Studentská konference
VĚDĚNÍ MLADÝM
Sborník abstraktů
8. listopad 2018 Aula Arnošta z Pardubic, Univerzita Pardubice
Na tomto místě patří poděkování Ing. arch. Ivě Svobodové a Ing. Valerii Wágnerové z Univerzity Pardubice za umožnění konference a nezanedbatelnou pomoc při její organizaci.
www.uni-pardubice.cz http://bravo.upce.cz www.uni-versitas.webnode.cz
ISBN 978-80-7560-179-7
Motto
„Vědění je jediná svoboda člověka.“
Mika Waltari
Předmluva
Vážení účastníci, Univerzita Pardubice Vás vítá na již VI. ročníku konference VĚDĚNÍ MLADÝM. Konference je určena zejména studentům středních škol z celé ČR a jejím záměrem je vytvořit prostor pro sdílení poznatků studentů se zájmem o nejrůznější témata od fyziky, chemie, matematiky, elektroniky až po filosofii, psychologii, sociologii či esejistiku. Z abstraktů všech příspěvků je sestaven tento sborník. Na letošní konferenci se přihlásilo 42 studentů s 30 příspěvky, z nichž 12 zazní v ústní a 18 bude předneseno v posterové sekci. Tematicky se jedná o příspěvky fyzikální, matematické, chemické, biologické, společenskovědní nebo informatické. Včetně pozorovatelů bude aula Arnošta z Pardubic hostit více než 150 účastníků ze škol z různých koutů republiky: Brno, Břidličná, Česká Třebová, Hradec Králové, Litomyšl, Nymburk, Mladá Boleslav, Olomouc, Ostrava, Pardubice, Praha či Šlapanice. Konference má čtyři garanty z řad akademických pracovníků, kteří konferenci doprovází svými příspěvky, předsedají u ústních prezentací a diskutují se studenty u posterů. Univerzita Pardubice jakožto veřejná vzdělávací a výzkumná instituce tak plní jedno ze svých důležitých poslání, a to výchovu mladých badatelů, zaměřujících se na odlišné aspekty skutečnosti, kteří si na konferenci mohou vyměňovat poznatky a zkušenosti z různých oborů. Na konferenci jsou díky štědrému daru redakcí k dispozici různá čísla následujících periodik: Elektro a Světlo, Československý časopis pro fyziku, Dingir, Chemické listy, Magazín Akademie věd ČR, Vesmír, Zpravodaj Univerzity Pardubice, Živa, a sborníky Kavárny Universitas. Účast na konferenci je hrazena Univerzitou Pardubice a Pardubickým krajem. Konference se koná v rámci Týdne vědy a techniky, který pořádá Akademie věd České republiky. Věříme, že účast na konferenci bude pro Vás přínosem a těšíme se na setkání s Vámi na akademické půdě.
P. Č. a K. Š. organizátoři
5
Slovo garanta RNDr. Olga Heidingsfeld, CSc. Katedra biologických a biochemických věd, Fakulta chemicko-technologická Ústav organické chemie a biochemie AV ČR
Je to dobrodružství jako na moři/ uzamykati se v laboratoři, píše Vítězslav Nezval v básni Edison. Předpokládám, že všichni, kdo se scházíme na Vědění mladým, skutečně zažíváme pocit dobrodružství, ať už v laboratoři, v terénu nebo v archivu. S přibývajícími léty bývá dobrodružství vyháněno administrativou, rutinou, existenčním tlakem, frustrací z nezdarů. Tisíc vynálezců udělalo krach/ hvězdy nevyšinuly se z věčných drah, dodává ostatně Nezval v téže básni. Uchovat si touhu po dobrodružství z bádání a objevování, nepodlehnout stresu, nenechat se otrávit nezdary nebo lhostejností okolí, to je jedna z hlavních výzev pro kohokoli ve vědě a nutný předpoklad úspěchu. Kdo se nechá otrávit, prohrál!
6
prof. Ing. Michal Holčapek, Ph.D. Katedra analytické chemie, Fakulta chemicko-technologická
Velice vítám a podporuji pořádání této akce pro studenty středních a základních škol, protože jim to poskytne příležitost – pro řadu z nich poprvé v životě – prezentovat výsledky vlastního bádání, diskutovat s ostatními výsledky své práce nebo výsledků ostatních kolegů a kolegyň. Když si vzpomenu na počátky mé vědecké kariéry a první konference, nejdříve národního významu v češtině, později mezinárodní konference v angličtině, tak vždy to byl pro mě zdroj inspirace a nápadů, co ostatní dělají a prezentují lépe než my a jakým směrem jde vývoj v oboru. Tyto první příležitosti veřejně prezentovat své výsledky mohou být pro studenty impulzem do dalšího studia a třeba pro řadu z nich pomůže s výběrem vysoké školy či budoucího odborného zaměření.
7
prof. Ing. Antonín Kavička, Ph.D. Katedra softwarových technologií, Fakulta elektrotechniky a informatiky
V moderním světě, který je technicky a informačně stále více propojen, stoupá mimo jiné význam uplatňování efektivních a bezpečných řešení na poli informačních a komunikačních technologií. Většina obyvatel na této planetě se v současnosti setkává s aplikacemi výsledků výzkumu a vývoje v oboru informatiky, které usnadňují jejich každodenní život v mnoha odvětvích lidské činnosti. Jako příklady úspěšného praktického uplatňování informačních technologií lze uvést: počítačové informační systémy, řídicí softwarové systémy v oblasti výroby a dopravy, komunikační systémy využívající počítačové sítě, webové služby poskytované zákazníkům, softwarové aplikace pro mobilní telefony apod. Na druhé straně je však třeba upozornit, že ve zmíněném oboru čelíme zneužívání vyvinutých pokročilých řešení, která mohou být aplikována za účelem narušování soukromí a bezpečnosti jak jednotlivců, tak celé společnosti. Z hlediska potřeb dalšího udržitelného rozvoje je tedy nezbytné, aby byla věnována patřičná pozornost výchově odborníků v různých oblastech informatiky tak, aby do budoucna zajistili kvalitu vyvíjených informatických aplikací, jež budou rovněž splňovat zásady počítačové, resp. kybernetické bezpečnosti. Studium informatiky je součástí středoškolského vzdělávání a již na tomto stupni je možné podchytit vážné zájemce o tento obor. Výsledky odborné činnosti středoškolských studentů často přinášejí velmi cenné výsledky, které pro ně mohou představovat dobrou motivaci pro další prohlubování příslušných znalostí v rámci vysokoškolského studia.
8
Mgr. Libor Koudela, Ph.D. Ústav matematiky a kvantitativních metod, Fakulta ekonomicko-správní
O tom, že matematika má mezi přírodními i společenskými vědami specifické postavení, není třeba nikoho zvlášť přesvědčovat. Matematika čerpá příležitostně podněty z ostatních věd, což je patrné zejména ve vztahu matematiky a fyziky. Matematika ale především poskytuje své nástroje ostatním vědám. Činí tak, aniž by byla v jejich službě – je naopak jejich královnou, jak ji před lety nazval Carl Friedrich Gauss, jeden z největších matematiků všech dob. Zvláštní postavení matematiky ilustruje i odvěká otázka po původu matematických poznatků. Jsou objevovány, jako v přírodních vědách, k nimž má matematika blízko, nebo jsou tvořeny, jako vznikají umělecká díla? V dobách, kdy se bezvýhradně věřilo ve schopnost vědy popsat a vysvětlit svět, ve kterém žijeme, byla matematika nazvána jazykem, jímž je napsána kniha Přírody, a její znalost byla nezbytná pro toho, kdo v této knize chtěl číst. I když názor na poznatelnost světa se v průběhu času vyvíjel, úspěšnost aplikování matematických metod a postupů v různých vědních a technických oborech byla mnohokrát prokázána. Gaussův výrok o výsadním postavení matematiky platí dnes možná víc než v minulosti. Těžko si lze v současné době představit obor, který by se bez matematiky zcela obešel. Zdaleka ne všechny matematické poznatky přitom nacházejí bezprostřední praktické uplatnění. Může se však stát a stává se, že řešení nějakého problému otevře celé nové pole výzkumu, který přináší praktické aplikace. Je proto smutné, že v naší společnosti a v našem školství je matematika často brána jako odstrašující prvek, diskutuje se o její užitečnosti a mnohé fakulty redukují výuku nebo aspoň přejmenovávají matematické kurzy, aby neodrazovaly zájemce o studium. O to více je potěšující, že na středních školách se stále objevují talentovaní studenti, kteří nacházejí potěšení ve vlastním matematickém výzkumu, ať už v oblasti čisté či aplikované matematiky, a rovněž zapálení učitelé, kteří je v jejich práci podporují.
9
10
Obsah Předmluva .................................................................................................................................... 5 Slovo garanta ................................................................................................................................ 6 J. Ferenčík: Aplikace „Průměr Známek“ ...................................................................................... 14 A. Kolářová, I. Čečotková: Četnost vzorů otisků prstů a jejich dědičnost .................................... 15 F. Novotný: Detekce proměnných hvězd pomocí dalekohledu SBT ............................................. 16 J. Kučerová: Etologické pozorování drilů černolících (Mandrillus leucophaelus) v ZOO Dvůr Králové nad Labem .................................................................................................. 17 S. Neradová: Fosfatázy Pho15p defosforylují 2-fosfoglykolát ..................................................... 18 F. Solař: Gelová dozimetrie ......................................................................................................... 19 V. Slonková: Genetické predispozice CD147, MMP-9 TIMP-2 a faktoru V Leiden u pacientů s chronickým žilním onemocněním ............................................................................................. 21 D. Novotná: Hudba a její vliv na prožívání .................................................................................. 23 O. Kunovský: Hydrofilní úprava polymerů pomocí atmosférických plazmových výbojů ............. 24 Š. Doležalová, K. Němečková, K. Honlová, J. Hudecová, A. Škopová: Jak dlouho stromy spí? .... 25 J. Dokulil: Kvalita fotoaparátů smartphonů ................................................................................ 26 M. Šafránková: Mediální obraz Kofoly v České republice ............................................................ 27 A. Novotná: Model vlivu cigaretového kouře na kůži jako simulace poškození znečištění ovzduší ................................................................................ 28 P. Ott: Monitoring trendů početnosti vrubozobých ptáků .......................................................... 29 O. Brůha: Multineutrální algebra................................................................................................ 30 O. Ivančak: Odstraňování textilních barviv z technologických odpadních vod ............................ 31 O. Bursa: Odvalovací bezlopatková turbína a možnosti jejího využití ......................................... 33 A. Sedláčková, T. Krejčová: Plísně v ZŠ Břidličná ......................................................................... 35 N. Rudolfová: Predikce strukturních prvků sloučenin.................................................................. 36 P. Patočková: Rozpouštění huminových kyselin .......................................................................... 37 L. Skřivánek: Rychlost reakce na světlo a zvuk ............................................................................ 38 K. ČÍžková: Scaffoldy na bázi hydrogelů připravované z derivátů kyseliny hyaluronové ............. 39 M. Šimková: Srovnání účinnosti kvarterního a nekvarterního reaktivátoru................................ 40 K. Bartozelová, P. Oliš, M. Loukota, J. Repáň, D. Marek: Stres rostlin ........................................ 41
11
K. Paarová, K. Šimková: Škrob aneb obezita v kelímku ............................................................... 42 K. Kudličková: Tajemné proteiny z RNFT rodiny v mezibuněčné signalizaci a nádorech ............. 43 K. Novotná, L. Vargová: Teplota vzplanutí a teplota hořících materiálů vyskytujících se v domácnosti ..................................................................................................... 44 K. Kopecká: Tvorba interaktivní webové aplikace ....................................................................... 45 V. Hýbl: Určení původu olova v keltských artefaktech s využitím hmotnostní spektrometrie ..... 46 O. Pospíšil: Výpočet integrálů numerickými metodami .............................................................. 47 Pět ročníků konference VĚDĚNÍ MLADÝM.................................................................................. 56 Univerzita Pardubice .................................................................................................................. 59
12
Abstrakty
13
Aplikace „Průměr Známek“
Jakub Ferenčík kubfe@seznam.cz Gymnázium Pardubice, Dašická
Hlavním cílem projektu bylo vytvořit jednoduchou, funkční a uživatelsky přívětivou mobilní aplikaci pro platformu Android, která dokáže spočítat vážený průměr ze zadaných známek a vah. Dále jsem se chtěl pokusit aplikaci propojit se školním administračním systémem Bakaláři, aby si uživatelé mohli známky pouze načíst z jejich školního účtu a nemuseli si je zadávat. Navázal jsem na svůj projekt z minulého roku. Pořídil jsem si licenci vývojáře na Google Play a kontaktoval společnost Bakaláři software s.r.o. s žádostí o propojení. Dle vyjádření uživatelské podpory však tato akce není možná bez tzv. „Datového konektoru“, který je zpoplatněn.
Problém
se
získáním
aktuálních
známek
se
mi
však
povedlo
vyřešit – naprogramováním prostředí, díky kterému se uživatel může přihlásit prostřednictvím aplikace do systému Bakaláři pod svým školním účtem a poté stiskem tlačítka importovat známky do databáze aplikace. Podařilo se mi vytvořit aplikaci dle očekávání, kterou v dnešní době používá kolem 280 lidí. Aplikace získala již několik pětihvězdičkových hodnocení na Google Play a i během tak „krátké“ doby si vydobyla druhou příčku v seznamu této oblasti. Při programování v Javě jsem narážel na spoustu problémů, které se týkaly především grafického
prostředí
na
různých
zařízeních,
nebo,
vzhledem
k neustálému
vývoji
programovacího jazyka, i na tzv. Deprecated (= zastaralé) knihovny. Později jsem aplikaci předělal v novém moderním programovacím jazyku Kotlin. Ke své práci jsem neměl žádného konzultanta, problémy řeším sám či z dotazů jiných programátorů na portálu Stack Overflow.
14
Četnost vzorů otisků prstů a jejich dědičnost
Adéla Kolářová, Iva Čečotková adela.kol13@seznam.cz, ivcaceca@seznam.cz Gymnázium Česká Třebová
Cílem našeho projektu bylo zjistit, které vzory otisků jsou v naší populaci nejčastější, zda se některé vzory v rodinách opakují a do jaké míry jsou ovlivněny dědičností. Vybraly jsme otisky prstů pravé ruky od 28 rodin žáků gymnázia, ale protože některé otisky nebyly dobře rozeznatelné, použily jsme záznamy pouze 21 rodin, tedy 76 osob. Určily jsme vzory otisků a ty jsme následně porovnaly mezi členy rodiny. Spočítaly procentuální shodu v rodině a četnost jednotlivých vzorů. Výsledky jsme zaznamenaly do grafů a tabulek a porovnaly s výsledky v literatuře. Zjistily jsme, že nejčetnějším vzorem je ulnární smyčka. Druhý nejčetnější je závit. Tento náš závěr souhlasí s údaji v literatuře (V. Hajn- Antropologie II.), s výzkumem prováděným v Olomouci v roce 1991 a také s výzkumem etnických skupin v Evropě v roce 1961 (V. Fetter- Antropolgie). Co se týče četnosti u jednotlivých prstů, nejčetnějším vzorem pro palec, prostředníček a malíček je ulnární smyčka. Nejčetnějším vzorem pro ukazováček a prsteníček je závit. Průměrná shoda v rodině u všech prstů je 60,21% a to znamená, že příbuznost je zde možná. Nejedná se ale o monogenní dědičnost řízenou jedním kvalitativním genem, ale výskyt tvarů je řízen více geny.
15
Detekce proměnných hvězd pomocí dalekohledu SBT
Filip Novotný filip.novotny@talentovani.cz Gymnázium Praha 5, Na Zatlance
Tato práce se zabývá metodami detekce a klasifikace především dlouhoperiodických proměnných hvězd. V rámci tohoto projektu jsem vyvinul software k jejich detekci. V práci prezentuji jak nové postupy, které jsem použil, tak 23 nově objevených proměnných hvězd a jejich vlastnosti, které jsme získali za pomoci tohoto softwaru. Dále se zaměřím na možnost klasifikace těchto proměnných hvězd pomocí strojového učení. V posledním roce kromě toho vzniká na Astronomickém ústavu nový dalekohled SBT, jehož účelem je detekovat proměnné hvězdy a na jehož vývoji se podílím.
16
Etologické pozorování drilů černolících (Mandrillus leucophaelus) v ZOO Dvůr Králové nad Labem Jana Kučerová j.kuc@centrum.cz Střední odborná škola veterinární Hradec Králové
Pozorovala jsem změny v hierarchii mezi dvěma dospělými samci drila černolícího (Mandrillus leucophaelus), kteří jsou chováni v nově vzniklé chovné skupině se dvěma dospělými samicemi a mláďaty v ZOO Dvůr Králové nad Labem. Dále jsem porovnávala hierarchické uspořádání tlupy v přirozených podmínkách se skupinou žijící v zajetí v ZOO Dvůr Králové nad Labem. Pozorovala jsem tlupu drilů černolících a zaznamenávala jejich aktivity v průběhu let 2016- 2017. Z důvodu velkého počtu interakcí mezi členy skupiny, jsem se primárně soustředila na interakce mezi dvěma dospělými samci – starším Chepem a mladším Rikardem. Všechna získaná data jsem zpracovávala do tabulek a dále vyhodnocovala.
17
Fosfatázy Pho15p defosforylují 2-fosfoglykolát
Sylva Neradová sylvanerad@seznam.cz Gymnázium Pardubice, Mozartova
Fosfatázy Pho15p jsou kódovány geny PHO15 patogenních kvasinek Candida albicans a Candida parapsilosos. Geny PHO15 jsou dosud nepopsané otevřené čtecí rámce, jejichž funkce jim je přiřazována na základě homologie s genem PHO13 pivní kvasinky Saccharomyces cerevisiae. Ačkoliv jsou proteiny Pho15p i Pho13p anotovány jako alkalické fosfatázy, jejich aminokyselinová sekvence je řadí spíše do rodiny HAD enzymů. Cílem této práce bylo jejich funkci experimentálně ověřit a dále tyto enzymy charakterizovat. Pho15p byly připravovány rekombinantně. Exprese proteinů probíhala v bakteriích Escherichia coli BL21(DH3) transformovaných vektorem pET28b, který obsahoval kódující sekvenci pro CaPho15p nebo CpPho15p. Fosfatázy se v buňkách ukládaly do inkluzních tělísek. Tyto inkluze byly z buněk izolovány, rozpuštěny v kyselině octové s pomocí sonikace a následně převedeny dialýzou do vody. Pro purifikaci fosfatáz byla použita afinitní chromatografie. Aktivita enzymů byla stanovená s Pho15p imobilizovanými na nosiči. Bylo stanoveno pH optimum pro oba enzymy (8,3 pro CaPho15p; 8,0 pro CpPho15p). Bylo zjištěno, že vhodnými kofaktory Pho15p jsou, kromě hořečnatého kationtu, i manganaté a kobaltnaté kationty. Optimum koncentrace Mg je pro oba enzymy 10mM/l. Optimum koncentrace Mn
2+
a Co
2+
2+
je pro CaPho15p 10mM/l,
zatímco pro CpPho15p 1mM/l. Ani u jednoho enzymu nebyla prokázána desulfurylační aktivita či defosforylace bílkovin. Z přirozených substrátů bylo zatím zjištěno, že Pho15p defosforylují řadu malých organických molekul z metabolizmu cukrů. Nejlepším substrátem byl 2-fosfoglykolát. Tato láka vzniká jako vedlejší produkt pyruvát kinázy. Pro buňku je toxický, tudíž je jeho odbourávání stěžejní pro její přežití. Enzymy s touto opravnou funkcí jsou poměrně novým tématem.
18
Gelová dozimetrie nástroj radioterapeutického plánování
Filip Solař solar.filip@psjg-hk.cz První soukromé jazykové gymnázium, Hradec Králové
Radioaktivita a ionizující záření mají velmi široké spektrum uplatnění. Nicméně se musí udržovat pod kontrolou a je třeba znát, jestli a v jakém množství se radiace v daném úseku vyskytuje. K tomuto účelu slouží zařízení zvané dozimetr. Můj projekt je zaměřen na gelové dozimetry, které jsou z velké části tvořeny želatinou, do které se podle daného typu gelového dozimetru přidají další látky. Když se tento gel následně vystaví radiaci, změní své optické vlastnosti, a to v závislosti na velikosti dávky, kterou tento gel obdržel. Hlavními výhodami gelového dozimetru jsou: schopnost zaznamenávat prostorové rozložení dávky a tkáňová ekvivalence. Praktická část této práce se zabývala modifikovaným Frickeho gelovým dozimetrem FeXo, který je složen ze želatiny, Mohrovy soli (FS) a xylenové oranže (Xo). Přeměna FS způsobená radiací vede ke změnám s xylenovou oranží. Tím se mění spektrofotometrické vlastnosti dozimetru. Cílem této práce bylo zjistit, jaký vliv na výsledky měření radiace mají následující faktory: 1. Stáří, tzn.: čas od doby přípravy a ozáření 2. Rozdílné teploty přípravy dozimetru 3. Složení gelového dozimetru v podobě změny obsahu Mohrovy soli (FS). V každé části byla namíchána série modifikovaného Frickeho gelového dozimetru po 12 60
kyvetách. Následně byly dozimetry ozářeny na ozařovači Gamacell 220 ( Co). Dozimetry z každé série byly vždy ozařovány předem stanovenými dávkami. Následně byl každý dozimetr vyhodnocen na spektrofotometru Helios Beta, který naměřil absorbanci a transmitanci pro každou vlnovou délku světla v rozmezí 350 – 700 nm. V první části, která měla za úkol zhodnotit vliv času na spektrofotometrické změny, byl dozimetr vyhodnocen ihned po ozáření, druhý den od ozáření a čtvrtý den od ozáření. 19
Ve druhé části, která měla za úkol zjistit, jaký mají vliv na měření radiace různé teploty přípravy, byly připraveny dvě série modifikovaného Frickeho gelového dozimetru. Jedna série byla namíchána při 30 °C a druhá byla namíchána při 50 °C. Třetí část zjišťovala, jaký má vliv změna složení dozimetru na vlastnosti měření radiace. V této části byly použity výsledky dozimetru z druhého experimentu (dozimetr připravený při 50 °C), který byl připraven za normálního poměru Mohrovy soli a xylenové oranže 5:1. Dále byla připravena další série, která měla snížený obsah Mohrovy soli, aby její poměr s a xylenovou oranží odpovídal 1:1. Výsledky měření ukazují, že s přibývajícím časem od ozáření dochází k podstatnému zhoršení kvality výsledků, která je způsobena samovolnou přeměnou Xo a komplexu Xo2Fe na komplexy XoFe a XoFe2. Dále bylo zjištěno, že rozdílné teploty přípravy dozimetru mají vliv na výsledky měření. Dozimetr, který byl připravený při 50 °C vykazoval lepší linearitu a vykazoval vyšší hodnoty absorbance než dozimetr, který byl připraven za 30 °C. Z posledního experimentu vyplynulo, že dozimetr s upravenými poměry Mohrovy soli a xylenové oranže na 1:1, vykazoval nižší citlivost. Na závěr tedy můžeme říci, že dozimetr je třeba vyhodnocovat v co nejkratším čase od jeho ozáření. S přibývajícím časem také dochází k samovolné přeměně komplexů a znehodnocení výsledků měření. Teplota přípravy gelových dozimetrů by měla být konstantní, aby byla při opakovaném měření zaručena reprodukovatelnost výsledků. S nižším množstvím Mohrovy soli klesá citlivost dozimetru.
20
Genetické predispozice CD147, MMP-9 TIMP-2 a faktoru V Leiden u pacientů s chronickým žilním onemocněním
Veronika Slonková slonkova.v@gslap.cz Gymnázium Šlapanice
Chronické žilní onemocnění (CVD – chronic venous disease) představuje v současné společnosti závažný zdravotní problém. Podle celosvětové epidemiologické studie jím v různých stádiích trpí 84 % populace. Kromě špatného životního stylu je také způsobeno genetickými faktory. V CVD hraje velkou roli hladina matrix metaloproteináz (MMPs), která je regulována CD147 a jejich tkáňovými inhibitory (TIMPs). Cílem této práce bylo zjistit genetické souvislosti mezi polymorfismem genu pro CD147 v restrikčním místě 8259 T/A, pro MMP-9 v rs279 A/G, pro TIMP-2 v rs8176329 (+853 G/A), pro faktor V Leiden L/N (G/A) a chronickým žilním onemocněním. Do souboru bylo zařazeno celkem 150 pacientů s chronickým žilním onemocněním a 277 kontrolních osob. Ke zjištění genotypu byla provedena polymerázová řetězová reakce (PCR) společně s restrikční analýzou (RFLP) a horizontální elektroforézou. V polymorfismech CD147, MMP-9 a TIMP-2 jsme neprokázali rozdíly mezi pacienty s chronickým žilním onemocněním a kontrolami, ani muži ani ženami. Ani rozdíly mezi muži a ženami s chronickým žilním onemocněním nebyly signifikantní. Dále jsme neprokázali signifikantní rozdíly v distribuci genotypů ani frekvenci alel ani mezi kontrolními muži a ženami. V polymorfismu genu pro faktor V Leiden (FVL) jsme našli signifikantní rozdíl v alelické frekvenci mezi muži s CVD a kontrolní skupinou mužů (Pg=0,108, Pa=0,03). Leidenská mutace byla téměř 3x častější u pacientů s CVD (OR=2,519; 95% KI 1,05-7,60; senzitivita 0,08, specificita 0,97) Podle očekávání jsme pozorovali vysoce signifikantní přítomnost Leidenské mutace u pacientů s CVD a trombofilií (specificita=0,953). V rámci studie genotyp-fenotyp pro polymorfismus TIMP-2 rs8176329 G/A jsme prokázali, že pacienti s CVD mají 3,55krát častěji pozitivní rodinnou anamnézu žilního
21
onemocnění, pokud mají genotyp AG. Tento test je významně klinicky specifický se specificitou 0,91. Dále jsme zjistili, že pacienti s CVD mají 3,65krát častěji nádor, pokud mají genotyp AG v polymorfismu genu pro TIMP-2, oproti pacientům s jinými genotypy. Tento test je klinicky významně specifický se specificitou 0,829. Prokázali jsme signifikantní rozdíl v distribuci genotypů i frekvenci alel mezi pacienty s CVD s obezitou a bez ní v polymorfismu genu pro CD147/EMMPRIN. Alela T byla téměř 2x častější u pacientů s CVD a obezitou. Dále byla aplikována studie dvojgenotyp/fenotyp a byl zjištěn vztah dvojgenotypů CD147 a MMP-9 k erysipelu u mužů s CVD. Bylo zjištěno, že pacienti s CVD a dvojgenotypem TTAA mají téměř 8x méně často erysipel oproti pacientům s jiným dvojgenotypem v těchto dvou polymorfismech. Dvojgenotyp TTNN pro polymorfizmy CD147/EMMPRIN a FVL jsme pozorovali 3 x častěji u pacientek s obezitou oproti pacientkám s CVD, u kterých obezita přítomná nebyla.
22
Hudba a její vliv na prožívání
Daniela Novotná novotna.daniela22@seznam.cz Vyšší odborná škola pedagogická a Střední pedagogická škola, Litomyšl
Ve své středoškolské odborné práci jsem se zabývala tím, v jaké míře a případně jak dokáže hudba ovlivnit lidské prožívání ve spojení se zrakovým vjemem, a to specificky při sledování filmu. Práce je rozdělena na dvě části – část teoretickou a část praktickou. V teoretické části definuji zpracované poznatky z oblasti psychologie a vlivu hudby ve filmu na lidské prožívání, a tedy konkretizaci prožívání, emocí, vnímání, pozornosti, hudby a filmu. V části praktické, tedy ve výzkumném šetření, jsem se zabývala vlivem hudby na lidské prožívání při sledování určitého filmového úryvku. Využila jsem pro to dotazník s pěti ukázkami filmů s originálním hudebním podkladem a pěti totožnými ukázkami filmů, u kterých jsem hudební podklad změnila. Z výsledků šetření jsem poté vyhodnotila, v jak vysoké či nízké míře dokázala hudba člověka ovlivnit a změnit jeho emoce. Hudební podklad dokázal v závěru navodit ve vysoké míře naprosto jiné emoce a fyziologické změny, které se shodovaly s hudbou a nesouhlasily s klipem, lidské prožívání se tak naprosto změnilo, a to i přes obecnou známost filmů, a tedy již dřívější zapamatování citových prožitků. Odborná činnost přináší téměř roční zkoumání tématu, avšak získané závěry jsou překvapující nejen pro mne samotnou, ale jistě i pro danou oblast zkoumání, tedy filmové umění. Závěrem tedy vyplývá, že hudba sehrává ve filmu tak významnou roli, kterou si velká většina z nás ani neuvědomuje.
23
Hydrofilní úprava polymerů pomocí atmosférických plazmových výbojů
Ondřej Kunovský ondrakuno@seznam.cz Střední průmyslová škola chemická Brno
Tato práce se zabývá vlivem plazmové úpravy polypropylénu a následným měřením kontaktních úhlů za použití šesti kapalin a výpočtem povrchové energie z kontaktních úhlů pomocí softwaru SEE System od společnosti Advex Instuments. Tato práce zkoumá také kromě vlivu počtu přejezdů plazmovací tryskou vliv aditiv a v neposlední řadě vliv času na upravený povrch, tedy stárnutí.
24
Jak dlouho stromy spí?
Šárka Doležalová, Kateřina Němečková, Klaudie Honlová, Jana Hudecová, Alexandra Škopová sasikskopova@seznam.cz Gymnázium Česká Třebová
Každý rok pozorujeme, že stromy na podzim “chodí spát” a na jaře se znovu “probouzejí”. Zajímalo nás, jak je tato klidová fáze (spánek) dlouhá a zda každý strom spí stejně dlouho. Začátkem spánku je myšlena doba, kdy listí ze stromu opadne (nebo úplně uschne) a koncem spánku je začátek rašení pupenů. Na podzim od září v roce 2017 jsme zaznamenávaly u sedmi druhů stromů změnu barvy listů a jejich následný opad. Sledovaly jsme tyto druhy stromů: bříza bělokorá, líska obecná, lípa srdčitá, lípa velkolistá, buk lesní, dub lesní a jírovec maďal. Na jaře jsme zaznamenávaly postup rašení pupenů. Naše měření jsme porovnávaly se záznamy výzkumníků GLOBE v Chorvatsku, Litvě a Polsku. Pro výzkum jsme použily mezinárodní fenologickou metodiku GLOBE. Záznamy změn barev listů jsme u každého stromu stanovovaly na čtyřech listech jedné větve směřující na jih. Zaznamenané barvy jsme převáděly do kódů pomocí stupnice GLOBE Plant Color Guide a po zadání do databáze programu GLOBE byly barvy vizualizovány. Na jaře 2018 jsme, opět na větvích sledovaných na podzim, zaznamenávaly focením a měřením jednotlivé fenologické fáze rašení. Údaje jsme zadávaly do databáze programu GLOBE a porovnaly se záznamy zahraničních výzkumníků. Od podzimu do jara jsme zaznamenávaly fotografie celých stromů a pomocí programu GIFMaker.me jsme vytvořily časosběrné video. To jsme udělaly také z fotografií jednotlivých větví v průběhu fenologických změn. Zjistily jsme, že délka spánku stromů se pohybuje v rozmezí 146 až 197 dní. Nejkratší klidovou fázi měla líska obecná (146 dní), nejdelší spánek vykazovaly břízy.
25
Kvalita fotoaparátů smartphonů
Jakub Dokulil kubadokulil99@gmail.com Gymnázium Brno, Křenová
Smartphone je dnes hojně využívaným zařízením, které čím dál více uživatelů díky jeho dostupnosti a kompaktnosti využívá k fotografování. Avšak výstupy z takového fotoaparátu těžko mohou dosahovat takového rozlišení, které výrobci uvádí, jelikož soustava, (s nadsázkou řečeno) „kterou bych si mohl vystříhat z PET-lahve“, zobrazuje na čip, na němž je políčko asi šestkrát menší než u profesionální zrcadlovky, na kterou se používají propracované a velmi přesně vyrobené objektivy. Proto jsem se rozhodl zanalyzovat dva různé telefony, zjistit jak jsou jejich fotoaparáty výkonné a pro uživatele, kteří chtějí mít i nadále kompaktní fotoaparát v telefonu a přitom chtějí co nejlepší obrazovou kvalitu, byl navržen větší objektiv s lepší obrazovou kvalitou.
26
Mediální obraz Kofoly v České republice
Martina Šafránková martina-safrankova@seznam.cz Gymnázium Bohumila Hrabala v Nymburce
Tato práce se zabývá mediálním obrazem společnosti Kofola. Zaměřuje se na jednu ze čtyř součástí marketingového mixu – propagaci. Prací budeme zkoumat jak oblast reklamy společnosti, tak vztahy s veřejností. Součástí je i výzkum, ve kterém budeme zjišťovat vnímání Kofoly občany. Cílem je analýza úspěchu reklam, sloganu i kampaně Kofoly, vnímání veřejností a strategie společnosti v oblasti marketingové propagace. Výsledkem jsou přehledné informace o společnosti z médií, trendy a souvislosti v rámci propagace. Zároveň práce obsahuje vypracování a vyhodnocení dotazníkového šetření, které zjišťuje povědomí veřejnosti o Kofole.
27
Model vlivu cigaretového kouře na kůži jako simulace poškození znečištění ovzduší
Novotná Adéla noadela@seznam.cz Gymnázium Pardubice, Mozartova
Cílem práce bylo zjistit, jestli proti vnějším vlivům prostředí lépe brání látky, které na kůži tvoří bariéru, nebo látky, které mají antioxidační vlastnosti. Proto byly zvoleny dvě látky z těchto skupin. Za první skupinu látek, které tvoří na pleti bariéru, byla zvolena kyselina hyaluronová a za druhou skupinu vitamín C (neboli kyselina askorbová), který působí antioxidačně. Nejprve jsem si musela připravit ušní boltce. K některým experimentům jsem na takto upravené vzorky aplikovala kosmetické suroviny. Dále jsem na vzorky pomocí speciální aparatury aplikovala kouř. V první části projektu jsem se zabývala optimalizací modelu kůže pomocí metody PCR, stanovující genovou expresi a v druhé části jsem se věnovala stanovení peroxidace lipidů pomocí metody TBARS. Pomocí kvantitativní analýzy genové exprese jsem zjistila, že gen COL1A1 snižuje svou expresi v závislosti na čase, po který je ponechán vzorek inkubaci s kouřem a to průměrně o 47,8 %. Oproti tomu gen MMP-1 svou expresi zvyšuje až na dvojnásobek původní hodnoty. Stanovením peroxidace lipidů jsem došla k výsledku, že kyselina hyaluronová snižuje vznik peroxidovaných lipidů o 41,3 % oproti vzorku bez aplikované kosmetické suroviny. Vitamín C snižuje tuto hodnotu o 19,1 %. Ze shromážděných dat jsem tedy zjistila, že lépe proti vlivu znečištění ovzduší působí kyselina hyaluronová.
28
Monitoring trendů početnosti vrubozobých ptáků
Pavel Ott pavel.ott02@gmail.com Střední odborná škola veterinární Hradec Králové
Ve své práci jsem soustředil veškerá dostupná data a pozorování vrubozobých ptáků od roku 1967 do roku 2016. V roce 2017 jsem provedl první sčítání standardizovanou metodou (pravidelné kontroly 1x týdně, sčítal jsem všechny vrubozobé v rozmezí cca 1 hod.). Pro lepší zachycení druhů a jejich početnosti jsem pravidelně střídal kontroly ráno a večer. Zjištěnou druhovou diverzitu jsem srovnal s historickými daty. Výsledkem mého pozorování bylo, že celkově dochází ke snížení druhové diverzity s naopak navýšením počtu jednoho druhu (kachna divoká; uniformizace společenstva). Lze předpokládat, že zmíněný pokles diverzity společenstva je zapříčiněn intenzivním chovem ryb ve spojitosti s eutrofizací vody. Zvýšení četností kachny divoké lze vysvětlit křížením divokých kachen s domácími pro myslivecké účely. Pro jednoznačnější potvrzení hypotézy plánuji opakovat průzkum v budoucích letech.
29
Multineutrální algebra
Ondřej Brůha ondrab2000@gmail.com Gymnázium Oty Pavla, Praha
V matematice se zkoumají různé algebraické struktury. Příkladem takových struktur jsou grupy, pole, okruhy a vektorové prostory. Tyto struktury se vyznačují tím, že se v nich nachází jeden neutrální prvek (pokud existuje) vůči definované operaci. Ve své práci se věnuji multineutrální algebře, jejíž základní strukturou je multineutrální grupa. Multineutrální z toho důvodu, že lokálně připomíná „obyčejnou“ komutativní Ábelovskou grupu, ale globálně se zde nachází více „neutrálních“ prvků. Nosná množina multineutrální grupy je rozdělena ekvivalencí do tříd a každá z těchto tříd je sama o sobě komutativní grupou, tudíž se v ní nachází i neutrální prvek. Z globálního hlediska však celá nosná množina s definovanou operací netvoří grupu, ale daleko složitější strukturu. Neutrální prvky jednotlivých grup jsou poté těmi neutrálními prvky, o kterých jsem hovořil výše, které nazývám lokální. Multineutrální algebra je algebrou zabývající se strukturami, jež jsou z multineutrální grupy odvozeny, nebo jsou jí podobné. Struktury tohoto typu algebry mají navíc velice lehké a přirozené příklady, avšak v matematice se tento „multineutrální“ popis zatím nevyskytuje.
30
Odstraňování textilních barviv z technologických odpadních vod
Ondřej Ivančak ivancak.ondrej@psjg-hk.cz První soukromé jazykové gymnázium, Hradec Králové
S barevným textilem se v dnešní době setkáváme prakticky denně. Barvením se obecně rozumí provedení barevné změny na textilii. Pro barvení textilních tkanin se běžně používají syntetická barviva. Podle hydrofility vybarvovaného textilního materiálu se používají buď ve vodě rozpustná barviva, nebo ve vodě nerozpustná disperzní barviva. V této práci jsem se zaměřil na možnosti řešení problematiky odpadních vod vznikajících při barvení přírodních vláken a viskosy. Při barvení těchto hydrofilních tkanin se používají ve vodě dobře rozpustná barviva, samotný proces barvení probíhá ve vodném roztoku, přičemž nejstabilnější vybarvení tkanin je v současné době dosahováno s použitím tzv. reaktivních barviv (např. Ostazinové žluti H-R, které během procesu barvení vytvářejí kovalentní vazby mezi molekulami použitého reaktivního barviva a nukleofilními skupinami ve struktuře makromolekul hydrofilních vláken (např. hydroxylových skupin v makromolekulách celulosy). Po obarvení většina použitého barviva přechází z vodného roztoku na barvená vlákna, ale přinejmenším část použitých barviv je během procesu barvení hydrolyzována a zůstává rozpuštěna v technologických vodách vznikajících po separaci vybarvených tkanin, takže dochází k produkci silně znečištěné odpadní vody. Ve své práci se zabývám odstraňováním textilních barviv z technických vod. Na Fakultě chemicko-technologické university Pardubice jsem prováděl sérii experimentů, v nichž jsem tři reaktivní textilní barviva, konkrétně Ostazinovou žluť H-R (OŽ H-R), Reactive Red 120 (RR-120) a Cibacron Brilliant Yellow 3G-P (CBY) odstraňoval pomocí fosfoniových solí používaných jako kapalných iontoměničů a dále pomocí anorganických koagulačních činidel dle analogie postupů popsaných v patentu 2 / 2 Univerzity Pardubice CZ303942. Pro odstraňování výše uvedených barviv z modelových odpadních vod byla přídavkem vhodného množství kvartérní fosfoniové soli vyvolána iontová výměna sodných iontů kyselého barviva za objemné fosfoniové kationty, přičemž tento proces je obvykle doprovázen vylučováním ve vodě málo rozpustných produktů iontové výměny. Následně byl do vod přidán anorganický koagulant, který po úpravě pH 31
vyvolal vločkování málo rozpustných produktů iontové výměny barviva s fosfoniovou solí. Nerozpustný podíl byl následně separován filtrací. Běžná metoda čistění takovýchto odpadních vod je založena na adsorpci a probíhá obvykle za přídavku aktivního uhlí, které ve vodě rozpuštěná barviva adsorbuje a tím barevné technologické vody odbarvuje a současně zbavuje organického znečištění. Nevýhodou použití adsorpce na aktivním uhlí je technologicky náročná regenerace použitého uhlí, která vyžaduje proces vysokoteplotní pyrolýzy. Naproti tomu způsob separace založený na kombinaci iontové výměny fosfoniovou solí a koagulace a flokulace na hydratovaný oxid hlinitý nebo železitý umožňuje produkovat barevný koncentrát potenciálně použitelný pro barvení např. recyklovaných plastů nebo stavebních hmot. V této práci jsem testoval celkem pět fosfoniových solí a dvě koagulační činidla, síran hlinitý a síran železitý. Hlavní výstupem této práce bylo zjištění nejúčinnější kombinace fosfoniové soli s přídavkem koagulačního činidla. Díky provedeným experimentům jsem dostal dvě účinné kombinace: tributilhexadecilfosfonium-chlorid a síran železitý a tributiltetradecilfosfonium chlorid a síran železitý.
32
Odvalovací bezlopatková turbína a možnosti jejího využití
Ondřej Bursa bursaondrej@seznam.cz Gymnázium Brno-Řečkovice
Práce „Odvalovací bezlopatková turbína a možnosti jejího využití“ je věnována shromáždění a utřídění poznatků o principu, typech i použití této turbíny a zhotovení experimentálních modelů, které názorně demonstrují princip turbíny i výrobu energie jejím prostřednictvím. Bezlopatkovou
odvalovací
turbínu
vynalezl
a
patentoval
český
vědec
doc. Ing. Miroslav Sedláček, CSc. Podle mezinárodně platných patentů je turbína nazývána také: Odvalovací tekutinový stroj, Hydromotor, Tekutinová turbína, Precesní kapalinová turbína. Odvalovací turbíny bez lopatek mají odlišnou konstrukci i princip než ostatní vodní stroje. Rotor, tvořený rotačním tělesem (koule, polokoule, komolý kužel…), se odvaluje uvnitř válcového či kónického statoru, který je umístěn v zásobníku tekutiny. Odvalování je vyvoláváno zatím ne zcela vysvětleným fluidním jevem, který vzniká při protékání tekutiny mezerou mezi rotorem a statorem (danou rozdílem průměrů). Rotor spojený s hřídelí se vychýlí a následně je odvalován po vnitřní stěně statoru, přičemž se pomalu otáčí kolem své osy (rotace) a rychle obíhá okolo osy statoru (precese). Výkon se odebírá z rotace či precese. Bezlopatkové turbíny jsou schopné získávat energii z mikrozdrojů a málo využívaných zdrojů, např. říčních a mořských proudů. Modely potvrdily jejich vhodnost i pro „sběr“ ultra nízkých energií, tzv. Energy Harvesting. Dalším úspěšným využitím odvalovacího jevu je malý hydromotor pro ekologickou a efektivní čistící, nářaďovou i zavlažovací techniku. Odvalovací turbíny šetří životní prostředí a představují inovativní řešení pro budoucnost. Tato technologie se stále vyvíjí a existuje jen málo dostupných materiálů poskytujících komplexní informace. Velkým přínosem teoretické části práce je ucelený popis konstrukce i vlastností odvalovacích turbín a přehled jejich energetických i neenergetických aplikací.
33
Na základě materiálů vynálezce a vlastních experimentů byla vypracována charakteristika a systemizace verzí turbín pro energetické účely. Ta třídí turbíny dle ukotvení rotoru a typu zásobníku. Rotor může být na hřídeli ve statoru zavěšen (BARELOVÁ uzavřená a KOTLOVÁ otevřená turbína) či podepřen (TLAKOVÁ uzavřená či KAŠNOVÁ otevřená turbína). V praktické části byly vyrobeny originální funkční modely turbín z běžně dostupných výrobků a modely odvalovacích minielektráren. Volně k dispozici je návod na výrobu modelu, letáky, článek, video (YouTube: Modely odvalovací bezlopatkové turbíny; v popisku odkaz na texty). Odkazy na výsledky práce: https://www.youtube.com/watch?v=1PkOeITbXd8 (Video: Modely odvalovací bezlopatkové turbíny) https://onedrive.live.com/?authkey=%21AC8h7XShXtnyy5E&id=56696714FF924733%211952& cid=56696714FF924733 (Informační texty: Návod na výrobu modelu, rozhovor s vynálezcem, brožura typů, letáky...)
34
Plísně v ZŠ Břidličná
Anna Sedláčková, Tereza Krejčová kveta.derdova@seznam.cz Základní škola Břidličná
Celý projekt se skládá ze dvou částí. První část je teoretická, zaměřená na podrobné seznámení s vybranými rody plísní a sběr informací o dané problematice. Dále jsme se zaměřily na negativní vlivy plísní, které se vyskytují ve vzduchu. Druhá část, která je již praktická, se zabývá kultivací plísní a jejich určení do rodu. Zajímalo nás zda, a jak se liší výskyt jednotlivých druhů na různých místech naší školy. Zaměřily jsme se na problematiku výskytu a jejich možného vlivu na zdraví člověka. Dále jsme se zabývaly otázkou, jak plísně ovlivňují růst a kvalitu života rostlin a rovněž, jaký rod plísní se používá k výrobě sýru Niva. Z výsledků vyplývá, že nejvíce různých rodů bylo zastoupeno v učebně výtvarné výchovy. Dva z nalezených rodů jsou nebezpečné pro astmatiky. Na základě našich výsledků vedení školy, společně se zřizovatelem, přistoupilo k rekonstrukci celé učebny.
35
Predikce strukturních prvků sloučenin
Natálie Rudolfová natysync@gmail.com Slovanské gymnázium Olomouc
Hmotnostní spektrometrie je metoda analytické chemie. Na rozdíl od spektroskopie nepracuje se světlem, nýbrž s hmotností; využívá poměru hmotnosti a náboje. Je to základní metoda pro identifikaci bílkovin a peptidů. Cílem předních mezinárodních vědeckých pracovišť je využití hmotnostní spektrometrie pro nový způsob identifikace nízkomolekulárních látek. V této práci detekuji některé strukturní prvky, jako je například benzenové jádro, primární amin nebo karboxylová skupina pomocí klasifikačních algoritmů založených na rozhodovacích stromech. Na světě je nepředstavitelné množství nejrůznějších látek a cílem této práce je usnadnění jejich identifikace. Tuto metodu lze použít v laboratořích při mnoha měřeních a experimentech.
36
Rozpouštění huminových kyselin
Pavla Patočková pavlapatoc@seznam.cz Střední průmyslová škola chemická, Brno
Huminové látky jsou více než 200 let staré a kvůli jejich velmi komplikované struktuře jsou považovány za jedny z nejmenších známých materiálů na Zemi. Řadíme je mezi přírodní polymery, což jsou látky s velkými molekulami, které obsahují většinou atomy uhlíku, vodíku a kyslíku, často i dusíku a chloru. Jedná se o vysokomolekulární organické sloučeniny, v jejichž struktuře se nacházejí aromatické cykly a hlavně velké množství kyselých funkčních skupin. Vznikají nejčastěji rozkladem organické hmoty nebo syntetickou činností mikroorganismů a tvoří neoddělitelnou součást vodní a půdní organické hmoty. Liší se podle původu, naleziště a doby odběru vzorku. Je to dáno, že se huminové látky chovají jako živý organismus a za vhodných podmínek mění svou strukturu. Využívají se v zemědělství jako hnojiva a také ke stimulaci růstu rostlin v průmyslu a v neposlední řadě ve farmakologii.
37
Rychlost reakce na světlo a zvuk
Lukáš Skřivánek nudajetotu@gmail.com Gymnázium Česká Třebová
Cílem tohoto projektu bylo zjistit, jestli člověk reaguje rychleji na zvuk nebo na světlo. Postup práce byl následovný: nejdříve jsem s pomocí mého otce sestrojil obvod s LED diodami, tlačítky, přepínači, 3,5mm jackem a jednodeskovým počítačem arduinem uno jako „mozek“ celého přístroje. Následovně jsem napsal program, který mi umožnil použít již zmíněný hardware na měření reakčního času. Ten se měřil následovně: testovaný člověk dostane do ruky „krabičku“ s LED diodami a jedním tlačítkem. Poté se po zapnutí přístroje zapne jedna ze 4 diod různé barvy a člověk má za úkol co nejrychleji zmáčknout tlačítko, které má v ruce. Následovně se nám na displeji zobrazí čas mezi rozsvícením diody a zmáčknutím tlačítka měřený v milisekundách. Dále bylo potřeba provést mnoho měření. Po testování reakčního času 27 lidí jsem výsledky vložil do tabulek, zprůměroval jsem je a porovnal. V testované skupině jsem zjistil, že rozdíly v reakci na jednotlivé barvy světla a frekvence zvuku jsou nevýznamné. Jsou menší než průměrná odchylka jednotlivých pokusů. Muži skoro vždy reagovali rychleji než ženy. Reakční časy se nemění s věkem, ale s aktivitou člověka. Například pokud budete aktivními sportovci, tak budete mít rychlejší reakční čas jak na světlo i na zvuk, než u průměrné populace. Také jsme zjistili, že lidé obecně reagují rychleji na zvuk. Nejrychlejší námi naměřené časy byly 140 až 150milisekund. Z dostupných zdrojů víme, že startovní reakce pod 100ms je považována za neplatnou.
38
Scaffoldy na bázi hydrogelů připravované z derivátů kyseliny hyaluronové
Kristýna Čížková tynka.cizkova@seznam.cz Gymnázium Pardubice, Mozartova
Ve své práci jsem se zabývala vývojem scaffoldů, na bázi hydrogelů připravovaných ze speciálně upravených derivátů kyseliny hyaluronové. Cílem mé práce bylo najít vhodný gel, který by na svém povrchu umožňoval adhezi a proliferaci buněk. Součástí práce byla příprava dvou typů hydrogelů, jeden s přidavkem fibrinogenu a druhý bez něj a jejich charakterizace za pomoci jejich času gelace a elastického modulu. Dále jsem dané hydrogely ve sterilním prostředí nanesla v tenké vrstvě na jamky kultivačních panelů a do takto připravených panelů jsem nasadila buňky. U nich jsem sledovala jejich adhezi k daným materiálům, jejich morfologii a proliferaci. Na závěr jsem vyhodnotila růst buněk stanovením ATP tj. luminiscenčního signálu. Prokázala jsem, že k tomu, aby buňky k materiálu adherovaly, je potřeba do materiálu zabudovat adhezní molekuly. Dále bylo prokázáno, že fibrinogen je k tomuto účelu vhodný, neboť umožňuje adhezi buněk a zároveň nemá vliv na kinetiku gelace a elastický modul u připravených hydrogelů.
39
Srovnání účinnosti kvarterního a nekvarterního reaktivátoru
Markéta Šimková simkova.marketa@psjg-hk.cz První soukromé jazykové gymnázium, Hradec Králové
V dnešní době jsou inhibitory acetylholinesterasy (AChE) známy hlavně jako nervově paralytické látky (NPL), které byly použity např. v Sýrii. Na řadě míst po celém světě jsou tyto látky stále skladovány, syntetizovány a dále vyvíjeny. Nejen z těchto důvodů jsou nervově paralytickými látkami i v současné době ohroženy miliony lidí po celém světě. Jako protiváha proti této hrozbě se také v České republice testují a vyvíjejí nové reaktivátory, látky obnovující (reaktivující) aktivitu enzymů a používající se jako funkční antidota po zasažení organismu NPL. V teoretické části jsou sumarizovány doposud známé informace o acetylcholinu (ACh), acetylcholinesterase
(AChE),
butyrylcholinesterase
(BChE),
inhibitorech
AChE
a reaktivátorech. Praktická část práce je věnována měření aktivity AChE v myší krvi, mozcích a bránicích. Myši byly pro účely prováděných experimentů rozděleny do čtyř skupin podle aplikovaných látek. První skupina byla kontrolní s pouhým přidáním fyziologického roztoku s atropinem. V dalších třech skupinách byl organismus myši zainhibován sarinem, což je NPL, a následně byly dvě z těchto skupin léčeny reaktivátory (pralidoximem a K1280). V dnešní době totiž neexistuje žádná látka, která by dokázala obnovit aktivitu na 100 %, proto se stále zkoumají a testují nové látky. Hlavním
cílem
této
práce
je
srovnání
účinnosti
kvarterního
(pralidoxim)
a nekvarterního (K1280) reaktivátoru po inhibici sarinem (NPL) a také poskytnout přehled informací o inhibitorech AChE a jejich reaktivátorech v českém jazyce. Bylo zjištěno, že nově připravená testovaná látka K1280 prokázala srovnatelné výsledky se standartním reaktivátorem - pralidoximem.
40
Stres rostlin
Kateřina Bartozelová, Petr Oliš, Miroslav Loukota, Jan Repáň, David Marek kveta.derdova@seznam.cz Základní škola Břidličná
Naše práce se skládá ze dvou částí a navazuje na výsledky, které jsme získali v loňském roce. První část je teoretická, ve které jsme se zaměřili na seznámení s pokusnými rostlinami. Dále jsou zde shrnuty výsledky našeho předešlého výzkumu, kde jsme se zaměřili na zjištění, jak rostlina reaguje na různé stresové faktory, zda je reakce měřitelná na EKG přístroji a jak stresovaná rostlina roste. Ve druhé, praktické části jsme zjišťovali, jak rostlina reaguje na přítomnost agresora a jakým způsobem ho pozná. Dále nás zajímalo, jak stres ovlivňuje spotřebu kyslíku při jejím dýchání. Z dosavadních měření
vyplývá,
že rostlina
reaguje
na
infračervené záření
a mechanické vlnění. Rovněž to vypadá tak, že rostlina reaguje na hlas agresora. Naopak jsme vyloučili poznání agresora jen na základě světelného záření. Dále jsme potlačili chemismus tak, že jsme rostlinu umístili do skleněné nádoby. Když agresor jen stál, rostlina nereagovala. Dále jsme odstínili β záření pomocí hliníkové desky, kterou jsme dali pod krabici. Zjistili jsme také, že stresovaná rostlina rychleji dýchá, takže spotřeba kyslíku stoupá. O další výsledky naší práce projevila zájem společnost Vernier a sdružení Arnika Praha, se kterými spolupracujeme i na dalších projektech.
41
Škrob aneb obezita v kelímku
Kateřina Paarová, Karolína Šimková katkapaar@seznam.cz Gymnázium Česká Třebová
Cílem našeho projektu bylo zjistit, zda se škrob vyskytuje v nízkotučných mléčných výrobcích jako zahušťovadlo a zda se jeho přítomnost uvádí na etiketách produktů. Postup probíhal následovně: nakoupily jsme 35 mléčných výrobků a jednoduchým chemickým pokusem jsme prokázaly, jestli se v nich vyskytuje škrob. Při zjišťování údajů o jednotlivých výrobcích jsme objevily nesrovnalosti uváděné na etiketách. Zapojily jsme do projektu celkem 80 studentů naší školy. Poté respondenti vyplnili námi sestavený dotazník. Zjistily jsme, že mléčné produkty obsahují často škrob. Zejména v odtučněných mléčných výrobcích se škrob vyskytuje velmi často. Přidává se jako zahušťovadlo, protože bez škrobu by výrobky měly řídkou konzistenci. Přidáním škrobu stoupá energetická hodnota potraviny a to je z pohledu racionální výživy nevhodné. Nadměrný příjem energie v potravě vede k obezitě. Z dotazníků jsme zjistily, že polovina respondentů neví, že se škrob vyskytuje v mléčných výrobcích. Pouze třetina dotázaných ví, že škrob je cukr.
42
Tajemné proteiny z RNFT rodiny v mezibuněčné signalizaci a nádorech
Kateřina Kudličková Katulik.kudlickova@seznam.cz Gymnázium Brno-Řečkovice
Následující práce se věnuje výzkumu téměř nepopsaných proteinů RNFT1 a RNFT2, o kterých byla na začátku výzkumu známa pouze jejich funkce v procesu ubiquitinace, tedy degradace proteinů, kde hrají roli tzv. E3 ubiquitin ligáz. Proteiny RNFT1 a RNFT2, resp. míra exprese genů, které je kódují, byly zkoumány v návaznosti na hypotetickou souvislost s průběhem chronické lymfocytární leukémií u pacientů. Analýzou 161 vzorků DNA pacientů s chronickou lymfocytární leukémií byla tato teorie potvrzena, bylo zjištěno, že pacienti s vysokou expresí genů RNFT1 i RNFT2 mají mnohem agresivnější průběh nemoci. Dále byla hledána korelace míry exprese těchto genů a různých buněčných procesů. Bylo zjištěno, že vysoká exprese genu RNFT2 má fatální, se životem neslučitelné, dopady i na buňky samotné. Konkrétně způsobuje zastavení buněčného cyklu v G2 fázi a indukci produkce proteinů reagujících na stres, což blokuje schopnost proliferace a vede k vyvolání apoptózy. Následně byl výzkum zaměřen na vliv míry exprese genů RNFT2 na mezibuněčné signalizace, konkrétně Wnt a Hippo, které jsou relativně úzce spjaty s chronickou lymfocytární leukémií, ale i s dalšími nádorovými onemocněními. Výsledkem bylo, že nadprodukce proteinů RNFT2 v buňkách vede k inhibici těchto signálních drah, což může sekundárně vyvolat onkogenezi. Další výzkum těchto proteinů by mohl odhalit neznámé mechanismy, kvůli kterým dochází k rozvoji chronické lymfocytární leukémie a přinést průlom v léčbě tohoto a případně dalších nádorových onemocnění.
43
Teplota vzplanutí a teplota hořících materiálů vyskytujících se v domácnosti
Karolína Novotná a Lucie Vargová novotna.caroline@gmail.com, lucievargova31@gmail.com Gymnázium Česká Třebová
Naším cílem bylo změřit teploty vybraných hořících materiálů a teploty vzplanutí u daných kapalin. Zajímalo nás, jaké námi vybrané pevné látky a kapaliny, které se mohou objevovat v našem okolí, jsou při styku s ohněm nejnebezpečnější. Teplotu hořícího materiálu jsme zjišťovaly pomocí termokamery Dräger UCF 7000. Měření jsme prováděly s březovým dřevem, textilem, igelitovou taškou (HDPE), polystyrenem a papírem. Navíc jsme pozorovaly i barvu kouře a ohně kvůli dalšímu určování škodlivosti. U kapalin jsme měřily jejich teplotu vzplanutí, což je nejmenší teplota, při které se nad kapalinou vytvoří takové množství par, že se kapalina sama vznítí a ihned uhasne. Pro provedení pokusu jsme použily technický líh, čistič oken, olej řepkový, olej olivový, naftu a benzín. Z měření jsme vyvodily výsledky a zjistily, že při kontaktu s otevřeným ohněm je velmi nebezpečný textil a igelitová taška (HDPE). Z kapalin je nejvíce nebezpečný technický líh a benzín.
44
Tvorba interaktivní webové aplikace s kalkulačkou pro výpočet promile alkoholu v krvi a mapou zón se zákazem veřejné konzumace alkoholu v Hradci Králové
Kateřina Kopecká Kopecka.katerina@psjg-hk.cz První soukromé jazykové gymnázium, Hradec Králové
Ve své práci se zaměřuji na tvorbu webových aplikací psaných v jazyce HTML5 a jeho základní syntaxí porovnanou s ostatními verzemi jazyka HTML. V teoretické části jsou popsány oblasti užití aplikací a jejich výhody a nevýhody. Získané znalosti jsou implementovány pro stavbu interaktivní webové aplikace, která je produktem tohoto projektu. Aplikace obsahuje mapu zón se zákazem veřejné konzumace alkoholu v Hradci Králové, vytvořenou za pomocí dostupných otevřených dat a formulář pro výpočet alkoholu v krvi. K tématu alkoholu se vztahuje také průzkum týkající se vztahu adolescentů k alkoholu. Výsledky jsou porovnány s výzkumy z roku 2011 (Kouřílková) a 1989 (Täubner).
45
Určení původu olova v keltských artefaktech s využitím hmotnostní spektrometrie
Vojtěch Hýbl hyblvojta@gmail.com Gymnázium Dr. Josefa Pekaře, Mladá Boleslav
Hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-MS) je běžně používanou metodou sloužící k určení izotopických poměrů. Cílem této práce bylo porovnat dva hmotnostní spektrometry: multikolektor (MC-ICP-MS) a kvadrupól (ICP-MS). Jako vzorky pro měření byla zvolena čtyři „keltská“ loukoťová kolečka (datovaná do mladší doby železné – cca 500–40 př. n. l.) původem ze dvou lokalit: jedno z oppida Třísov, tři ze sídliště Žehuň. Změřením vzorků na obou hmotnostních spektrometrech bylo prokázáno, že co se týče přesnosti určení izotopického poměru, jsou jejich vlastnosti téměř shodné. Multikolektor je však schopen určit poměr zpravidla o dva řády přesněji, s menší chybou měření. Při provenienčních analýzách se hledají izotopicky shodné hodnoty v artefaktech s těmi z ložisek, přičemž zpravidla připadá v úvahu více interpretací. Tak tomu bylo i v tomto případě, a tudíž musely být výsledky dále ověřeny. Po dalším prozkoumání vzorku z Třísova a jednoho ze Žehuně bylo zjištěno, že díky stejnému provedení (tzv. osmiloukoťový typ, který má typické prvkové složení), pochází olovo v nich použité z východních Alp. U dvou zbývajících žehuňských koleček už není jeho původ tak jistý, odhaduje se však na lokální český nebo slovenský zdroj.
46
VĂ˝poÄ?et integrĂĄlĹŻ numerickĂ˝mi metodami
Oliver PospĂĹĄil oliver.pospisil44@gmail.com GymnĂĄzium PRIGO Ostrava
ZabĂ˝val jsem se srovnĂĄnĂm numerickĂ˝ch metod. NumerickĂŠ metody jsem naprogramoval v programovacĂm jazyku FORTRAN. Ĺ˜eĹĄenĂ urÄ?itĂŠho integrĂĄlu mĹŻĹže mĂt dvojĂ podobu, analytickou,
to
je
Ĺ™eĹĄenĂ,
kterĂŠho
lze
dosĂĄhnout
standardnĂmi
metodami
(tj. Per-Partes, substituce, integrace racionĂĄlnĂ funkce, ‌) anebo numerickĂ˝m Ĺ™eĹĄenĂm. NumerickĂŠ Ĺ™eĹĄenĂ je Ĺ™eĹĄenĂ pĹ™ibliĹžnĂŠ a pouĹžĂvĂĄme ho v pĹ™ĂpadÄ›, Ĺže nedokĂĄĹžeme spoÄ?Ătat danĂ˝ integrĂĄl analyticky, tyto numerickĂŠ metody jsou hojnÄ› vyuĹžĂvĂĄny napĹ™Ăklad ve vĂcerozmÄ›rnĂ˝ch integrĂĄlech. V mĂŠ prĂĄci jsem se zabĂ˝val jednorozmÄ›rnĂ˝mi urÄ?itĂ˝mi integrĂĄly, kterĂŠ jsem poÄ?Ătal obdĂŠlnĂkovou, lichoběŞnĂkovou a Simpsonovou metodou. ObecnÄ› pro numerickĂŠ formule platĂ đ?‘?
đ?‘?
âˆŤđ?‘Ž đ?‘“(đ?‘Ľ) = âˆŤđ?‘Ž đ?›żđ?‘š (đ?‘Ľ)đ?‘‘đ?‘Ľ + đ?‘…đ?‘š (đ?‘Ľ), kde đ?›żđ?‘š Ĺ™ĂkĂĄme interpolaÄ?nĂ polynom a đ?‘…đ?‘š (đ?‘Ľ) je chyba formule. Pro nejjednoduĹĄĹĄĂ, obdĂŠlnĂkovou metodu platĂ đ?›żđ?‘š = đ?›ż0 = đ?‘˜đ?‘œđ?‘›đ?‘ đ?‘Ą. Pro zaÄ?ĂĄtek si pĹ™edstavme definici urÄ?itĂŠho integrĂĄlu, tedy obsah pod kĹ™ivkou, tuto plochu rozdÄ›lĂme na đ?‘› obdĂŠlnĂku, vzdĂĄlenost tÄ›chto obdĂŠlnĂkĹŻ bude â„Ž =
đ?‘?−đ?‘Ž đ?‘›
, je tedy zjevnĂŠ, Ĺže kdyĹž pĹŻjdeme
s poÄ?tem obdĂŠlnĂkĹŻ k nekoneÄ?nu tak chyba đ?‘…0 pĹŻjde k nule. A platĂ vzorec pro đ?‘› obdĂŠlnĂkĹŻ, đ?‘?
âˆŤđ?‘Ž đ?‘“(đ?‘Ľ)đ?‘‘đ?‘Ľ = â„Ž ∑đ?‘›âˆ’1 đ?‘–=0 đ?‘“(đ?‘Ľđ?‘– ) + đ?‘…0 (đ?‘“). U lichoběŞnĂkovĂŠ metody je interpolaÄ?nĂ polynom roven 1,
đ?›ż1 = đ?‘˜đ?‘Ľ + đ?‘ž
tedy
đ?‘Ľ1 âˆŤđ?‘Ľ đ?‘“(đ?‘Ľ)đ?‘‘đ?‘Ľ 2
a
â„Ž
â„Ž3
2
12
= (đ?‘Ś0 + đ?‘Ś1 ) −
platĂ
znĂĄmĂŠ
lichoběŞnĂkovĂŠ
pravidlo
đ?‘“ ′′ (đ?‘˜) kde â„Ž = đ?‘Ľ1 − đ?‘Ľ2 a k leŞà mezi hodnotami đ?‘Ľ0 a đ?‘Ľ1 a kde
đ?‘Ś0 a đ?‘Ś1 jsou funkÄ?nĂ hodnoty funkce đ?‘“(đ?‘Ľ) v intervalech đ?‘Ľ0 , đ?‘Ľ1 . NynĂ pĹ™edpoklĂĄdejme kvadratickĂ˝ interpolaÄ?nĂ polynom đ?›ż2 = đ?‘Žđ?‘Ľ 2 + đ?‘?đ?‘Ľ + đ?‘? a platĂ podobnĂ˝ vzorec jako đ?‘Ľ
â„Ž
â„Ž5
u lichoběŞnĂkovĂŠho pravidla, âˆŤđ?‘Ľ 2 đ?‘“(đ?‘Ľ)đ?‘‘đ?‘Ľ = (đ?‘Ś0 + 4đ?‘Ś1 + đ?‘Ś2 ) − đ?‘“ ′′′′ (đ?‘?) kde â„Ž = đ?‘Ľ2 − đ?‘Ľ1 , c 3 90 0
leŞà mezi hodnotami đ?‘Ľ0 a đ?‘Ľ2 . Simpsonovu metodu lze pouĹžĂt pouze pro sudĂ˝ poÄ?et intervalĹŻ! Pro porovnĂĄnĂ tÄ›chto metod jsme uĹžili funkci sin đ?‘Ľ na intervalu ⌊0, đ?œ‹âŒŞ, vĂ˝sledky programovĂĄnĂ jasnÄ› ukĂĄzaly zpĹ™esĹˆovĂĄnĂ s rostoucĂm stupÄ›m interpolaÄ?nĂho polynomu. Tento
47
projekt má praktické využití především ve fyzice, například v pohybových, ale i jiných diferenciálních rovnic, které jdou v reálných úlohách řešit jen málokdy.
48
49
50
51
Proč Slunce bouří? Jak to vypadá v uranovém dole? Kde tepelné čerpadlo krade teplo? Zajímá vás práce operátora jaderné elektrárny nebo život zloděje elektrických drátů? Potřebujete do školního referátu životopis Františka Křižíka nebo Jamese Watta? Uměli byste pokořit gravitaci nebo si sami sestrojit automaticky uklízející kartáč? Kdy bude jaderná fúze?
Všechno to a ještě mnohem víc si můžete přečíst v internetovém časopise Třípól. Navíc přes 40 starších čísel časopisu tu najdete v PDF. Každý týden přibývají nejméně 3 články o vědě a technice u nás i ve světě. Posílejte vlastní články, dáme vám prostor! www.3pol.cz 52
53
54
55
Pět ročníků konference VĚDĚNÍ MLADÝM Již pětkrát se sešli mladí zájemci o vědění z různých koutů České republiky, aby sdíleli své poznatky z různých oborů lidské činnosti. Spolu s letošním ročníkem tak bude konference hostit již téměř na tisícovku zájemců, zejména z řad žáků středních škol. Mnozí z nich dnes už studují nebo dokončují studium na vysoké škole, někteří získali prestižní ocenění, jiní díky konferenci započali svoji středoškolskou odbornou činnost na některé z fakult naší alma mater. Níže uvádíme společné fotografie autorů příspěvků s garanty a organizátory posledních pěti ročníků úspěšné konference VĚDĚNÍ MLADÝM. Celkově se jedná o 142 příspěvků, prezentovaných 202 mladými badateli.
56
57
58
Univerzita Pardubice Univerzita je jednou z 26 veřejných vysokých škol České republiky a jedinou univerzitou v Pardubickém kraji. Rozvíjí více než šedesátiletou tradici vysokého školství ve městě a od roku 1994 nese současný název. Od té doby prošla nebývalým rozvojem studijních programů a pěstovaných vědních disciplín. Téměř pětkrát se rozrostla a zaznamenala významné rozšíření v oblasti vědecké, výzkumné a vývojové činnosti, jíž si získala respekt u domácí i mezinárodní vědecké obce. V současnosti má 9 tisíc studentů a sedm fakult:
Dopravní fakulta Jana Pernera Fakulta ekonomicko-správní Fakulta elektrotechniky a informatiky Fakulta filozofická Fakulta chemicko-technologická Fakulta restaurování Fakulta zdravotnických studií
Univerzita Pardubice
připravuje odborníky pro úspěšnou kariéru v široké škále profesí
trvale přispívá k rozvoji vzdělanosti a vědeckého poznání
nabízí bakalářské, magisterské a doktorské studijní programy s téměř sto třiceti obory
pěstuje univerzální šíři vědních disciplín – přírodní, technické, ekonomické, společenské, zdravotnické i umělecké
vytváří mezinárodní tvůrčí prostředí
nabízí studium a program osobní asistence zdravotně postiženým studentům
je aktivní součástí evropského vysokoškolského vzdělávacího a výzkumného prostoru
Moderně vybavený univerzitní kampus vytváří ideální podmínky pro všestranný rozvoj mladých lidí. Příjemné prostředí a bohaté možnosti kulturního i sportovního života studentů v kombinaci s kvalitními a náročnými studijními programy snesou srovnání s předními evropskými univerzitami. 59
Název
Studentská konference VĚDĚNÍ MLADÝM Sborník abstraktů
Editoři
Patrik Čermák a Kateřina Šraitrová
Obálka
Marek Chalupník
Počet stran
61
Náklad
250 ks
Vydala
Univerzita Pardubice Listopad 2018
ISBN 978-80-7560-179-7