Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2018/2019

Nanočástice a nanomateriály - vlastnosti a biomedicínské aplikace

Předmět není vypsán Nerozvrhuje se
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
17PMP2NCM Z,ZK 4 2+2 česky
Přednášející:
Cvičící:
Předmět zajišťuje:
katedra přírodovědných oborů
Anotace:

Metody stanovení vlastností (nanokrystalinita, velikost krystalických zrn, rozměr, tvar, povrch, chemické složení) nanočástic, nanovláken a nanokompozitů. Pozornost bude zaměřena zejména na základní principy mikroskopických metod.

Zejména na:

1) optický a konfokální mikroskop, mikroskop atomárních sil, skenovací tunelový mikroskop, optický mikroskop blízkého pole, apod.

2) metody na stanovení struktury pomocí difrakce Rentgenova zaření (XRD) difrakce vysokoenergetických (RHEED) a nízko energetických (LEED) elektronů,

3) stanovení vazebné struktury (včetně stanovení podílu sp2/sp3 u uhlíkových vazeb) pomocí spektrometrických metody: Ramanův rozptyl, Fourierovský transformovaná infračervená spektrometrie, fotoelektronová spektroskopie (XPS),

4) metody prvkové analýzy: Rutherfordův zpětný rozptyl (RBS), spektroskopie sekundárních iontů (SIMS), spektroskopie doutnavého výboje (GDOES), spektroskopie sekundárních elektronů (EDS, WDS), částicemi vybuzená emise Rentgenova záření (PIXE),

5) stanovení optických vlastností (spektroskopická elipsometrie, transmisivita),

6) mechanické a povrchové vlastnosti (mikrotvrdost, adheze, smáčivost, z-potenciál), elektrické, biokompatibilní, magnetické vlastnosti.

V rámci laboratorních praktik bude student pracovat mj. s optickým mikroskopem, mikroskopem atomárních sil, měřičem drsnosti povrchů, s měřičem kontaktního úhlu a s Fourierovským infračerveným mikroskopem.

Požadavky:

zápočet: povinná účast na cvičení a odevzdání vybraných protokolů.

zkouška: dva testy

Osnova přednášek:

1) Základní charakterizační metody - přehled, dělení. Základní principy mikroskopických metod. Optický mikroskop.

2) Konfokální a fluorescenční mikroskop

3) Mikroskopy SPM, mikroskop atomárních sil, skenovací tunelový mikroskop, optický mikroskop blízkého pole, apod.)

4) Mikroskop atomárních sil J. Remsa - Albertov

5) Metody pro charakterizaci biokompatibilních materiálů, nanokompozitů a multivrstev. Požadavky kladené na charakterizaci biomateriálů a princip výběru vhodných metod.

6) Děkanské volno

7) Metody na stanovení struktury (XRD, RHEED), stanovení velikosti zrn. Test č. 1.

8) Metody na stanovení vazeb (Ramanův rozptyl, Fourierovský infračervený spektrofotometr, XPS, metody pro stanovení podílu sp2/sp3 u uhlíkových vazeb).

9) Státní svátek

10) Fourierovsky transformovaná infračervená spektrometrie její aplikace pro nanotechnologie. Ramanova spektrometrie. J. Remsa - Albertov

11) Metody na stanovení složení materiálů (RBS, PIXE, SIMS, GDOES, EDS, WDX).

12) Metody pro stanovení optických vlastností (spektroskopická elipsometrie, transmisivita)

13) Metody pro stanovení mechanických a povrchových vlastností materiálů (mikrotvrdost, adheze, smáčivost, z-potenciál)

14) Závěrečný test (Test č. 2)

Osnova cvičení:

1. Mikroskopie atomárních sil (Albertov J. Remsa) po přednášce 13. 10. 1. skupina, skupiny 2 a 3 blokově

2. Měření UV-VIS spekter nanočástic (Albertov, J. Remsa) po přednášce 13. 10. 2. skupina, skupiny 1 a 3 blokově

3. Měření mechanický vlastností (Albertov, J. Mikšovský) blokově, bude upřesněno po domluvě

4. Měření povrchové energie (Albertov, J. Mikšovský) blokově, bude upřesněno po domluvě

5. Měření FTIR (Albertov, J. Remsa) po přednášce 24. 11. 1. skupina, skupiny 2 a 3 blokově

6 Konfokální a fluorescenční mikroskop (V. Petráková)

7 Určovaní velikosti částic pomoci rozptylu spolu se zjišťováním koloidních vlastnosti (V. Petráková)

8 Ramanova spektroskopie uhlíkových materiálu I (V. Petráková)

9 Ramanova spektroskopie uhlíkových materiálu II (V. Petráková)

10 Časové rozlišena fluorescenční spektroskopie a mikroskopie (V. Petráková)

11 SEM a TEM I (V. Petráková)

12 SEM a TEM II (V. Petráková)

Cíle studia:
Studijní materiály:

Chrisey, D.B., Hubler, D.K.: Pulsed Laser Deposition of Thin Films. John Wiley and Sons, Inc., 1994

Prasad, P.N.: Nanophotonics. Wiley Interscience 2004

Gricová, M.: Metody analýzy materiálů, Vydavatelství ČVUT, Praha 1992

Eckertová, L.: Elektronika povrchů, SPN Praha, skripta MFF UK, Praha 1983

Ekcertová, L., Frank, L.: Metody analýzy povrchů, elektronová mikroskopie, Academia, Praha 1996

Miller, J.C., Haglund, R.: Laser ablation and desorption, Vol. 30, Experimental Methods in the Physical Sciences, Academic press, 1998

Němcová, I., Čermáková, L., Rychlovský, P.: Spektrometrické analytické metody I.,Univerzita Karlova, Vydavatelství Karolinum, Praha 1997

Trchová, M.: Metodiky FTIR spektroskopie, Studijní text k Speciální praktika III., KFPyMFF UK Praha, 1995

Cahn Frs, R.V.: Concise Encyclopedia of Materials Characterization, Elsevier, 2005

Brundle, C.R., Evans, C.A., Wilson, S., Fitzpatrick, L.E.: Encyclopedia of materials characterization, Butterworth- Heinemann , 1992

Cullity, B.D.: Elements of X- ray Diffraction, Adison- Wesley, Menlo Park, CA, 1978

Klug, H.P., Alexander, L.E.: X - ray Diffraction Procedures, Wiley, New York 1974

Prasad, P.N.: Nanophotonics. Wiley Interscience 2004

Kubátová, J. a kol.: Sborník přednášek NANOTECHNOLOGIE, ESF, program CZ 04.01.03, 2008

Poznámka:
Další informace:
Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 23. 5. 2019
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet4726406.html