9360-0124/04 – Nanotechnologie II - metody přípravy nanočástic (Nano II)

Garantující katedraCentrum nanotechnologiíKredity4
Garant předmětuIng. Karla Čech Barabaszová, Ph.D. Paed.IGIPGarant verze předmětuIng. Karla Čech Barabaszová, Ph.D. Paed.IGIP
Úroveň studiapregraduální nebo graduální
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BAR31 Ing. Karla Čech Barabaszová, Ph.D. Paed.IGIP
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+1

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Studenti získají přehled o technologiích přípravy nanočástic, oblastech výzkumu a vývoje nových typů a vlastností nanočástic a seznámí se s jejich praktickým využitím.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Projekt

Anotace

Předmět je zaměřen na přehled postupů přípravy nanočástic. Hlavní důraz je kladen na přípravu nanočástic na bázi anorganických sloučenin, zmíněny jsou postupy přípravy anorganických a organických nanočástic pomocí biologických postupů. Pozornost je věnována biologickým účinkům nanočástic na lidský organismus.

Povinná literatura:

HOSOKAWA, Masuo, NAITO, Makio, YOKOYAMA, Toyokazu and Kiyoshi NOGI. Nanoparticle Technology Handbook. Elsevier, 2017. ISBN 9780444563682. SUGIMOTO, Tadao, ed. Fine Particles, Synthesis, Characterization and Mechanism of Growth. Marcel Dekker, New York, 2000. ISBN 0842700015. AUERLEIN, Edmund et. al, ed. Handbook of Biomineralization: Biological Aspects and Structure Formation. Wiley-VCH, 2009, ISBN 3527318054.4. RAO, C.N.R, ed. The Chemistry of Nanomaterials, Synthesis, Properties and Applications, Willey-VCH Weinheim, 2008. ISBN 3527306862.

Doporučená literatura:

NALWA, Hari Singh, ed. Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology. American Scientific Publisher, ISBN 1588830012, 2004. NALWA, Hari Singh, ed. Handbook of Nanostructured Materials and Nanotechnology, Academic Press, 2000, ISBN 0125137605. BHUSHAN, Bharat, ed. Handbook of Nanotechnology. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2010, ISBN 3642025250. RAO, C.N.R, ed. The Chemistry of Nanomaterials, Synthesis, Properties and Applications, Willey-VCH Weinheim, 2008. ISBN 3527306862.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Písemná a ústní.

E-learning

Další požadavky na studenta

Pro tento předmět nejsou stanoveny požadavky na studenta.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Úvod do předmětu. Stručné seznámení s učivem a harmonogramem předmětu. Základní pojmy. 2. Nanoprášky, nanokrystaly a nanoclustery. Kovové nanočástice – historický vývoj kovových nanočástic až současné aplikace. 3. Vlastnosti a charakterizace nanočástic. Vybrané vlastnosti nanočástic - magnetické, elektrické, optické, fotofunkční, katalytické aj. 4. Technologie přípravy nanočástic, základní členění metod přípravy nanočástic (metody top-down a bottom up). Vliv metod přípravy na strukturu a vlastnosti nanočástic. Vliv vstupních materiálů na nové vlastnosti nanočástic a nanomateriálů. 5. Fyzikálně-chemické aspekty přípravy nanomateriálů a nanočástic. Chemické reakce přípravy nanomateriálů, nanočástic. Specifika termodynamiky a kinetiky chemických reakcí přípravy nanomateriálů. 6. Příprava nanočástic z plynného prostředí - kondenzace, z aerosolu a přímou reakcí plynných látek. 7. Příprava nanočástic v pevném prostředí. Metody mechanické přípravy nanočástic. Mlecí techniky a zařízení. 8. Mechanochemická příprava práškových materiálů a nanočástic, mechanochemické syntézy. Řízené skládání nanočástic - shlukování, agregace a aglomerace. 9. Ultrazvukové techniky, chemické interakce na fázovém rozhraní pevná/kapalná fáze. Typy materiálů a podmínky přípravy. 10. Příprava nanočástic z kapalného prostředí. Sol-gel technologie, volba vhodných prekurzorů - alkoxidy. Techniky dip-coating a spin-coating. 11. \"Green\" chemie nanočástic. Využití biotechnologických postupů pro přípravu nanomateriálů. 12. Biosyntézy nanočástic, bionanotechnologie. Biomineralizace a biomimetika. Vybrané typy biomas. Praktické aplikace. 13. Hybridní nanočástice, metody přípravy hybridních nanočástic. Core-shell, York-shell nanočástice. 14. Zvaná přednáška odborníka z praxe. NÁPLŇ CVIČENÍ: 1. Homogenní a heterogenní nukleace. Kinetika vzniku zárodku krystalické fáze. 2. Nukleační růst a vznik pevné fáze. Velikost kritického zárodku. 3. Difuze na rozhraních pevná/kapalná fáze. 4. Reaktivita povrchu nanočástic. Tvarový faktor. 5. Velikostně, objemově a povrchově vázané distribuce nanočástic. 6. Stabilita nanočástic. DLVO teorie. Povrchový potenciál nanočástic.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40 (40) 21
                Semestrální práce Semestrální projekt 40  21
        Zkouška Zkouška 60 (60) 30
                Ústní zkouška Ústní zkouška 60  30
Rozsah povinné účasti: 95%

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2021/2022 (B0719A270002) Nanotechnologie EMN P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2020/2021 (B0719A270002) Nanotechnologie EMN P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B0719A270002) Nanotechnologie EMN P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku
FMT+9360 2022/2023 prezenční angličtina volitelný odborný 600 - Děkanát FMT stu. blok
FMT+9360 2021/2022 prezenční angličtina volitelný odborný 600 - Děkanát FMT stu. blok
FMT+9360 2021/2022 prezenční angličtina volitelný odborný 600 - Děkanát FMT stu. blok
FMT+9360 2020/2021 prezenční angličtina volitelný odborný 600 - Děkanát FMT stu. blok
FMT-nově akreditované-příprava 2019/2020 prezenční angličtina volitelný odborný 600 - Děkanát FMT stu. blok