730-0134/01 – Nanomateriály na bázi přírodních materiálů (NNM)
Garantující katedra | Centrum nanotechnologií | Kredity | 4 |
Garant předmětu | RNDr. Marta Valášková, DSc. | Garant verze předmětu | RNDr. Marta Valášková, DSc. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | volitelný odborný |
Ročník | 3 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2007/2008 | Rok zrušení | 2009/2010 |
Určeno pro fakulty | USP | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Studenti budou seznámeni s přírodními nanomateriály a jejich vlastnostmi a využitím.
Vyučovací metody
Anotace
Předmět tématicky zahrnuje přírodní silikáty jako výchozí suroviny pro
přípravu nanomateriálů a uhlíkaté materiály, vyskytující se v nano-
měřítkách nebo mají nanostrukturní charakteristiky.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
E-learning
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Témata přednášek
1. NANOSTRUKTURY JÍLOVÝCH MINERÁLŮ
Jíly a jílové minerály. Struktura a klasifikace vrstevných silikátů.
2. JÍLOVÉ MINERÁLY A VODA.
Dehydratace a rehydratace, dehydroxylace. Voda v mezivrství a výměna kationtů. Hydrofobní a hydrofilní jíl. Metody používané při hodnocení různých forem vody v jílových minerálech.
3. KAOLINIT.
Struktura a strukturní uspořádanost kaolinitů. Modifikace částic.
4. SMEKTITY.
Struktura a krystalochemie. Modifikace částic.
5. VERMIKULITY.
Struktura a krystalochemie. Teplotní přeměny struktury. Modifikace organickými a anorganickými sloučeninami.
6. JÍLOVÉ MINERÁLY JAKO PLNIVA NANOKOMPOZITŮ.
7. JÍLOVÉ MINERÁLY VE FUNKCI NOSIČŮ NANOČÁSTIC.
8. UHLÍK A UHLÍKATÉ MATERIÁLY, USPOŘÁDANÉ A NEUSPOŘÁDANÉ STRUKTURY.
Základní pojmy v oblasti struktury krystalických a nekrystalických pevných látek, základní formy uhlíku. Nomenklatura uhlíkatých materiálů. Základní vlastnosti. Polytypy grafitu a diamantu, poruchy kladu grafenových vrstev.
9. HODNOCENÍ STRUKTURNÍ USPOŘÁDANOSTI UHLÍKATÝCH MATERIÁLŮ.
Definice grafitických a negrafitických, grafitizovatelných a negrafitizovatelných typů materiálů, metodika stanovení velikosti krystalitů Lc i La pomocí rtg. difrakce.Vliv teploty a tlaku na strukturu uhlíkatých materiálů různých typů, fázový diagram.
10. INTERKALOVANÝ GRAFIT A TENKÉ VRSTVY NA BÁZI GRAFITU A DIAMANTU.
Nanostruktura, příprava a vlastnosti grafitů interkalovaných atomy i molekulami. Příprava, nanostruktura a vlastnosti tenkých vrstev. Nanotribologie. Aplikace.
11. FULLERENY, JEJICH VZNIK A NANOSTRUKTURA.
Struktura a vlastnosti fullerenů, jejich izomérů, dimérů a polymérů. Syntéza, extrakce a čištění. Fulleridy, fullerity, jejich vznik a nanostruktura. Fullerenové krystaly a saze. Využití fullerenů a jejich derivátů.
12. VLÁKNITÝ UHLÍK.
Nomenklatura, struktura a mechanické vlastnosti vláken, podrobnější charakterizace, výroba, nanovlákna. Nanotubulární uhlík. Struktura vícevrstevných a jednovrstevných forem, syntéza a struktura, techniky příprav z pevné a plynné fáze, příprava na substrátu. Intekalace, plnění, nano-objekty z nanotub. Aplikace.
13. PYROLYTICKÝ UHLÍK, MAGNETICKÉ FORMY UHLÍKU A AKTIVNÍ UHLÍK, SAZE.
Syntéza pyrolytického uhlíku (CVD). Mikrostruktura a nanostruktura, vlastnosti. Magnetické vlastností uhlíkatých materiálů. Struktura a fyzikální vlastnosti feromagnetického grafitu. Struktura, příprava a vlastnosti aktivního uhlíku, aktivace, jeho vlastnosti. Klasifikace sazí, nanostruktura, vlastnosti a mechanismus vzniku sazí. Aplikace.
14. KOMPOZITY NA BÁZI UHLÍKATÝCH MATERIÁLŮ.
Příprava a struktura kompozitů, jejich vlastnosti a využití. Polymerní uhlíkaté kompozity, termosety a termoplasty pro matrice, kovové uhlíkaté kompozity a kompozity uhlík-uhlík, výroba a použití.
Témata cvičení
1. Úvod do cvičení, bezpečnost práce v laboratořích.
2. Mechanická modifikace částic. Mletí, sítování, sedimentace.
3. Chemická modifikace částic 1:1 fylosilikátů.
4. Chemická modifikace částic 2:1 fylosilikátů.
5. Hodnocení modifikovaných fylosilikátů.
6. Příprava plniv do nanokompozitů.
7. Hodnocení plniv.
8. Příprava nanočástic kovů na jílovém nosiči.
9. Hodnocení nanočástic na nosiči.
10. Charakteristika uhlíkatých materiálů pomocí rtg. difrakce.
11. Analýza uhlíkatých materiálů skenovacím elektronovým mikroskopem.
12. Stanovení velikosti krystalitů uhlíkatých a jílových materiálů.
13. Prezentace a hodnocení seminární práce.
14. Zápočet.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.