Students shall be able to:

1. Understand number of theoretical concepts of dispersion systems - starting from characterization up to their manufacturing.

2. Design or modify various methods of the preparation of dispersion systems.

3. Understand relationships between dispersion characteristics and their application properties.

4. Apply the knowledge of polymerization proceses.

Po absolvování předmětu budou studenti:

1. Rozumět řadě teoretických konceptů dispersních systémů - charakterizace, příprava, modely.

2. Schopni navrhovat metody přípravy dispersních systémů.

3. Rozumět souvislostem mezi charakteristikami dispersí a aplikačními vlastnostmi.

4. Schopni aplikovat své znalosti o polymeracích.

R: Young R.J., Lovell P.A.: Introduction to Polymers (3rd edition), CRC Press (2011). ISBN-13: 978-0-8493-3929-5.

R: Hunter R.J.: Introduction to Modern Colloid Science, Oxford University Press (1996). ISBN: 0-19-855386-2.

A: Hinds W.C.: Aerosol Technology, Wiley (1999). ISBN-13: 978-0-471-19410-1.

A: Mewis J., Wagner N.J.: Colloidal Suspension Rheology, Cambridge Univ. Press (2012). ISBN-13: 978-0-521-51599-3.

Z: Young R.J., Lovell P.A.: Introduction to Polymers (3rd edition), CRC Press (2011). ISBN-13: 978-0-8493-3929-5.

Z: Hunter R.J.: Introduction to Modern Colloid Science, Oxford University Press (1996). ISBN: 0-19-855386-2.

D: Hinds W.C.: Aerosol Technology, Wiley (1999). ISBN-13: 978-0-471-19410-1.

D: Mewis J., Wagner N.J.: Colloidal Suspension Rheology, Cambridge Univ. Press (2012). ISBN-13: 978-0-521-51599-3.

Lectures and seminars.

Přednášky a cvičení.

Two written tests. Oral exam.

Dva testy v průběhu semestru. Ústní zkouška.

1. Diffusion in the system of inert particles. Maxwell-Boltzmann distribution of velocities. Brownian motion and diffusion. Stokes-Einstein relationship.

2. Mixing and segregation of particles. Mechanisms of segregation and statistical characterization of mixture inhomogeneity. Procedures to avoid/reduce inhomogeneity.

3. Electrostatic interactions of particles in gas-dispersion systems. Various mechanisms of powder charging. Dynamics of the charge dissipation from particles.

4. Atmospheric aerosols. Aerosols and human health (respiratory system). Aerosols and the danger of explosion.

5. Coagulation, General qualitative description polydisperse coagulation. Coagulation driven by diffusion or shear rate.

6. Material structure and transport of heat on micro- and nano-scale. Transport of heat in nano-pores. Heat micro-pipe. Aerogels and their manufacturing.

7. Rheology and thixotropy of colloid and dispersion systems. Visco-elasticity. Paints: rheology and film-forming process.

8. Membrane separations: gas permeation, pervaporation, dialysis, reverse osmosis, electro-dialysis.

9. Membrane separations: membrane structure for various types of separations.

10. Preparation of food dispersins. Ice cream. Dairy products.

11. Preparation of nano-structured materials by the method of colloidal templating.

12. Polymers as dispersion systems. Chain length distribution and other charactristics of molecular architecture.

13. Polycondensation. Flory-Schulz distribution of chain length.

14. Free-radical and catalytic polymerization.

1. Difuze v systému inertních částic. Maxwell-Boltzmannova distribuce rychlostí. Brownův pohyb a difuze. Stokesovova-Einsteinova rovnice.

2. Míchání a segregace částic. Mechanismy segregace a statistická charakterizace nehomogenity směsi. Metody redukce nehomogenity směsi.

3. Elektrostatické interakce částic v plynně-dispersních systémech. Různé mechanismy nabíjení prášků. Dynamika disipace elektrostatického náboje.

4. Atmosférické aerosoly. Vliv aerosolů na zdraví. Zachytávání malých částic v dýchacích cestách. Aerosoly a nebezpečí výbuchu.

5. Koagulace. Obecný kvalitativní popis polydispersní koagulace. Koagulace řízená difuzí a gradientem rychlostního pole. Nevratná a vratná koagulace.

6. Struktura materiálů a transport tepla na mikro a nano-měřítku. Transport tepla v nano-pórech. Mikro-tepelné trubice. Aerogely a jejich příprava.

7. Rheologie a tixotropie koloidních a dispersních systémů. Modifikátory viskozity. Visko-elasticita. Barvy a laky: rheologie, odpařování rozpouštědla, vznik homogenní vrstvy.

8. Membránové separace. Plynová permeace, pervaporace, dialýza, revezní osmóza, elektrodialýza.

9. Membránové separace. Struktura membrán pro jednotlivé typy separací.

10. Příprava potravinářských disperzí. Zmrzlina. Mléčné výrobky. Solvatace v roztocích silných elektrolytů. Hydratace bílkovin, jejich vsolování a vysolování.

11. Příprava nano-strukturovaných materiálů metodou koloidního templátování.

12. Polymery jako dispersní systémy. Distribuce délek řetězců a další charakteristiky.

13. Model polykondenzace. Flory-Schulzova distribuce délek řetězců.

14. Mechanismus volně-radikálové polymerace.

PowerPoint presentations will be given after lessons.

Prezentace budou poskytnuty po přednáškách.

Dispersion systems I.

Dispersní systémy I.