PředmětyPředměty(verze: 853)
Předmět, akademický rok 2019/2020
  
Úvod do nano a mikrotechnologií - B402007
Anglický název: Introduction to nano and microtechnology
Zajišťuje: Ústav analytické chemie (402)
Platnost: od 2019
Semestr: zimní
Body: zimní s.:4
E-Kredity: zimní s.:4
Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
Rozsah, examinace: zimní s.:3/0 Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh:  
Garant: Záruba Kamil doc. Ing. Ph.D.
Kosek Juraj prof. Dr. Ing.
Záměnnost : N402077
Pro tento předmět jsou dostupné online materiály
Anotace -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.01.2018)
Předmět pro první semestr studia s účelem seznámit studenty se základními koncepty nano a mikrotechnologií. Zaměření předmětu je motivační a populárně naučné. Výstupem tedy bude pouze mělká hloubka znalostí studentů. Několik přednášejících bude prezentovat jak vybrané teoretické základy, tak ukázky praktických aplikací nano a mikrotechnologií.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.01.2018)

Studenti budou umět:

Uvést základní příklady aplikací nano a mikrostrukturovaných materiálů.

Zhodnotit přínos nanorozměru částic materiálu k jeho celkovým vlastnostem.

Literatura -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.01.2018)

D: Hornyak G.L., Dutta J., Tibbals H.F., Rao A.K.: Introduction to Nanoscience, CRC Press (2008), ISBN 978-1420048056.

D: Hunter R.J.: Introduction to Modern Colloid Science, Oxford Univ. Press (1993), ISBN 0198553870

Studijní opory -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.01.2018)

Prezentace dodané na přednáškách

Metody výuky -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.01.2018)

Přednášky

Požadavky ke kontrole studia -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.01.2018)

Zkouška formou testu

Sylabus -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.01.2018)

1. Co to je inženýrství? Jak se liší inženýrství od vědy a technologie? Úspěchy inženýrství a chemického inženýrství za posledních 100 let. Co nového přináší nanotechnologie? Závislost fyzikálních a chemických vlastností na velikosti nanoobjektů.

2. Nano-skopické silové interakce: kovové interakce, iontové interakce v roztocích a krystalech, kovalentní vazby, vodíkové a halogenové můstky, polární interakce, van der Waalsovy síly.

3. Koloidy. Vybrané silové interakce v nano a mikro měřítku. Hydrofobní a hydrofilní interakce, surfaktanty, micely. Nesmáčivé drsné povrchy (efekt lotosového listu), vlákno Moira, paropropustné hydrofobní polymery. Klasifikace dispersních systémů (např. aerosoly, emulze, pěny).

4. Počítačové modelování pro nano a mikrotechnologie. Základní koncepty.

5. Kvantové a optické na nanoměřítku. Rozptyl světla na částicích (např. červánky na obloze), iridiscence (např. motýlí křídla, perly). Vlastnosti tenkých vrstev a nanoobjektů. Fotovoltaické články. Superkapacitory.

6. Kudy do nanosvěta? Cestou bottom-up, top-down. Mikro a nanofabrikace. Litografické techniky. Tenkovrstvé sensory.

7. Buňka a její mikrosvět. Biologické membrány a vlákna.

8. Metody se vzorkovací sondou jako klíč ke dveřím do nanosvěta. Nanoanalýza, nanomanipulace a nanolitografie. AFM.

9. Nástroje pro genomiku a proteomiku. DNA čipy. Koncept Lab-on-a-chip.

10. Nanočástice - drobrý sluha, nebo zlý pán? Monitorování nanočástic a nanovláken v životním prostředí, přírodní a umělé aerosoly. Příběh azbestu, vliv tvaru nanočástice na interakce s tkáněmi a buňkami. Filtrace a vdechování aerosolů.

11. Analýza nanočásticemi, analýza nanočástic. Povrchová plasmonová rezonance v koloidních roztocích a nanostrukturovaných površích. Magnetické nanočástice pro separaci. Stručný přehled nejběžnějších metod analýzy nanočástic (elektronová mikroskopie SEM a TEM, rozptyl světla, elektroforéza, AFM).

12. Příprava dispersních systémů. Emulsifikace, elektro-rozprašování, elektro-spinning, příprava nanočástic v plameni. Nanočástice a nanovlákna. Stabilita emulze. Pastis.

13. Technické aplikace nanotechnologií. Nano-porézní materiály (adsorbenty, molekulová síta). Vývoj v oblasti Li-ion baterií. Netkané textilie z nanovláken. Zmrzlina.

14. Na Vaši bolístku aplikujeme tento nanolék. Úvod do nanomedicíny. Terapeutické vlastnosti mikro a nanočásticových lékových forem. Cílený transport léčiv. Fotodynamická léčba rakoviny. Nanostrukturované povrchy pro tkáňové inženýrství.

Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.01.2018)

Žádné.

Zátěž studenta
Činnost Kredity Hodiny
Účast na přednáškách 3 84
Příprava na zkoušku a její absolvování 1 28
4 / 4 112 / 112
Hodnocení studenta
Forma Váha
Zkouškový test 100

 
VŠCHT Praha