Poslední úprava: Kašpar Ondřej Ing. Ph.D. (13.05.2022)
Cílem předmětu je seznámit studenty s výhodami a specifiky práce v mikro a nano měřítku. Důraz bude kladen na popsání řídících dějů, které se v mnohém významně liší od těch pozorovaných v „makroskopickém“ životě. Dále bude nastíněna i) tvorba zařízení od návrhu po samotnou realizaci – design, optimalizace a technologie přípravy mikrozařízení, ii) možnosti aplikace mikrosystémů v praxi, iii) využití výpočetních nástrojů pro simulaci více-fázových systémů a povrchových jevů v mikro a nano světě.
Poslední úprava: Kašpar Ondřej Ing. Ph.D. (13.05.2022)
The course aims to inform students about the advantages and specifics of working at the micro and nanoscale. Emphasis will be placed on the description of governing phenomena, which in many ways differ significantly from those observed in "macroscopic" life. It will also outline i) the creation of equipment from design to implementation - design, optimization, and technology of micro-equipment, ii) the application of microsystems in practice, iii) the use of computational tools for simulation of multi-phase systems and surface phenomena in the micro and nanoworld.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Kašpar Ondřej Ing. Ph.D. (13.05.2022)
Studeni budou umět:
základy návrhu, přípravy a práce s mikrofluidním zařízením
využití mikrofluidiky v praxi - segmentovaný tok, tvorba gradientů, pozorování chemotaxe buněk
senzory - aplikace a příprava
příprava lékových forem, popis metod a kinetiky vylučování
využití přírodních konceptů v praxi - biomimetika
Poslední úprava: Kašpar Ondřej Ing. Ph.D. (13.05.2022)
Students will be able to:
design, prepare and work with microfluidic equipment
use microfluidic devices in practice - segmented flow, gradient formation, observation of cell chemotaxis
sensors - application and preparation
preparation of dosage forms, description of methods and release kinetics
use natural concepts in practice - biomimetics
Literatura -
Poslední úprava: Kašpar Ondřej Ing. Ph.D. (13.05.2022)
D: Berthier, Jean, and Kenneth A. Brakke. The physics of microdroplets. John Wiley & Sons, 2012.
D: Minteer, Shelley D., ed. Microfluidic techniques: reviews and protocols. Vol. 321. Springer Science & Business Media, 2006.
D: Tian, Wei-Cheng, and Erin Finehout, eds. Microfluidics for biological applications. Vol. 16. Springer Science & Business Media, 2009.
D: Mishra, Munmaya, ed. Handbook of encapsulation and controlled release. CRC press, 2015.
Poslední úprava: Kašpar Ondřej Ing. Ph.D. (13.05.2022)
A: Berthier, Jean, and Kenneth A. Brakke. The physics of microdroplets. John Wiley & Sons, 2012.
A: Minteer, Shelley D., ed. Microfluidic techniques: reviews and protocols. Vol. 321. Springer Science & Business Media, 2006.
A: Tian, Wei-Cheng, and Erin Finehout, eds. Microfluidics for biological applications. Vol. 16. Springer Science & Business Media, 2009.
A: Mishra, Munmaya, ed. Handbook of encapsulation and controlled release. CRC press, 2015.
Studijní opory -
Poslední úprava: Kašpar Ondřej Ing. Ph.D. (13.05.2022)
Poslední úprava: Kašpar Ondřej Ing. Ph.D. (13.05.2022)
Přírodní a technické vědy. Prostorová a časová měřítka. O spojitosti a nespojitosti. Bilanční rovnice. Teorie podobnosti. "Scaling down". "Numbering up".
Elektrické pole v mikro- a nano-systémech. Elektrolyty. Faradayův zákon. Gaussův zákon. Nernstova-Planckova rovnice. Elektroneutralita. Elektrická dvojvrstva. Disociační rovnováhy. Fázové rovnováhy.
Elektrické, mechanické, optické, fluidní a chemické mikrosystémy.
Mikroobrábění, CAD, CAM, CNC.
Mikrolitografie.
Materiály pro mikrosystémy.
Měření a pozorování v mikrosystémech.
Produktové inženýrství.
Disperze.
Koloidy.
Částice.
Měření a pozorování v nanosystémech.
Aplikace v medicíně.
Kvantové limity.
Poslední úprava: Kašpar Ondřej Ing. Ph.D. (13.05.2022)
1. Natural and technical sciences, Space and time scales, Continuity vs discontinuity, Balance equations, Similarity theory, Scaling down, Numbering up
2. Electric field in micro and nanosystems, Electrolytes, Faraday's law. Gauss's law, Nernst–Planck equation, Electroneutrality, Electrical double layers, Dissociation Equilibrium, Phase Equilibrium
3. Electric, mechanical, optical, fluidic and chemical microsystems
4. Micromachining, CAD, CAM, CNC
5. Microlitography
6. Materials for microsystems
7. Measurement and observation in microsystems
8. Product Engineering
9. Dispersions
10. Colloids
11. Particles
12. Measurement and observation in nanosystems
13. Application in medicine
14. Quantum limits
Podmínky zakončení předmětu (Další požadavky na studenta) -
Poslední úprava: Kašpar Ondřej Ing. Ph.D. (13.05.2022)
Úspěšné absolvování zkouškové písemky.
Poslední úprava: Kašpar Ondřej Ing. Ph.D. (13.05.2022)
It is compulsory to pass written examination test.
