9360-0302/01 – Nanokompozity a funkční nanomateriály (NFN)

V rámci předmětu jsou studenti uvedeni do základů nanokompozitů a kompozitů obecně. Student bude seznámen se složkami kompozitu a jednotlivé složky: plniva, matrice a funkční složky budou diskutovány v kontextu přípravy, charakterizace a aplikace. Nejběžnější složky jsou probrány z hlediska užitných vlastností a funkčních charakteristik. Typy plniv jsou charakterizovány z hlediska tvaru a dimenze.

Nanokompozity představují v současné době širokou oblast materiálů používaných v různých oblastech života. Nejčastějším důvodem volby nanokompozitu je možnost vylepšení jedné nebo více vlastnosti materiálu. Studium možnosti syntézy těchto materiálů je důležitou disciplínou pro vývoj nanokompozitních materiálů. V současné době existuje několik typů plniv pro nanokompozity, a to buď přírodní nanomateriály (aluminosilikáty, uhlíkaté materiály) anebo pokročilé funkční nanočástice (kovové a oxidické nanočástice, M-xeny). V oblasti matric je stále dominantní skupina polymerů, kde obohacení o anorganické nebo organické nanoplniva zlepšuje mechanické nebo izolační parametry. Menší skupiny keramických a kovových nanokompozity mají aplikační oblast v medicíně, elektronice nebo při skladování energie. Významnou části nanokompozitů tvoří biokompatibilní i bionanokompozity obsahující biologickou složku. V rámci předmětu student bakalářského studia bude seznámen se zákonitostmi a principy technologie přípravy nanokompozitů a s tím spojené nutné modifikace a alterace jednotlivých složek nanokompozitu. Funkcionalizaci jedné nebo více složek kompozitu bude zaručena lepší kompatibilita s matriční složkou a také je zde možnost přidat celému kompozitu speciální pokročilé vlastnosti. Nedílnou součásti obsahu předmětu je přehled vhodných analytických metod, které jsou důležité jak pro hodnocení jednotlivých složek před smícháním do podoby kompozitu, tak výsledné zhodnocení vlastností. K těmto metodám je uveden i přehled testování nanokompozitů s ohledem na mechanické, elektrické a antimikrobiální vlastnosti nebo testy stability a biokompatibility s živou tkání.

1. VASILIEV, Valery V., MOROZOV Evgeny V. Advanced Mechanics of Composite Materials. Amsterdam: Elsevier, 2007. ISBN: 978-0-08-045372-9. 2. ELSSNER, Gerhard. Ceramics and Ceramic Composites Materialographic Preparation. Amsterdam: Elsevier Science B.V., 1999. ISBN: 978-0-444-10030-6. 3. KHARISSOVA Oxana Vasilievna, TORRES-MARTINEZ Leticia Myriam, KHARISOV Boris Ildusovich , Handbook of Nanomaterials and Nanocomposites for Energy and Environmental Applications, Springer, Cham, Switzerland AG 2021, ISBN e 978-3-030-36268-3. 4. ISMAIL Ahmad Fauzi, GOH Pei Sean, Carbon-Based Polymer Nanocomposites for Environmental and Energy Applications, Elsevier, 2018, 978-0-12-813574-7.

Písemná a ústní.