|
Vyučující
|
-
Pokorný Pavel, doc. Ing. Ph.D.
-
Kalous Tomáš, Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
Technologický předmět se zabývá prohloubením znalostí problematiky vlákenných nanomateriálů a to z hlediska jejich výroby, rozdělení, testování a uplatnění. Důležitým prvkem jsou technologie výroby jednotlivých nanovlákenných materiálů. Dále jsou studenti seznamování s detaily provedení zvlákňovacích postupů a teoretickou podstatou zkoumaných jevů. Studenti jsou vedeni k používání dosud získaných vědomostí tvůrčím způsobem. Studentům jsou představovány speciální postupy při testování materiálů složených z nanovláken, které se mnohdy velmi liší od klasických postupů. 1. Úvod do nanotechnologií obecně se zaměřením na nanovlákenné materiály. Rozdělení nanotechnologií a obsah přednášek kurzu. Výskyt nanomateriálů v přírodě, princip minimální spotřeby materiálu a energie při tvorbě nanomateriálů. 2. Úvod do elektrického zvlákňování. Energetické poměry při zvlákňování. Sledování změn procesu pomocí měření elektrického proudu procházejícího spinnerem. Parametry zvlákňovacího prostoru, vznik elektrického větru a jeho působení. 3. Stejnosměrné elektrické zvlákňování. Stručná historie oboru. Základní provedení zvlákňování. Produktivita a výrobnost procesu. Typy zdrojů stejnosměrného vysokého napětí. 4. Speciální kolektory a modifikace výrobního procesu. Dostupné zvlákňovací postupy a strojní zařízení. Technologická úskalí realizace procesu. 5. Střídavé elektrické zvlákňování. Podstata a rozdíly oproti stejnosměrnému zvlákňování. Dostupné zvlákňovací procesy a strojní zařízení. Produktivita a výrobnost procesu. Vliv prostředí na zvlákňování, elektrický vítr. Typy zdrojů střídavého vysokého napětí. 6. Zvaná přednáška. Fyzikální základy elektrického zvlákňování. Teoretická východiska. 7. Technologické provedení orientace nanovláken, bikomponentní a koaxiální nanovlákna. Speciální kolektory, koaxiální zvlákňování. Podstata a technické provedení spinerů. 8. Využití elektricky zvlákněných nanovláken. Příklady použití a modifikace zvlákňovacího procesu. 9. Výroba polymerních nanovláken s výjimkou elektrického zvlákňování. Výčet a technické provedení jednotlivých metod. Použitelnost takto vyrobených nanovláken. 10. Zvaná přednáška. Využití nanovláken ve tkáňovém inženýrství a drug delivery systémech. 11. Zvaná přednáška. Uhlíkové nanotrubice, jejich rozdělení a struktura. Metody výroby a laboratorní příprava uhlíkových nanotrubic. Technické použití uhlíkových nanotrubic v kompozitních materiálech, jako sondy AFM mikroskopů apod. 12. Kompozitní nanomateriály. Kompozity vyztužené nanovlákennými materiály. Zvýšení odolnosti proti delaminaci. Praktické příklady provedení kompozitů a jejich využití. 13. Rizika nanomateriálů. Vliv distribuce rozměrů průmyslově vyrobených nanomateriálů na živé organismy. Dosud známé případy ohrožení živých organismů nanomateriály. Princip předběžné opatrnosti. 14. Krátká nanovlákna - jejich výroba a uplatnění. Praktická cvičení: Ve cvičeních jsou studenti přímo seznamování s teoretickou a technickou podstatou jednotlivých přednášených výrobních metod. V závěrečném cvičení studenti sestavují zvlákňovací zařízení aktuálně zkoumané na KNT a vyrábějí určité množství definovaného materiálu.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování), Samostatná práce studentů (studium textů, literatury, problémové úkoly,výzkum, pisemná práce), Laboratorní praktika, E-learning
- Účast na výuce
- 56 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Tento předmět se zabývá prohloubením znalostí problematiky vlákenných nanomateriálů a to z hlediska jejich výroby, rozdělení, testování a samozřejmě také uplatnění. Důležitým prvkem jsou technologie výroby jednotlivých nanovlákenných materiálů. Dále jsou studenti seznamování s detaily provedení zvlákňovacích postupů a teoretickou podstatou zkoumaných jevů. Studenti se zároveň učí používat znalosti dosud získané při řešení konkrétních příkladů technologie výroby nanomateriálů Studentům jsou představovány speciální postupy při testování materiálů složených z nanovláken , které se mnohdy velmi liší od klasických postupů. Ve cvičeních jsou studenti přímo seznamování s teoretickou a technickou podstatou jednotlivých přednášených výrobních metod. V závěrečném cvičení studenti sestavují zvlákňovací zařízení aktuálně zkoumané na KNT a vyrábějí určité množství definovaného materiálu. Předmět je přednášen pro studenty oboru Nanotechnologie.
Student bude uveden do problematiky textilních nanomateriálů a to z hlediska jejich výroby, rozdělení, testování a uplatnění. Součástí témat jsou technologie výroby jednotlivých nanomateriálů a speciální postupy při testování materiálů složených z nanočástic, které se mnohdy velmi liší od klasických postupů.
|
|
Předpoklady
|
Studenti musí absolvovat předměty přírodovědného základu (Fyzika, elektrotechnika, chemie)
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Kombinovaná zkouška
Podmínkou zápočtu je aktivní účast na cvičeních, úspěšné absolvování testů. Zkouška je písemná a ústní.
|
|
Doporučená literatura
|
-
Ramakrishna, S., et al. An Introduction to Electrospinning and Nanofibers, World Scientific.
-
TONG L., XUNGAI W. Needleless Electrospinning of Nanofibers,Technology and Applications, Taylor & Francis Group, LLC, 2013, ISBN 978-981-4316-84-2. Oxfordshire: Taylor & Francis Group, 2013. ISBN 978-981-4316-84-2.
-
Z. Weiss, G. Simha-Martynková, O. Šustai. Nanostruktura uhlíkatých materiálů. Repronis Ostrava, 2005, ISBN80-7329-083-9,138s.
|