651-2062/01 – Nanomateriály a životní prostředí (NZT)
| Garantující katedra | Katedra chemie a fyzikálně-chemických procesů | Kredity | 3 |
| Garant předmětu | Prof. Mgr. Jana Kukutschová, Ph.D. | Garant verze předmětu | Prof. Mgr. Jana Kukutschová, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 3 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2022/2023 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Cílem předmětu je seznámit studenty se základními poznatky o výskytu, klasifikaci a vlastnostech nanomateriálů a jejich využití v technologiích.
Vyučovací metody
Přednášky
Projekt
Anotace
Předmět je komplexně zaměřen na problematiku využití nanomateriálů pro ochranu životního prostředí, ale také na přítomnost nanomateriálů, jako nežádoucích složek životním prostředí. Pozornost je kladena na vybrané aplikace nanomatriálů pro environmentální analýzu, metod čištění ovzduší, vod a půd s využitím nanomateriálů. V návaznosti na to je probírána problematika uvolňování, přeměn a možných dopadů přítomnosti nanomateriálů v jednotlivých složkách životního prostředí. Zvláštní pozornost je věnována klíčovým parametrům nanomateriálů, které jsou rozhodující pro možné negativní dopady jejich přítomnosti v prostředí, také ve vztahu k expozici živých organismů těmto materiálům. Probírána je také problematika kontaminace jednotlivých složek životního prostředí nanomateriály a možné dopady z toho vyplývající, včetně konečné fáze životního cyklu nanomateriálů, kdy se z nich stávají odpadní materiály. V důsledku expozice živých organismů těmto materiálům v prostředí je pozornost věnována možným účinkům nanomateriálů na živé organismy na úrovni molekulové, buněčné a orgánové a to pro organismy různých trofických úrovní. S ohledem na problematiku testování nanomateriálů je součástí náplně předmětu také problematika etických aspektů a v konečné fázi také legislativní rámec používání nanomateriálů.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Dieter Vollath Nanomaterials: An Introduction to Synthesis, Properties and Applications 2nd Edition; Wiley, 2013.
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Ústní zkouška.
E-learning
Další požadavky na studenta
Požadavky budou upřesněny na přednáškách.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Úvod do problematiky: Výskyt, klasifikace a základní vlastnosti nanomateriálů. Výskyt nanočástic v přírodě. Klasifikace nanomateriálů dle dimensionality 1D, 2D, nanostruktury, nanokompozity. Historie. Přehled nejdůležitějších aplikací nanomateriálů.
2. Nanomateriály přírodního původu a nanomateriály vznikající jako vedlejší produkty antropogenních činností.
3. Proč jsou nanomateriály důležité? Výhody nanostruktur, řízená tvorba nových vlastností, příklady materiálů s různou morfologií: Carbon Nanotubes (CNTs), Quantum Dots , Nanoshell, Nanopores, Fulereny, Diamant, Carbon Nanotubes (Carbon-Based NPs), Graphene.
4. Aplikace nanomateriálů v analýze vzorků životního prostředí, využití nanomateriálů v nanosenzorech.
5. Aplikace nanomateriálů pro čištění ovzduší, fotokatalytické čištění ovzduší, dezinfekce ovzduší.
6. Aplikace nanomateriálů pro čištění vod, adsorpce kontaminantů na nanomateriály, fotokatalytické čištění vod, dezinfence vod, využití nanomembrán.
7. Aplikace nanomateriálů v zemědělství, využití hnojiv nebo pesticidů v nanoformě, využití nanomateriálů v denitrifikačních procesech.
8. Proč jsou nanomateriály nebezpečné? Toxikologicky významné parametry nanomateriálů, inhalační toxicita, dermální toxicita, možné typy interakcí s živými organismy na molekulové, buněčné a orgánové úrovni.
9. Osud nanomateriálů v životním prostředí, jejich transport v jednotlivých složkách životního prostředí. Biotransformace vybraných nanomateriálů. Bioakumulace a depozice v jednotlivých částech organismu.
10. Problematika kontaminace ovzduší, vod a půdy.
11. Nanomateriály jako odpady.
12. In vitro, in vivo, in silico metody testování toxicity nanomateriálů, vliv nanomateriálů na živé organismy na úrovni molekulové a buněčné.
13. Ekotoxicita nanomateriálů – působení na vybrané skupiny organismů včetně člověka. Genotoxické působení vybraných nanomateriálů.
14. Etické aspekty používání nanomateriálů a legislativní rámec používání nanomateriálů.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.