Nanochemie

Garant předmětu:

Jan Proška

Přednášející:

Jan Proška

Cvičící:

Jan Proška

Předmět zajišťuje:

katedra laserové fyziky a fotoniky

Anotace:

Nanochemie je interdisciplinární oblast chemie, fyzikální chemie a chemické fyziky, která a) popisuje fyzikálně chemické vlastnosti kvantových nanostruktur, b) studuje a popisuje aspekty a cesty přípravy nanostruktur. Jedná se o vztahy a reakce mezi nanostrukturami i uvnitř nanostruktur samotných v 1D, 2D a 3D vymezených nanoprostorech až na molekulární a atomovou úroveň.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1) Fyzikální a chemické vlastnosti látek, základní pojmy chemické termodynamiky a kinetiky.

2) Základní pojmy koloidní chemie, elektrochemie a fyzikální chemie povrchů.

3) Základní pojmy fyziky polymerů a makromolekulární chemie, klasifikace polymerů

4) Samouspořádání a samoorganizace, ireverzibilní procesy, Onsagerovy reciproční relace

5) Litografické metody, „soft-lithography“, stínová litografie

6) Přípravy kovových nanočástic, jejich fyzikální vlastnosti, aspekty anizotropie částic

7) Přípravy polovodičových nanočástic a polymerních mikročástic

8) Využití samouspořádání pro přípravu kompozitních materiálů

9) Bioinspirace a „biotemplating“

10) Vybrané nanoskopické metody

11) Aplikace nanomateriálů

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Znalosti:

Základní představy o nanomateriálech, jejich přípravě, vlastnostech a praktickém využití.

Schopnosti:

Vysvětlit tvorbu nanočástic a mezopórézních materiálů, popsat procesy samouspořádání využívané při přípravě materiálů a vysvětlit použití nanomateriálů v chemii, fyzice, biologii, medicíně a materiálových vědách.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] Peter Atkins, Julio de Paula, and James Keeler: Atkins' Physical Chemistry. Oxford University Press, Oxford, 2022 (12. vydání)

[2] Peter Atkins, Julio de Paula: Fyzikální chemie. VŠCHT Praha, Praha, 2013 (1. české vydání). https://vydavatelstvi.vscht.cz/katalog/publikace?uid=uid_isbn-978-80-7080-830-6

[3] Geoffrey A. Ozin, Andre C. Arsenault, Ludovico Cademartiri: Nanochemistry: A Chemical Approach to Nanomaterials. Royal Society of Chemistry; 2nd ed., 2009, ISBN: 978-1-84755-895-4

Doporučená literatura:

[4] Introduction to Superresolution Microscopy. Education in Microscopy and Digital Imaging; https://zeiss-campus.magnet.fsu.edu/articles/superresolution/introduction.html

[5] J. N. Israelaschvili: Intermolecular and Surface Forces; Academic Press; 3rd edition; 2011; ISBN: 978-0-12-375182-9; plný text: https://www.academia.edu/20237728/INTERMOLECULAR_AND_SURFACE_FORCES_by_Jacob_N_Israelachvili

[6] M. Kleman, O.D. Lavrentovich: Soft Matter Physics: An Introduction; Springer-Verlag, Inc., New York 2003; ISBN: 978-0387952673

[7] L. Bartovská, M. Šišková: Co je co v povrchové a koloidní chemii - výkladový slovník; webová aplikace; Vydavatelství VŠCHT Praha. https://e-learning.vscht.cz/knihy/uid_es-001/ebook.help.htm

[8] T. Gowers, J. Barrow-Green, I. Leader (eds.): The Princeton Companion to Mathematics; Princeton University Press; Princeton 2008; ISBN: 978-0691118802

[9] M. Kim, J.-H. Lee, J.-M. Nam: Plasmonic Photothermal Nanoparticles for Biomedical Applications. Advanced Science (2019), Vol. 6, 1900471. https://doi.org/10.1002/advs.201900471

[10] R. C. Desai, R. Kapral: Dynamics of Self-Organized and Self-Assembled Structures; Cambridge University Press; Cambridge; 2009; ISBN: 978-0521883610

Časopisy: Nano Letters (American Chemical Society), Nature Photonics, Nature Nanotechnology a Nature Materials

Poznámka:

Další informace:

https://www.researchgate.net/profile/Jan-Proska

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Fyzikální elektronika - Fotonika (volitelný předmět)