetické chemie. Cílem tohoto tématu je vyvinout nové syntetické postupy a metody založené na chemii sulfidů, sulfoxidů a sulfonů, které by nám umožnily vytvořit rychle (2-4 kroky) a selektivně rozsáhlé chemické knihovny obsahující strukturně značně rozličné molekuly.

Analýza relačních dat
Relational data analysis
Školitel: prof. RNDr. Radim Bělohlávek, DSc.
Cílem práce je vyvinout nové metody a algoritmy pro analýzu relačních dat, zejména pro hledání shluků a pojmů v datech, závislostí v datech, faktorizace a snižování dimenzionality dat. Součástíí práce bude zkoumání časové složitosti vybraných problémů a navrhovaných algoritmů a testování metod a algoritmů na datech.

Verifikační problémy: algoritmy, složitost, experimenty
Verification problems: algorithms, complexity, experiments
Školitel: prof. RNDr. Petr Jančar, CSc.
V oblasti automatizované verifikace žádoucích vlastností softwarových a hardwarových systémů se objevují mnohé problémy, jejichž výpočetní složitost dosud nebyla uspokojivě objasněna. Cílem návrhu této práce je přitáhnout k tomuto tématu studenta, jehož výzkumné úsilí může být zaměřeno na teoretické a/nebo experimentální výsledky.

Zjednodušování axiomatických systémů
Simplification of axiomatic systems
Školitel: doc. RNDr. Miroslav Kolařík, Ph.D.
Hlavním cílem je vyřešit některé konkrétní otevřené problémy z oblasti zjednodušování axiomatických systémů. Očekává se, že se student seznámí s nejnovějšími poznatky v oblasti, včetně souvisejících softwarových nástrojů, a poté navrhne vlastní algoritmy a implementuje vlastní softwarový nástroj. Aplikace by měla být schopna odvodit nové identity z daného axiomatického systému (pokud to čas a paměť dovolí). Aplikace bude dále umět ověřovat nezávislost daných axiomů hledáním modelů splňujících všechny axiomy daného axiomatického systému kromě jednoho.

Faktorizace binárních a ordinálních dat. 
Factorization of binary and ordinal data.
Školitel: doc. RNDr. Jan Konečný, Ph.D.
Cíl: Přinést nové výsledky týkající se faktorizace binárních a ordinálních dat, zejména pak nové metody a algoritmy. To zahrnuje získání přehledu známých výsledků, navržení nových metod a algoritmů, které by mohly přinést vylepšení oproti znáným metodám.  Implementace navržených metod a algoritmů; jejich testování a zkoumání jejich časové složitosti.

Verifikace a řízení modulárních systémů s diskrétními událostmi
Verification and control of modular discrete event systems
Školitel: doc. RNDr. Tomáš Masopust, DSc.
Současné systémy jsou konstruovány jako kompozice mnoha malých komponent - modulů. Cílem práce je vyvinout a analyzovat časovou a prostorovou složitost algoritmů pro verifikaci a řízení takovýchto systémů modelovaných pomocí různých typů konečných automatů či Petriho sítí.

Analýza a řízení odolnosti diskrétních systémů
Analysis and control of the resilience of discrete event systems
Školitel: doc. RNDr. Tomáš Masopust, DSc.
Odolnost systému je schopnost snést velké narušení v rámci akceptovatelného snížení výkonu a obnovit se v přípustném čase. Cílem práce je vyvinout nové metody a algoritmy pro analýzu a zajištění odolnosti systémů modelovaných pomocí konečných automatů či Petriho sítí vzhledem k narušení důvěrnosti, dostupnosti či integrity.

Konstrukce a reprezentace uspořádaných algeber
Školitel: Doc. Mgr. Michal Botur Ph.D.

Teorie agregačních funkcí
Školitel: Prof. Mgr. Radomír Halaš Dr.

Geometrický přístup k fyzikálním teoriím
Školitel: Prof. RNDr. Josef Mikeš DrSc.

Speciální difeomorfismy variet se strukturami
Školitel: Prof. RNDr. Josef Mikeš DrSc.

Moderní metody analýzy medicínských dat
Školitel: Mgr. Ondřej Vencálek Ph.D.
V rámci medicínského výzkumu rakoviny hlavy a krku vzniká potřeba analýzy doby přežití od diagnózy rakoviny a závislosti této doby na různých socio-demografických a biologických charakteristikách pacienta. Využití standardní metodologie Coxova modelu přináší nové výzvy. První výzvou je sešikmenost rozdělení biologických charakteristik s občasným výskytem nulových hodnot. Další výzvou je situace, kdy měřených charakteristik je více než pozorování. Třetí výzvou je netriviální (hierarchická) provázanost těchto měřených charakteristik. Nejnovější výzvou je možnost uplatnit informaci v podobě obrazového záznamu z laboratorního vyšetření namísto jednotlivých charakteristik z tohoto obrazu získaných.

Funkcionální regresní modely se složitou strukturou
Školitel: doc. RNDr. Eva Fišerová Ph.D.
Funkcionální analýza dat je soubor metodologií vhodných pro analýzu vysoce dimenzionálních měření, jako jsou křivky nebo povrchy, které data neuvažují jako posloupnost jednotlivých měření za sebou, ale jako celé funkce. Regresní modely jsou považovány za funkcionální, pokud lze s vysvětlující proměnnou, závislou proměnnou nebo s vysvětlující i závislou proměnnou zacházet jako s funkcemi. Cílem disertační práce je rozvoj vhodných statistických metod a algoritmů zaměřených na statistické modelování zejména v situacích, kdy náhodné chyby mají složitou varianční a korelační strukturu, existují restrikce na regresní parametry nebo pozorování jsou neúplná. Důraz bude kladen jak na teoretické aspekty týkající se odhadů, nejistoty a statistické indukce, tak i na praktickou implementaci a výpočetní proveditelnost.

Matematické metody v image processing
Školitel: RNDr. Rostislav Vodák Ph.D.
Cílem práce je studium matematických metod a jejich modifikací ve zpracování a analýze obrazu s důrazem na použití parciálních diferenciálních rovnic, minimalizace funkcionálů a jejich numerických řešení.

Bayeovská statistika užitím Bayesových prostorů
Školitel: Doc. RNDr. Karel Hron, Ph.D.
Bayesovská statistika má ohromný aplikační potenciál prakticky ve všech vědních oblastech. Přitom se často setkáváme s tím, že jsou pomocí ní zpracovávána data relativní povahy, ať již v diskrétní podobě (kompoziční data) nebo ve spojité podobě (hustoty rozdělení pravděpodobností), což je zapotřebí zohlednit jejich vhodnou logpodílovou reprezentací. Nadto i v rámci samotných bayesovských odhadů je třeba reflektovat specifickou geometrickou strukturu klíčových komponent Bayesovy věty: apriorního rozdělení, věrohodnostní funkce a aposteriorního rozdělení. V rámci disertační práce se budeme věnovat všem těmto tématům užitím metodiky Bayesových prostorů, která umožňuje elegentní přístup k relevantnímu zpracování dat pomocí bayesovských metod jakož i k rozvoji samotné bayesovské statistiky.

Využití fuzzy množin ve školské matematice
Školitel: Doc. RNDr. Petr Emanovský Ph.D.

Analýza učiva geometrie ve středoškolských učebnicích matematiky
Školitel: Doc. RNDr. Marek Jukl Ph.D.

Vliv on-line výuky na úroveň znalostí v matematice
Školitel: Mgr. Vladimír Vaněk Ph.D.

Self-efficacy studentů a učitelů matematiky
Školitel: Doc. RNDr. Petr Emanovský Ph.D.

Analýza rovnovážných stavů
Analysis of equilibria
Školitel: Prof. RNDr. dr hab. Jan Andres CSC.,DSc.
Nonlinear and multivalued analysis of equilibria will be considered to dynamical systems and differential inclusions. Standard well known equilibria are, for instance those of Nash in the frame of the game theory. Using the fractional and topological methods (degree arguments, or so), the existence, localization, multiplicity and stability results will be of an interest.

Mnohoznačné okrajové úlohy
Multivalued boundary value problems
Školitel: Prof. RNDr. dr hab. Jan Andres CSC.,DSc.
Boundary value problems for the second-order differential inclusions with Neumann boundary conditions will be under consideration. The applied technique will be based on a combination of topological (e.g. degree) arguments and Lyapunov-type bounding functions. The existence, localization and multiplicity results will be of an interest.

Skoroperiodické posloupnosti
Almost-periodic sequences
Školitel: Prof. RNDr. dr hab. Jan Andres CSC.,DSc.
The hierarchy of almost-periodic sequences will be investigated in various metrics. The existence of almost-periodic solutions will be then considered. In the particular case of limit-periodic solutions, the difference equations will be preferably explored in the absence of global lipschitzianity imposed on the right-hand sides.

Predikce vývoje landcover / landuse v ČR
Školitel: Prof. RNDr. Vilém Pechanec, Ph.D.
Cílem práce je namodelovat predikovaný stav landuse pro rok 2090. Hlavní model bude vytvořen pro celé území ČR v rozlišení 100m/px a zvažovat bude min. scénář bussines as ussualy (BAU).

Integrace senzorových dat do digitálního modelu krajiny
Školitel: Prof. RNDr. Vilém Pechanec, Ph.D.
Cílem práce je testování přístupů k dynamickému začlenění senzorových dat do digitálního modelu krajiny, jenž umožní, (polo)automatické časo-prostorově variabilní aktualizace míry plnění vybraných ekosystémových funkcí krajiny.

Prostorové vyhodnocování obyvatelnosti měst
Školitel: Doc. Ing. Zdena Dobešová, Ph.D.
Cílem práce je vyzkoumat možnosti přístupu hodnocení obyvatelnosti měst pomocí GIS. Struktura, uspořádání a vybavenost městského prostředí výrazně ovlivňuje úroveň obyvatelnost (livability) jejich obyvatel. Jedním z parametrů je výpočet chodeckosti (jako podpora pěšího dopravy) ve městech. Automatické zpracování prostorových dat v GIS umožňuje navrhnout různé vyhodnocení míry obyvatelnosti měst obyvatel. Různé pohledy a možnosti automatického zpracování prostorových dat bude cílem disertačního výzkumu.

Vizuální programování pro zpracování prostorových dat
Školitel: Doc. Ing. Zdena Dobešová, Ph.D.
Vizuální programování v GIS je metoda navrhování pracovních postupů zpracování dat (workflow) v grafické podobě. Cílem práce je výzkum kognitivních a funkčních aspektů vizuálních jazyků v GIS. Vylepšení grafické notace a funkčnosti vizuálních jazyků mají potenciál pro širší využitelnosti workflow v GIS.

Analýza preferencí uživatelů webových map
Školitel: Prof. RNDr. Vít Voženílek, CSc.
Výzkum se zaměřuje na specifické geovizuální vzory práce na internetu, které lze identifikovat při používání webových map. Systematicky bude zkoumáno a vizualizováno chování geobrowsingu. Více případových studií bude zahrnovat různé přístupy k navigačnímu chování na obrazovce s ohledem na navigační pomůcky a poskytované multimediální informace. Výzkum také zahrnuje uživatelské preference satelitních pohledů. Zvláštní pozornost bude věnována technickému řešení získání softwarové aplikace pro analýzu zaznamenaných datových sekvencí.

Analýza konceptů, obsahů a užívání školních atlasů z pohledu Bloomovy taxonomie
Školitel: Prof. RNDr. Vít Voženílek, CSc.
Cílem výzkumu je navrhnout, provést a vyhodnotit analýzu konceptů, obsahu a využití školních atlasů podle Bloomovy taxonomie. Práce zahrnuje teoretické rozpracování současných aspektů atlasové tvorby i praktické testování řešení úloh nad mapami školních atlasů žákem. Série testu bude navržena podle Bloomovy taxonomie. Jedním z výstupů bude návod a vzorový soubor úloh podle Blooma nad mapami z vybraného školního atlasu.

Geoinformatické přístupy pro hodnocení environmentálních vlivů na včelstva včely medonosné
Školitel: RNDr. Jan Brus, PhD.
Cílem disertační práce je s využitím prostorových dat provést hodnocení vlivu environmentálních faktorů na včelstva včely medonosné (Apis mellifera). V práci budou využívány primárně volně dostupná prostorová data a výsledky dlouholetého dotazníkového šetření v rámci asociace COLOSS. Výzkum se zaměří na analýzu současného stavu a modelování vztahu prostředí a zdravotního stavu včelstev s ohledem na klimatickou změnu.

Real-time analýza eye-tracking dat jako nástroj pro interakci uživatele s mapovými aplikacemi
Školitel: RNDr. Stanislav Popelka, Ph.D.
Disertační práce se zabývá možnostmi využití real-time eye-tracking dat v geoinformatice a jejich potenciálními aplikačními přínosy v rozličných výzkumných oblastech, jako je například vzdělávání či krizové řízení. Cílem práce je nalézt konkrétní způsoby, jak lze real-time eye-tracking data integrovat do interaktivních mapových aplikací pro zlepšení jejich funkčnosti, například z hlediska optimalizace UX či zefektivnění podpory rozhodování. V první fázi provede doktorand rešerši současného poznání a analyzuje existující geoinformatická řešení, ve kterých jsou oční pohyby použity pro ovládání mapových aplikací. Zároveň zhodnotí limity jednotlivých aplikačních možností a navrhne způsoby, jak s nimi nakládat. V další fázi dojde k vypracování několika případových studií, během nichž budou vytvořena funkční aplikační řešení postavená na rozhraní softwarových vývojových nástrojů pro práci s daty etablovaných výrobců eye-trackerů, jako je například Tobii SDK. Tato aplikační řešení budou následně otestována prostřednictvím kvantitativních i kvalitativních metod. Kromě bezprostřední interakce s aplikací budou eye-tracking data využita i k následné analýze uživatelského chování. Výstupem disertační práce budou kromě funkčních řešení vytvořených v jednotlivých případových studiích i poznatky o možnostech využití real-time eye-tracking dat, jejich benefitech a limitech. Tyto poznatky mohou využít vývojáři a designéři pro optimalizaci mapových aplikací.

Geochemie a mobilita kontaminantů na odkališti Kanye v jihovýchodní Botswaně
Školitel: Prof. Ing. Ondřej Šráček Ph.D.,M.Sc.
Odkaliště důlních odpadů představují zdroj kontaminantů a riziko pro životní prostředí. Většina studovaných odkalištˇ flotačních odpadů je se sulfidickými minerály jako je pyrit ale mnohem méně je pak známo o odkalištích s minerály manganu. Geochemie manganu je poměrně komplikovaná a závisí značně na Eh a pH podmínkách. Řada minerálů je amorfních nebo špatně krystalických a to komplikuje jejich určení. Odkaliště v Kanye se nalézá v jihovýchodní Botswaně a jsou zde uloženy flotační odpady z ložiska oxidických manganových rud, které se nalézá v jejich těsné blízkosti. Cílem práce je určit chování manganu, železa a dalších prvků jako jsou arzen a olovo, jejich mobilitu a environmentální dopady. V roce 2019 byly odebrány vzorky pevné fáze z odkaliště na dvou profilech a vzorky dnových sedimentů v potoce, který teče z odkaliště. Vzorkování proběhlo v suchém, zimním období a nebyla tak získána žádná voda.
Metodika bude založena na stanovení celkových obsahů prvků ve vzorcích a budou stanoveny minerály za použití RTG difrakce. Pro vybrané vzorky budou provedeny sekvenční extrakce a vodné výluhy. Vybrané vzorky budou studovány elektronovou mikrosondou (EMP) s EDAX a VDX detektory a budou určeny kontaminanty vázané na minerály manganu a další minerály v matrici důlních odpadů. Výsledky vodných výluhů budou interpretovány na základě geochemického modelování za použití programů Phreeqc a Geochemist Workbench.

Přehradní a jezerní sedimenty jako archívy antropogenní kontaminace v městských aglomeracích horního Slezska (Česká republika, Polsko)
Školitel: Prof. Mgr. Ondřej Bábek Dr.
Sedimentary infills of dammed reservoirs represent an important environmental and economic issue due to the limited life time of reservoirs, costs related to dredging and further management of contaminated reservoir sediments. Simple prediction models of reservoir infill are difficult to achieve due to a high number of factors that influence the sediment accumulation rates. Site-specific data such as erosion rates in the river catchment, grain size characteristics of the sediment load and the bottom morphology are usually needed in such an effort while, in general, little is known about the depositional architecture of reservoir lakes sediments.
Dam reservoirs and historical ponds in the urban agglomeration of Ostrava and surrounding cities in Upper Silesia in the Odra River catchment offer a unique case to study the long-term effects of pollutant accumulation in a highly industrial landscape subject to long-term anthropogenic pollution. This project will focus on quantitative stratigraphic analysis and inorganic and organic geochemistry of sediment cores from water reservoirs along the Odra River in Czechia (Bezruč, Kukla, Heřmanický r., Vrbické j., Kališovo j.) and Poland (Roszków, Staw Syrinski, Babiczak). The project´s aim will be deciphering history of anthropogenic contamination, separating of background geochemical signals from anthropogenic signals and deciphering the spatial dispersal of pollutants in the lakes and on the catchment scale.
The project will rely on bathymetric mapping of reservoir bottom, geophysical imaging of sediment architecture using ground penetrating radar (GPR) a sub-bottom profiler, drilling of sediment cores and analysis of sediment grain size, inorganic and organic geochemistry and analysis of sediment accumulation rates using 137Cs dating. Results will be published in peer-reviewed journals (WoS).
Suitable candidates typically have a MSc. degree in geology / physical geography with excellent results and previous experience with work in the field (Bc., MSc. thesis in sedimentary geology or geomorphology). Good written and spoken English is required. Previous experience with scientific publishing is an advantage.

Faktory řídící vznik sprašo-půdních sekvencí: implikace pro paleoklimatologickou a paleoenvironmentální interpretaci
Školitel: Mgr. Daniel Šimíček, Ph.D.
Spraše představují plošně nejrozšířenější kvartérní sediment. Větrem navátý prachový materiál je krátce po svém uložení vystaven souboru diagenetických procesů, označovaných jako „zesprašnění“, které vedou k strukturním, minerálním i chemickým změnám, jež jsou zodpovědné za specifické vlastnosti spraší. Ve středoevropských podmínkách je vznik spraší spojen s chladnými a aridními obdobími kvartérního klimatického cyklu. Naopak, v humidnějších a teplejších obdobích se spraš stává ideálním půdotvorným substrátem, což s sebou nese další změny původního minerálního a chemického složení i zrnitostní distribuce. Tímto způsobem vznikají sprašo-půdní sekvence, které představují nejkompletnější archiv kvartérních klimatických změn v terestrických podmínkách. Jejich studium je důležité také s ohledem na klimatické změny probíhající v současnosti. Česká republika reprezentuje relativně suchou oblast evropského sprašového pásma s komplexními makroklimatickými vlivy a velmi pestrou geologii ve zdrojové oblasti. Tyto faktory jsou dále modulovány mikroklimaticky. Díky tomu mohou sprašo-půdní sekvence v různých oblastech České republiky vykazovat rozdíly v zrnitostní distribuci i minerálním a chemickém složení. Pro správnou interpretaci provenienčních nebo zvětrávacích proxy-dat je rozlišení lokálních a globálních vlivů na evoluci sprašo-půdních sekvencí zásadní.
Hlavními výzkumnými otázkami na sprašo-půdních sekvencích, situovaných v různých oblastech České republiky, budou: 1. Jak se na jejich vzniku podílejí globální vlivy, které souvisejí s kvartérním klimatickým cyklem (tj. variabilita v rámci lokality) a 2. Do jaké míry jsou důležité lokální vlivy, které se projevují v rozdílných úhrnech srážek, průměrných ročních teplotách, či směru větrného proudění (tj. variabilita mezi lokalitami). Studium bude zaměřeno především na poslední klimatický cyklus (eem–visla). K tomuto účelu lze využít řadu analytických metod, které umožňují rychlý sběr velkého množství dat. Zrnitostní distribuce spraší a půd bude studována laserovou granulometrií. Minerální složení spraší a půd, odrážející provenienci prachového materiálu i post-depoziční změny, budou studovány optickou i elektronovou mikroskopií výbrusových preparátů, analýzou těžkých minerálních asociací a analýzou povrchové morfologie křemenných zrn. Minerální složení velmi jemných frakcí bude zkoumáno rentgenovou práškovou difrakcí. Chemické složení bude stanoveno energiově-disperzní rentgenovou fluorescenční metodou a vybrané vzorky také pomocí ICP-MS. Kompoziční, texturní a strukturní charakteristiky spraší a půd se odrážejí v jejich fyzikálních vlastnostech. Z toho důvodu budou použity také petrofyzikální metody, jako je magnetická susceptibilita, difuzní spektrální odraznost, případně laboratorní gamaspektrometrie. Výsledky budou prezentovány na odborných konferencích a v mezinárodních i domácích odborných periodikách.

Platnost Schürmannova pravidla v terciérních uhelných slojích České republiky
Školitel: doc. Ing. Jakub Jirásek, Ph.D.
Německý geolog H.M.E. Schürmann publikoval v roce 1927 v časopisu Braunkohle přelomovou práci týkající se obsahu vody v uhelných slojích východního Bornea. Vypozoroval a publikoval tezi, že v  uhelných slojích dochází s rostoucí hloubkou pohřbení k pravidelnému úbytku obsahu vody. Tento jev se podařilo prokázat a zobecnit a je nyní mezi uhelnými geology znám jako Schürmannovo pravidlo.
Obsah vody, nejčastěji vyjádřený jako veškerá voda původního vzorku (Wtr), patří k důležitým chemicko-technologickým vlastnostem uhlí. Z důvodu jeho významného vlivu na výhřevnost jde o parametr běžně sledovaný těžebními organizacemi.
Ačkoliv existuje velké množství údajů týkajících se závislosti obsahu vody v uhlí na hloubku pohřbení (stupeň prouhelnění), s výjimkou české části hornoslezské pánve nebyly na našem území publikovány žádné souhrnné práce na toto téma. S ohledem na blížící se útlum těžby uhlí na našem území se nabízí možnost využít databáze údajů o vlastnostech uhlí těžebních organizací v severočeské a sokolovské pánvi a o syntézu tohoto typu se pokusit.
Cílem práce by kromě rešeršní části týkající se již publikovaných dat potvrzujících (či nepotvrzujících) platnost Schürmannova pravidla bylo po dohodě s těžebními organizacemi v západních a severních Čechách využít již změřené hodnoty obsahu vody v těžených slojích, novým vzorkováním a měřením (ve spolupráci s Oddělením geochemie Ústavu struktury a mechaniky hornin AV ČR) je potvrdit, s použitím matematicko-statistických metod interpretovat získaná data. Získané výsledky uvést do kontextu s geologickou stavbou daných uhelných pánví pak připravit pro publikování v tematicky zaměřených časopisech, např. International Journal of Coal Geology.

Zpřesnění stratigrafické situace kulmu Nízkého Jeseníku
Školitel: doc. Ing. Jakub Jirásek, Ph.D.
Kulm Nízkého Jeseníku představuje rozsáhlé území severovýchodní Moravy a Slezska, které z větší části postrádá mladší pokryvné útvary. Díky tomu byly od druhé poloviny 19. století intenzivně studovány jak na řadě přirozených výchozů, tak v lomech a důlních dílech na pokryvačské břidlice.
Současná situace je taková, že v oblasti jsou vyčleněny čtyři základní litostratigrafické jednotky na úrovni souvrství: andělskohorské, hornobenešovské, moravické a hradecko-kyjovické. Poslední dvě jmenované mají poměrně jasně daný stratigrafický rozsah, vymezený jednak nálezy stratigraficky významných goniatitů, ale také radiometricky datovaným nástupem uhlonosné sedimentace ostravského souvrství hornoslezské pánve. Opačná je situace u andělskohorského a hornobenešovského souvrství, kde jsou vzhledem k sílící deformaci a metamorfóze fosilní pozůstatky velmi vzácné a jejich vypovídací schopnost je omezená. U těchto souvrství je stratigrafický rozsah výrazně nejistý, stejně jako charakter styku s podložními sedimenty svrchního devonu. V andělskohorském i hornobenešovském souvrství řada starších prací zmiňuje v drobách výrazný podíl vulkanického materiálu, který ale nebyl nikdy předmětem samostatného výzkumu. Tento materiál přitom může nabízet klíč k řešení některých stratigrafických otázek oblasti, pokud obsahuje radiometricky datovatelné minerály.
Cílem práce by kromě rešeršní části týkající se popisu a vysvětlení přetrvávajících geologicko-stratigrafických nejasností bylo na základě nového materiálu s využitím práškové rentgenové difrakce (PXRD), mikrochemické analýzy (WDS) a separace těžkých minerálů získat radiometricky datovatelné minerály, a ty dále využít pro získání informaci je jejich radiometrickém (absolutním) stáří. V úvahu připadá zejména U-Pb datování zirkonu, monazitu, apatitu, v omezené míře také K/Ar nebo Ar/Ar izotopických systémů.

Měření udržitelného rozvoje na národní a globální úrovni 
Measuring sustainable development at national and global scales
Školitel: Doc. Mgr. Miroslav Syrovátka, PhD.  
The topic responds to Sustainable Development Goals’ target “to develop measurements of progress on sustainable development that complement gross domestic product”. The dissertation will focus on a selected aspect of sustainable development metrics and their institutionalization (van den Bergh, 2022). This may include the SDGs (e.g. van Vuuren et al., 2022), safe and just space framework (e.g. Fanning et al., 2022), and green/a/de-growth (e.g. Wiedmann et al., 2020). The goal is to analyze and develop metrics of national or global performance. 

Globální environmentální nerovnost a odpovědnost
Global environmental inequality and responsibility
Školitel: Doc. Mgr. Miroslav Syrovátka, PhD.  
 Rich people and countries are disproportionate users of the global environment (Chancel, 2022). While this is often framed in terms of responsibility for environmental damage (e.g. Hickel et al., 2022), a richer array of criteria has been proposed for global effort-sharing and resource-sharing (e.g. Fleurbaey et al., 2014). The goal is to analyze normative approaches, criteria, and metrics of planetary justice (Biermann and Kalfagianni, 2020), including policy implications. 

Geografické aspekty environmentálně zaměřené rozvojové pomoci
Geographical aspects of environmental foreign aid
Školitel: Doc. Mgr. Zdeněk Opršal, PhD.  
Pojetí a měření environmentálně zaměřené rozvojové pomoci. Analýza prostorových a časových vzorců environmentálně zaměřené rozvojové pomoci (vč. tzv. climate financing)

Dlouhodobé mezinárodní spolupráce mezi samosprávami z pohledu českých měst (twin towns)
Školitel: Doc. Mgr. Zdeněk Opršal, PhD.  
Prostorová a časová analýza zahraničních partnerství navázaných českými městy. Analýza motivací aktérů k navazování partnerství a jejich proměn. Percepce přínosů a limitů mezinárodní spolupráce z pohledu měst.

Geoparticipativní prostorové nástroje v sociálním a regionálním rozvoji
Školitel: Doc. Mgr. Jiří Pánek, PhD.

Rozvojový vliv uprchlíků na hostitelské regiony Afriky
Školitel: Doc. Mgr. Zdeněk Opršal, PhD.  

Změny v letecké dopravě v souvislosti s pandemií covidu-19
Školitel: prof. RNDr. Marián Halás, Ph.D.

Urbánní zeleň jako časoprostor aktivit
Školitel: doc. Mgr. Pavel Klapka, Ph.D.

Urbánní a regionální systémy: prostorové struktury, společenské kontexty a vývojové tendence
Školitel: doc. Mgr. Pavel Klapka, Ph.D.

Tepelná expozice v městské, příměstské a zemědělské krajině
Školitel: doc. Mgr. Michal Lehnert, Ph.D.

Prostorové vzorce v rozvoji českých e-shopů
Školitel: doc. RNDr. Zdeněk Szczyrba, Ph.D.

Antropogenní ovlivnění přírodních rizikových geomorfologických procesů
Školitel: doc. RNDr. Irena Smolová, Ph.D.

Rozvoj obnovitelných zdrojů energie a energetické chování českých domácností
Školitel: RNDr. Bohumil Frantál, Ph.D.

Rozhodovací procesy ovlivňující prostorové rozmístění bioplynových stanic v České republice
Školitel: Mgr. Stanislav Martinát, Ph.D.

Zaplňování palimpsestu: možnosti využití méně frekventovaných historických pramenů ve výzkumu změn v krajině
Školitel: Mgr. Jindřich Frajer, Ph.D.