Nanotechnologie

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

ústav přístrojové a řídící techniky

Anotace:

Úvod do fyziky a chemie nanomateriálů, základy krystalografie, vlastnosti povrchů, jevy očekávané u nanokrystalů a jejich využití, stabilizace nanočástic, tvorba zárodků a jejich růst, nanodráty, tenké vrstvy, fullereny, nanotrubičky, nanodiamand, polymerní nanokompozity, nanotekutiny, přehled použití nejběžnějších typů nanomateriálů, foto a RTG litografie, elektronové a iontové obrábění, nanomanipulace, STM mikroskop, AFM mikroskop, mikromechanické struktury, aplikace nanotechnologií v technice, zdravotní rizika nanotechnologií.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Úvod předmětu, základy fyziky nanomateriálů, struktura elektronového obalu atomu, vazby atomu do sloučenin.

2. Základy krystalografické struktury materiálů, krystalové plochy a jejich značení, symetrie, povrchové vlastnosti.

3. Základní principy STM a AFM, dalších typů mikroskopových metod a jejich možnosti využití.

4. Tvorba nanočástic, nanodrátů a dvoudimenzionálních nanostruktury, metody MBE, MOVPE, ALE, LB.

5. Foto a RTG litografie, litografie fokusovanými iontovými svazky, nanomanipulace.

6. Nanomateriály na bázi uhlíku - fullereny, nanotuby, nanodiamant, jejich výroba a aplikace.

7. Přehled vlastností a použití jednotlivých nejběžnějších nanomateriálů: polymorfní modifikace TiO2 , Au, Ag, ZnO, Fe0, Fotokatalýza v ochraně životního prostředí.

8. Nanokompozity, jejich výroba, vlastnosti a použití. Nanotekutiny

9. Využití mikromechanických struktur ve vědecké a technické praxi, jejich návrh a metody výroby.

10. Využití nanostruktur a nanomaterialů v bioaplikacích a léčebných postupech.

11. Zdravotní rizika nanotechnologií, zásady bezpečnosti práce a použití.

12. Přehled současného stavu využití nanotechnologií v praxi.

13. Přehled budoucích směrů vývoje vědy a techniky s použitím nanotechnologií.

14. Shrnující přednáška a příprava ke zkoušce.

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Cílem předmětu je připravit studenty na pozvolný, ale nezadržitelný nástup nanotechnologií a techniky s ní související ve vědě, technice i praxi. Záměrem předmětu je, aby studenti získali pojem, co to jsou a co představují nanotechnologie, jak je vyrábět a měřit, a znalost, kde lze očekávat jejich použití a využití v technické praxi.

Studijní materiály:

[1] Hošek J. Úvod do nanotechnologie, Skripta ČVUT, 2010

[2] Kubínek, Vůjtek, Mašláň -Mikroskopie scanující sondou, Univerzita Palackého Olomouc

[3] Československý časopis pro fyziku

[4] Scientific American, Special Issue Nanotech

[5] www.research.ibm.com

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: