Students will be able to:

• describe the behavior of electronic components in terms of chemistry and material engineering,

• understand conversion mechanisms of sensors and actuators, including their design using advanced functional materials,

• understand principles of modern electronic devices and modern technologies of their production.

Studenti budou umět:

• popsat chování elektronických součástek z hlediska chemie a materiálového inženýrství,

• převodní mechanismy senzorů a aktuátorů, včetně jejich návrhu s využitím pokročilých funkčních materiálů,

• principy moderních elektronických zařízení a moderní technologie jejich výroby.

Passing the test and the oral exam.

Úspěšné složení zápočtu a zkoušky.

B: Hagen Klauk, Organic Electronics: Materials, Manufacturing, and Applications, Wiley-VCH, 2006, ISBN: 9783527312641

C: Michael Köhler, Wolfgang Fritzsche, Nanotechnology, Wiley-VCH, 2007, ISBN: 9783527318711

C: Ruth Shinar, Joseph Shinar, Organic Electronics in Sensors and Biotechnology, McGraw-Hill Education, 2009, ISBN: 9780071596763

C: Christof Wöll, Physical and Chemical Aspects of Organic Electronics, John Wiley & Sons, 2009, ISBN: 9783527627394

C: Siegmar Roth, David Carroll, One-Dimensional Metals: Conjugated Polymers, Organic Crystals, Carbon Nanotubes, Wiley-VCH, 2004, ISBN: 9783527307494

Z: Hagen Klauk, Organic Electronics: Materials, Manufacturing, and Applications, Wiley-VCH, 2006, ISBN: 9783527312641

D: Michael Köhler, Wolfgang Fritzsche, Nanotechnology, Wiley-VCH, 2007, ISBN: 9783527318711

D: Ruth Shinar, Joseph Shinar, Organic Electronics in Sensors and Biotechnology, McGraw-Hill Education, 2009, ISBN: 9780071596763

D: Christof Wöll, Physical and Chemical Aspects of Organic Electronics, John Wiley & Sons, 2009, ISBN: 9783527627394

D: Siegmar Roth, David Carroll, One-Dimensional Metals: Conjugated Polymers, Organic Crystals, Carbon Nanotubes, Wiley-VCH, 2004, ISBN: 9783527307494

1. Cyber–Physiochemical Interfaces: Introduction and material development; cyber biophysical interface; biomechanical signals sensing interface; cyber biochemical interface; system integration; machine learning and edge computing

2. Organic Conducting Materials: Definition; classification; structure and properties; solitons, polarons and bipolarons; transport properties; mobility in selected materials; electrochemical properties of selected materials; applications

3. Carbon Nanomaterials: Introduction; classification; synthesis and physical, electronic and mechanical characteristic features of selected carbon nanomaterials (fullerenes, graphene, carbon nanodiamonds, carbon blacks, carbon dots, carbon nanofibers and carbon nanotubes); applications

4. Semiconductor Materials: Definition; atomic structure; energy levels and energy bands; covalent bonding and intrinsic materials; extrinsic semiconductors; conductivity; examples and applications

5. Hybrid Materials: Definition; preparation methods; structure-morphology-properties relationships; examples and applications

6. Introduction to Smart Materials: Definition; classes and mechanisms; applications

7. Magnetic Sensitive Materials: Introduction to magnetism (magnetic moments; interaction between magnetic material and magnetic field; magnetic susceptibility); magnetic nanoparticles; magnetic properties of nanoparticles; colloidal stability; composite magnetic systems (1D, 2D and 3D); applications

8. Dielectric, Piezoelectric and Ferroelectric Materials: Dielectric material; polarization; piezoelectric effect; piezoelectric materials; ferroelectric materials; applications

9. Thermoelectric Materials: Thermoelectric effect; Seebeck coefficient; materials selection criteria; conventional thermoelectric materials; stretchable thermoelectric materials; applications

10. Shape Memory Materials: Shape-transformation; types and definition of curvatures; smart polymers (e.g., hydrogels, liquid crystal polymers, other smart polymers); stimulation type; deformation mechanisms; applications

11. Energy Storage Materials and Devices: Energy storage mechanisms; batteries; supercapacitors; pseudocapacitors; nanomaterials for energy storage devices; flexible and wearable energy-storage devices; self-healing energy storage devices

12. Smart Fabric Sensors and E-textile: History; terminology; methods of preparation; textile and internet of things; textile electrodes; smart fabric sensors

13. E-skins and Living Bioelectronics: Definition and terminology; e-skins: basic material developments to device components; living bioelectronics: design, challenges and ideal characteristics; medical electrodes; examples

14. Additive Printing: Introduction; polymers for additive manufacturing; 3D printing techniques; 3D printing of functional materials; 4D printing

1. Kyber– fyziochemická rozhraní: Úvod a materiálový vývoj; kyber- biofyzikální rozhraní; rozhraní pro snímání biomechanických signálů; kyber- biochemické rozhraní; systémová integrace; strojové učení a edge computing

2. Organické elektricky vodivé materiály: Definice; klasifikace; struktura a vlastnosti; solitony, polarony a bipolarony; transportní vlastnosti; pohyblivost nosičů náboje ve vybraných materiálech; elektrochemické vlastnosti vybraných materiálů; aplikace

3. Uhlíkové nanomateriály: Úvod; klasifikace; syntéza a fyzikální, elektronické a mechanické vlastnosti vybraných uhlíkových nanomateriálů (fullereny, grafen, uhlíkové nanodiamanty, saze, uhlíkové tečky, uhlíková nanovlákna a uhlíkové nanotrubky); aplikace

4. Polovodičové materiály: Definice; atomová struktura; energetické hladiny a pásma; kovalentní vazby; vlastní a nevlastní polovodiče; vodivost; příklady a aplikace

5. Hybridní materiály: Definice; metody přípravy; vztahy struktura-morfologie-vlastnosti; příklady a aplikace

6. Úvod do inteligentních materiálů: Definice; třídy a mechanismy; aplikace

7. Magnetické materiály: Úvod do magnetismu (magnetický moment; interakce mezi magnetickým materiálem a magnetickým polem; magnetická susceptibilita); magnetické nanočástice; magnetické vlastnosti nanočástic; koloidní stabilita; kompozitní magnetické systémy (1D, 2D a 3D); aplikace

8. Dielektrické, piezoelektrické a feroelektrické materiály: Dielektrický materiál; polarizace; piezoelektrický jev; piezoelektrické materiály; feroelektrické materiály; aplikace

9. Termoelektrické materiály: Termoelektrický jev; Seebeckův koeficient; kritéria výběru materiálů; konvenční termoelektrické materiály; roztažitelné termoelektrické materiály; aplikace

10. Shape Memory Materials: Tvarová transformace; typy a definice zakřivení; inteligentní polymery (např. hydrogely, polymery s tekutými krystaly, další inteligentní polymery); stimulace; deformační mechanismy; aplikace

11. Materiály a zařízení pro skladování energie: Mechanismy skladování energie; baterie; superkondenzátory; pseudokapacitory; nanomateriály pro zařízení na skladování energie; flexibilní a nositelná zařízení pro skladování energie; samoopravitelná zařízení pro ukládání energie

12. Inteligentní textilní senzory and E-textil: Historie; terminologie; způsoby přípravy; textil a internet věcí; textilní elektrody; inteligentní textilní senzory

13. E-kůže a bioelektronika: Definice a terminologie; vývoj materiálů pro e-kůže; bioelektronika: design, výzvy a ideální vlastnosti; lékařské elektrody; příklady

14. Aditivní tisk: Úvod; polymery pro aditivní tisk; techniky 3D tisku; 3D tisk funkčních materiálů; 4D tisk

e-learning.vscht.cz

e-learning.vscht.cz

none

žádné