9360-0307/01 – Metody přípravy nanomateriálů (MPN)
| Garantující katedra | Centrum nanotechnologií | Kredity | 6 |
| Garant předmětu | doc. Mgr. Kateřina Mamulová Kutláková, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Mgr. Kateřina Mamulová Kutláková, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2022/2023 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | bakalářské |
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
Cvičení (v učebně)
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:
Doporučená literatura:
Další studijní materiály
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. Nanočástice, nanoprášky a nanokrystaly. Kovové nanočástice – historický vývoj 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.
5. Fyzikálně-chemické aspekty přípravy nanomateriálů a nanočástic. Chemické reakce přípravy nanomateriálů, nanočástic. Specifika termodynamiky a kinetiky chemických reakcí přípravy nanomateriálů. Povrchové interakce nanočástic - shlukování, agregace a aglomerace.
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. Mechanické legování.
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.
11. "Green" chemie nanočástic. Využití biotechnologických postupů pro přípravu nanočástic.
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky