Detail předmětu
Nanostrukturní materiály
FSI-TMT Ak. rok: 2022/2023 Letní semestr
Struktura nanomateriálů. Simulace a modelování struktury nanomateriálů. Příprava nanomateriálů. Analýza nanomateriálů. Vlastnosti nanomateriálů. Aplikace nanomateriálů.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
4
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Studentovi se usnadní orientace při výběru diplomového úkolu a umožní získat přehled v oblasti pokročilých nanostrukturních materiálů, které hrají významnou roli v moderní společnosti.
Prerekvizity
Fyzika tuhé fáze, Makromolekulární chemie, Koloidní chemie.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení
Hodnocení studenta bude zohledňovat jeho práci ve cvičení a výsledky diskuze nad zadanými tématy při kolokviu (k přípravě povoleny poznámky z přednášek).
Učební cíle
Důraz je kladen na objasnění základních vztahů mezi strukturou, vlastnostmi a aplikacemi nanostruktrukturních materiálů. Studenti budou také seznámeni s modelováním nanostruktur a jejich syntézou a analýzou.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-FIN-P: Fyzikální inženýrství a nanotechnologie, magisterský navazující, povinně volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Osnova
– Struktura nanomateriálů (1-5 hod.) Makromolekuly, nanočástice, klastry, samoorganizované struktury, hiearchické struktury.
Nanoprášky, tenké vrstvy, povlaky, vláknité nanomateriály, nanokompozity.
- Simulace a modelování struktury nanomateriálů (6-8) Nanočástice, nanopovlaky, nanozrnné materiály.
- Příprava nanomateriálů (9-15) Chemické syntézy v kapalné fázi a plynné fázi, pyrolýza prekurzorů a kondenzace nanočástic, fyzikální a chemické depozice, elektrodepozice, mechanické mletí.
- Analýza nanomateriálů (16-19) XRD, SAXS, SEM, TEM, optická, elektronová a iontová spektroskopie, adsorpční metody, elektrické a magnetické metody
- Vlastnosti nanomateriálů (20-23) Chemické, katalytické, elektrické, mechanické, rheologické, magnetické a optické vlastnosti.
- Aplikace nanomateriálů (24-26) Konstrukční materiály, biomateriály, katalyzátory, povlaky, tenké vrstvy, membrány.
Laboratorní cvičení
3 hod., povinná
Osnova
Analýza velikosti nanočástic- příprava vzorků (1. hod.)
Analýza velikosti nanočástic-analýza dymamickým rozptylem světla (2. hod.)
Analýza velikosti nanočástic- vyhodnocení distribuce velikosti (3. hod.)
Cvičení
10 hod., povinná
Osnova
V cvičení budou řešeny tematicky zaměřené příklady z přednášených témat. (1-13)
- Struktura nanomateriálů (1. hod.) Makromolekuly, nanočástice, klastry, samoorganizované struktury, hiearchické struktury.
- Struktura nanomateriálů (2. hod.) Nanoprášky, tenké vrstvy, povlaky, vláknité nanomateriály. Nanokompozity.
- Simulace a modelování struktury nanomateriálů (3. hod.) Nanočástice, nanopovlaky, nanozrnné materiály.
- Příprava nanomateriálů (4. hod.) Chemické syntézy v kapalné fázi a plynné fázi.
- Příprava nanomateriálů (5. hod.) Pyrolýza prekurzorů a kondenzace nanočástic. Fyzikální a chemické depozice, elektrodepozice, mechanické mletí.
- Analýza nanomateriálů (6. hod.) XRD, SAXS, SEM, TEM, optická, elektronová a iontová spektroskopie. Adsorpční metody, elektrické a magnetické metody.
- Vlastnosti nanomateriálů (7. hod.) Chemické a katalytické vlastnosti.
- Vlastnosti nanomateriálů (8. hod.) Elektrické, mechanické, rheologické, magnetické a optické vlastnosti.
- Aplikace nanomateriálů (9. hod.) Konstrukční materiály a biomateriály.
- Aplikace nanomateriálů (10. hod.) Katalyzátory, povlaky, tenké vrstvy, membrány.