730-0134/01 – Natural nanomaterials (NNM)
Gurantor department | Nanotechnology centre | Credits | 4 |
Subject guarantor | RNDr. Marta Valášková, DSc. | Subject version guarantor | RNDr. Marta Valášková, DSc. |
Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Optional |
Year | 3 | Semester | winter |
| | Study language | Czech |
Year of introduction | 2007/2008 | Year of cancellation | 2009/2010 |
Intended for the faculties | USP | Intended for study types | Bachelor |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
Studenti budou seznámeni s přírodními nanomateriály a jejich vlastnostmi a využitím.
Teaching methods
Summary
Předmět tématicky zahrnuje přírodní silikáty jako výchozí suroviny pro
přípravu nanomateriálů a uhlíkaté materiály, vyskytující se v nano-
měřítkách nebo mají nanostrukturní charakteristiky.
Compulsory literature:
Recommended literature:
Way of continuous check of knowledge in the course of semester
E-learning
Other requirements
Prerequisities
Subject has no prerequisities.
Co-requisities
Subject has no co-requisities.
Subject syllabus:
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.
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.