730-0134/01 – Nanomateriály na bázi přírodních materiálů (NNM)

Garantující katedraCentrum nanotechnologiíKredity4
Garant předmětuRNDr. Marta Valášková, DSc.Garant verze předmětuRNDr. Marta Valášková, DSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
Ročník3Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2007/2008Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyUSPUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
HUN019 Ing. Marianna Hundáková, Ph.D.
SIM75 doc. Ing. Gražyna Simha Martynková, Ph.D.
CHM80 RNDr. Marta Valášková, DSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2

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:

WEISS, Z., KUŽVART, M.: Jílové minerály, jejich nanostruktura a vlastnosti. Praha:UK, Karolinum, 2005, 281s. ISBN 80-246-0868-5; ŠUCHA, V. Íly v geologických procesoch. Acta Geologica Universitatis Comenianae., 2001, 159 s., ISBN 80-223-1547-8; YARIV, S., CROSS, H. Organo-Clay Complexes and Interactions. New York, Basel, 2002, 688 p, ISBN 0-8247-0586-6; BHUSHNAN, B. Handbook of Nanotechnology. Berlin Heidelberg: Springer–Verlag, 2004. 1221 p. ISBN 3-540-01218-4; WEISS, Z., SIMHA MARTYNKOVÁ, G., ŠUSTAI, O. Nanostruktura uhlíkatých materiálů. Ostrava Repronis 2005. 138 p. ISBN 80-7329-083-9; Nalwa, H.S. Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology. Am. Sci. Publ., 2004. Vol. 1. 875 p. ISBN 1-58883-057-8; Vol. 2. 918 p. ISBN 1-58883-058-6; Vol. 3. 944 p. ISBN 1-58883-059-4; Vol. 8, 903 p. ISBN 1-58883-064-0; Vol. 10. 909 p. ISBN 1-58883-066-7; Nalwa, H.S. Handbook of Nanostruc-tured Materials and Nanotechnology. Academic Press, 2000. Vol. 5. 783 p. ISBN 0-12-513760-5.

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

Podmínky absolvování jsou definovány pouze pro konkrétní verzi předmětu a formu studia

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2009/2010 (B3942) Nanotechnologie P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku