Dosavadní výzkumné aktivity O. Vopičky jsou zaměřeny na studium
difuze, adsorpce a absorpce, povrchových jevů, membránových separací, vývoj a charakterizaci membránových materiálů, vývoj experimentálních technik, atd.
Vítaná je spolupráce se studenty, která má často formu řešení nových vědeckých úloh v bakalářských, diplomových a disertačních pracích a někdy vede k nalezení nových poznatků a k jejich publikování v odborných časopisech.
Témata těchto studií často souvisí s Henryho zákonem, Amagatovým zákonem, membránovým dělením azeotropických směsí, popisu difuze, studiem dějů na fázovém rozhraní, atd.
Příklady studií vzešlých ze spolupráce ze studentkami a studenty:
Stiffening and softening of freshly prepared and aged CTA, PTMSP, and PIM‑1 films exposed to volatile compounds by: Durďáková, T.-M., Hrdlička, Z., Král, M., Budd, P.M., Harrison, W.J., Friess, K., Vopička, O.✉
Radiation softening and hardening of PDMS in combined neutron and γ rays by: Durďáková, T.-M., Hrdlička, Z., Král, M., Hovorka, Š., Vögele, A., Eichler, R., Trtik, P.✉, Vopička, O.✉
Comparison of pervaporation and perstraction for the separation of p‑xylene/m‑xylene mixtures using PDMS and CTA membranes by: Durďáková, T.-M., Hovorka, Š., Hrdlička, Z., Vopička, O.✉
Solubility and diffusivity of six volatile compounds in ionic liquids [BMIM][Tf2N], [BMPy][Tf2N], [BMIM][TfO] and [BMPy][TfO] by: Praus, J, Pokorný, P., Číhal, P., Vopička, O.✉
Pervaporation of dichloromethane-cyclopentane and methylal-cyclopentane mixtures through membranes from chloroprene rubber by: Polena, J, Hrdlička, Z., Hovorka, Š., Švecová, M., Parchaňská, Durďáková, T.-M., Vopička, O.✉
Swelling and plasticization of PDMS and PTMSP in methanol and dimethyl carbonate vapors and liquids: Volume, mechanical properties, Raman spectra by: Durďáková, T.-M., Hrdlička, Z., Dendisová, M., Švecová, M., Vopička, O.✉
Aroma scalping characteristics of polybutylene succinate based films by: Číhal, P., Vopička, O.✉, Pilnáček, K., Poustka, J., Friess, K., Hajšlová, J., Dobiáš, J., Dole, P.
Nafion® modified with primary amines: chemical structure, sorption properties and pervaporative separation of methanol-dimethyl carbonate mixtures by: Kludský, M., Vopička, O.✉, Matějka, P., Hovorka, Š., Friess, K.
Adsorpce nebo absorpce těkavých látek v polymerech? Sorpce těkavých látek v polymerech je pro mnoho systémů velice dobře popsána modely vícevrstvé adsorpce, například modelem podle Guggenheima, Andersona a de Boera (GAB). Polymery však nutně nemají strukturu umožňující neomezenou tvorbu adsorpčních multivrstev, která je v tomto modelu předpokládána. Některé systémy, například poly[(trimethylsilyl)propyn] (PTMSP) a methanol, navíc vykazují odchylky od modelu GAB. Dosti univerzálního popisu je možné dosáhnout s použitím statisticko-termodynamckého popisu sorpce jako jevu zahrnujícího interakce sorbát-sorbent (adsorpce a rozpouštění) a sorbát-sorbát (agregace molekul sorbátu), což vede k teoreticky podloženému ABC modelu sorpce v polymerech.
Simple and complex sorption−solution isotherms for membrane polymers: a statistical thermodynamic fluctuation theory by: Shimizu, S.✉, Vopička, O., Friess, K., Matubayasi, N.
Dichlormethan, těkavá látka s normálním bodem varu 39,8 °C, velmi neochotně desorbuje z tuhých roztoků s polymerem Matrimid® vystavených vakuu. Prakticky zůstává v tomto sklovitém, v dichlormethanu rozpustném, polyimidu zachycen (solvent entrapment). Metody termálního a extraktivního odstranění zachyceného rozpouštědla určují teploty fázových přechodů tohoto polymeru a jeho schopnost rozpouštět (sorbovat) jiné látky. Čistý Matrimid® tak má zcela odlišné vlastnosti v závislosti na jeho historii, zde v závislosti na způsobu odstranění zadrženého rozpouštědla.
Sorption of vapors in methanol soaked and in thermally annealed Matrimid® films by: Vopička, O.✉, Dendisová, M., Sysel, P., Hrdlička, Z.
Polymerní skla, tuhé viskoelastické termodynamicky nerovnovážné materiály, pomalu relaxují (v čase se mění jejich vlastnosti). Současně však tyto materiály sorbují těkavé látky, což také způsobuje relaxaci. Zatímco čerstvě připravené filmy ze sklovitých polymerů jsou méně tuhé oproti filmům zestárlým, čerstvé filmy tuhnou při vystavení parám těkavých látek (dokonce i parám látek, které v kapalné fázi tyto polymery rozpouští). Zestárlé filmy jsou tužší, avšak při vystavení parám těkavých látek měknou. Oba principy lze uplatnit při konstrukci separačních membrán, které jsou při svém používání běžně vystavovány těkavým látkám. Pokud má být membrána aplikačně zajímavá, musí nejen efektivně separovat, ale také být dlouhodobě mechanicky odolná.
Stiffening and softening of freshly prepared and aged CTA, PTMSP, and PIM‑1 films exposed to volatile compounds by: Durďáková, T.-M., Hrdlička, Z., Král, M., Budd, P.M., Harrison, W.J., Friess, K., Vopička, O.✉
SWISS NEUTRON NEWS - difuzi, absorpci a povrchové jevy pozorujeme skrze silnostěnnou kovovou nádobu pomocí neutronového záření. Viz také
zde.
Více o neutronovém zobrazování dějů v kapalinách vystavených stlačeným plynům:
One-pot neutron imaging of surface phenomena, swelling and diffusion during methane absorption in ethanol and n-decane under high pressure by: Vopička, O.✉, Číhal, P., Klepić, M., Crha, J., Hynek, V., Trtík, K., Boillat, P., Trtik, P.✉
Absorption of pressurized methane in normal and supercooled p-xylene revealed via high-resolution neutron imaging by: Vopička, O.✉, Durďáková, T.-M., Číhal, P., Boillat, P., Trtik, P.✉
Mezinárodní spolupráce CZ-CH,
projekt GAČR SNSF zaměřený na neutronové zobrazování.
The research activities of O. Vopička have so far been focussed on diffusion, adsorption and absorption, surface phenomena, membrane separations, development and characterization of membrane materials, studies on polymer glasses and degradation of polymers, development of measuring devices, etc.
Several studies done so far (see List of publications below) resulted from pertinent interdiciplinary cooperations and always welcome cooperations with students.
Seznam publikací/List of publications
In ORCID: 0000-0001-8186-2494
In Web of Science/Publons: B-7912-2008
In Scopus: 22036928500
