Technologické postupy v nanotechnologiích

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra přírodovědných oborů

Anotace:

Přiblížit základní oblasti výzkumu nanověd a nanotechnologií s důrazem na biomedicínu. Je specifikována oblast nanotechnologií, se zaměřením na analytické nástroje nanotechnologií. Jsou představeny základní metody pro přípravu nanomateriálů - nanokompozitů, nanoprášků, nanovrstev, nanovláken a nanokrystalických materiálů. Pozornost je soustředěna na rozdíl mezi PVD (physical vapor deposition- fyzikální metody) a CVD (chemical vapor deposition- chemické metody) metodami. Jsou diskutovány principy metod, jejich výhody a nevýhody, omezení a oblast použití. Jsou diskutovány fyzikální a chemické principy metod pro přípravu nanovláken, nanovrstev, nanokompozitů a nanoprášků. Pozornost je zaměřena zejména na metody termicky indukovaných reakcí, srážecí postupy, sol- gel, laserové metody, napařování (tepelným ohřevem, elektronovým svazkem, molekulární epitaxe - MBE, pulsní laserová depozice- PLD,), naprašování (katodové, magnetonové, iontové plátování, plazmový nástřik,), růst z roztoku, chemický rozklad kapalin nebo plynů, hybridní systémy, elektrospinning, apod.

V rámci laboratorních cvičení bude student seznámen s přípravou nanoprášků laserem a s přípravou nanokompozitních materiálů laserem a magnetronem. Pozornost bude věnována i vlastní přípravě materiálů před zahájením výrobního procesu.

Požadavky:

3 písemné testy, 70% dochazka,vypracování semestralni prace

Osnova přednášek:

1.Úvod do nanotechnologie

2.Úvod do kvantové fyziky

3.Analytické nástroje - mikroskopie skenující sondou

4.Analytické nástroje - elektronová mikroskopie a rentgenová difrakce

5.Nanočástice

6,Tenké vrstvy

7.Polymerní nanokompozity

8.Nanostruktury a nanoelektronika

9.Uhlíkové nanostruktury,

10.Senzory, labs-on-the-chip (molekulové rozpoznávání)

11.Nanovlákna a nanotextilie

12.Nanomedicína

13.Rizika nanotechnologií

14.Současné aplikace nanotechnologií

Osnova cvičení:

Cvičení budou organizována turnusově po skončení semestru. Jejich obsah bude sledovat níže uvedená témata přednášek Obsah cvičení bude upřesněn po dohodě s přednášejícími.

Cíle studia:

Cílem je přiblížit základní oblasti výzkumu nanověd a nanotechnologií s důrazem na biomedicínu. Je specifikována oblast nanotechnologií, se zaměřením na analytické nástroje nanotechnologií. Jsou představeny základní metody pro přípravu nanomateriálů - nanokompozitů, nanoprášků, nanovrstev, nanovláken a nanokrystalických materiálů. Pozornost je soustředěna na rozdíl mezi PVD (physical vapor deposition- fyzikální metody) a CVD (chemical vapor deposition- chemické metody) metodami. Jsou diskutovány principy metod, jejich výhody a nevýhody, omezení a oblast použití. Jsou diskutovány fyzikální a chemické principy metod pro přípravu nanovláken, nanovrstev, nanokompozitů a nanoprášků. Pozornost je zaměřena zejména na metody termicky indukovaných reakcí, srážecí postupy, sol- gel, laserové metody, napařování (tepelným ohřevem, elektronovým svazkem, molekulární epitaxe - MBE, pulsní laserová depozice- PLD,), naprašování (katodové, magnetonové, iontové plátování, plazmový nástřik,), růst z roztoku, chemický rozklad kapalin nebo plynů, hybridní systémy, elektrospinning, apod.

V rámci laboratorních cvičení bude student seznámen s přípravou nanoprášků laserem a s přípravou nanokompozitních materiálů laserem a magnetronem. Pozornost bude věnována i vlastní přípravě materiálů před zahájením výrobního procesu.

Studijní materiály:

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

Kwok, H.S.: Thin Solid Films 218, 1992, 277

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

Carlisle, J.A., Auciello, O.: The Electrochemical Society Interface, 2003, 26

Epitaxial growth part A and B, Edited by J.W.Metthews. Academic, New York, 1975

Current Topics in Materials Science, Volume 3, Editor E.Kaldis, North- Holland, 1979

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

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:

• Navazující magisterský studijní obor Přístroje a metody pro biomedicínu (povinně volitelný předmět)