Předmět: Fyzikální principy tvorby nanovláken

« Zpět
Název předmětu Fyzikální principy tvorby nanovláken
Kód předmětu KCH/FTP
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Magisterský
Rok studia 2
Semestr Zimní
Počet ECTS kreditů 6
Vyučovací jazyk Čeština, Angličtina
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Dostupnost předmětu Předmět je nabízen přijíždějícím studentům
Vyučující
  • Lukáš David, prof. RNDr. CSc.
Obsah předmětu
1. Úvod 1.1 Historie tvorby nanovlákenných materiálů. 1.2 Úvod do elektrostatického zvlákňování jako příkladu technologie tvorby nanovláken. 1.3 Elektrostatické pole a jeho teoretický popis. 1.4 Kapilární jevy a kapilární tlak. I. Základy hydrodynamiky a elektrické zvlákňování I.1 Úvod do hydrodynamické stabilitní analýzy I.2 Základní hydrodynamické rovnice II. Disperzní zákony II.1 Disperzní zákon pro gravitační vlnu II.2 Disperzní zákon pro kapilární vlnu II.3 Disperzní zákon pro kapilární vlnu ve vnějším elektrickém poli III. Elektrostatické zvlákňování z volné hladiny polymerních roztoků III.1 Analýza disperzního zákona kapilární vlny ovlivňované vnějším elektrickým polem IV. Povrchové napětí IV.1 Van der Waalsovy síly IV.2 Lennard-Jonesův potenciál IV.3 Základní koncept povrchového napětí IV.4 Rozpor koncepce sféry molekulárního působení s experimentem IV.6 Kapilární tlak, Laplaceova-Youngova rovnice V. Střídavé elektrické zvlákňování VI. Metoda mechanického tažení jednotlivých nanovláken VII. Plateauova-Rayleighova nestabilita VIII. Vypařování rozpouštědla z polymerní trysky a difúze Cvičení: Seminář a cvičení Studenti během studia píší dva testy (v polovině semestru a v zápočtovém týdnu). Zkouška se skládá z písemné a ústní části.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování), Samostatná práce studentů (studium textů, literatury, problémové úkoly,výzkum, pisemná práce), Laboratorní praktika
  • Účast na výuce - 56 hodin za semestr
Výstupy z učení
Historie elektrického zvlákňování, elektrický a kapilární tlak, elektrická dvoj-vrstva, Taylorův kužel, jehlové a hladinové elektrostatické zvlákňování, typy zvlákňovacích zařízení, ko-axiální elektrické zvlákňování, elektrický vítr, zářivé jevy doprovázející elektrické zvlákňování, speciální kolektory, technologie tažení individuálních nanovláken, technologie odstředivého zvlákňování, produkce nanovláken buňkami.
Student si osvojí znalosti z předmětu.
Předpoklady
Nespecifikováno

Hodnoticí metody a kritéria
Ústní zkouška, Písemná zkouška, Didaktický test, Prezentace osvojených vědomostí formou referátu

Zápočet: absolvování cvičení, vypracování všech protokolů ohodnocených známkou nejvýše dobře. Zkouška: písemná + ústní
Doporučená literatura
  • Lukas D Sarka A Pokorny P. Self organization of jets in electrospinning from free liquid surface - a generalized approach, accepted for publication, Journal of Applied Physics, 103 (2008), 309-316.
  • Lukáš D Sarkar A Martinová L Vodseďálková K Lubasová D Chaloupek J Pokorný P Mikeš P Chvojka J Komárek M. Physical principles of electrospinning (Electrospinning as a nano-scale technology of twenty-first century), Textile Progress, 41 (2009), 59-140, ISSN 0040-5167, ISBN-13:978-0-415-55823-5..
  • S. Ramakrishna, K. Fujihara, W. Teo, T. Lim, and Z. Ma. An introduction to electrospinning and nanofibres, World Scientific Publishing Co., Singapor, 2005.
  • Y. Filatov, A. Budyka, and V. Kirichenko. Electrospinning of micro- and nanofibres: fundamentals in separation and filtration processes, Begell House Inc., Redding, 2007.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr
Fakulta: Fakulta textilní Studijní plán (Verze): Netkané a nanovlákenné materiály (2012) Kategorie: Textilní výroba a oděvnictví 2 Doporučený ročník:2, Doporučený semestr: Zimní