Students will be able to:

Present and explain basic thermodynamics and quantum-mechanical apparatus for desctription of particles from nanoworld.

Determine the most probable equilibrium shape of nanoparticles according to the number of atoms forming the particle.

Described the preparation and characterization methods of nano-objects of different dimensionalities.

Studenti budou umět:

Základní termodynamický a kvantově-mechanický aparát k řešení problematiky částic nanosvěta.

Stanovit nejpreavděpodobnější rovnovážný tvar nanočástice v závislosti na počtu atomů částici tvořících.

Metody přípravy a charakterizace nanoobjektů o různých dimenzionalitách.

Dosažení minimálně 50% bodů ve zkouškovém testu a úspěšné složení ústní zkoušky.

R: Bohumil Kratochvíl, Václav Švorčík, Dalibor Vojtěch: Introduction to study of materials, Skriptum VŠCHT Praha, Praha 2005. ISBN 80-7080-568-4

A: Kenneth Klabunde, Ryan Richards: Nannoscale Materials in Chemictry, John Wiley & Sons, 2009, 2nd edition. ISBN 978-0-470-22270-6

Z:Bohumil Kratochvíl, Václav Švorčík, Dalibor Vojtěch: Úvod do studia materiálů, Skriptum VŠCHT, Praha 2005. ISBN 80-7080-568-4

D:Kenneth Klabunde, Ryan Richards: Nanoscale Materials in Chemistry, John Wiley & Sons, 2009, 2nd edition. ISBN 978-0-470-22270-6

D:Jan Hošek: Úvod do nanotechnologie, Skriptum ČVUT, Praha 2010. ISBN 978-80-01-04555-8.

1. Introduction, definition of basic concepts, terminology, differences between the nano-and macro-objects.

2. Top-down and bottom-up approaches, the geometry of nano-objects, the growing influence of surface atoms, quantum effects.

3. Thermodynamic description of nano-objects (surface work, surface tension, cohesive energy), the melting temperature of nanoparticles.

4. The quantum-mechanical description of nano-objects, solution of the particle in potential well.

5. Introduction to crystal chemistry, Bravais lattice, a major crystallographic planes.

6. Growth mechanisms of thin films, the effect of temperature and deposition rate.

7. Determination of the equilibrium shape of nanoparticles, Wulff construction.

8. Determination of the equilibrium shape of nanoparticles, Theory of polyhedra.

9. Methods of preparation and characterization 0D nano-objects and nanomaterials.

10. Methods of preparation and characterization of 1D nano-objects and nanomaterials.

11. Methods of preparation and characterization of 2D nano-objects and nanomaterials (I).

12. Methods of preparation and characterization of 2D nano-objects and nanomaterials (II).

13. Nanomaterials for electronics and information technology, pharmaceutical chemistry, chemical processes (catalysis) and biomaterials.

14. Social aspects of nanomaterials and technologies including nanosafety.

1. Úvod, definice základních pojmů, názvosloví, rozdíly mezi nano- a makro-objekty.

2. Přístup top-down a bottom-up, geometrie nanoobjektů, rostoucí vliv povrchových atomů, kvantové efekty.

3. Termodynamický popis nanoobjektů (povrchová práce, povrchové napětí, kohezní energie), teplota tání nanočástic.

4. Kvantově-mechanický popis nanoobjektů, řešení částice v potenciálové jámě.

5. Úvod od krystalochemie, Bravaisovy mřížky, významné krystalografické roviny.

6. Růstové mechanismy tenkých vrstev, vliv teploty a rychlosti depozice.

7. Stanovení rovnovážného tvaru nanočástic, Wulffova konstrukce.

8. Stanovení rovnovážného tvaru nanočástic, Teorie polyedrů.

9. Metody přípravy a charakterizace 0D nanoobjektů a nanomateriálů (I).

10. Metody přípravy a charakterizace 0D nanoobjektů a nanomateriálů (II).

11. Metody přípravy a charakterizace 1D nanoobjektů a nanomateriálů.

12. Metody přípravy a charakterizace 2D nanoobjektů a nanomateriálů (I).

13. Metody přípravy a charakterizace 2D nanoobjektů a nanomateriálů (II).

14. Sociální aspekty nanomateriálů a technologií vč. nanobezpečnosti.

Educational materials for lectures available at the teacher.

Výukové materiály k přednáškám k dispozici u vyučujícího.

N108004 Introduction to study of materials

N108004 Úvod do studia materiálů