|
Vyučující
|
-
Holec Pavel, Ing. Ph.D.
-
Kalous Tomáš, Ing. Ph.D.
-
Jirkovec Radek, Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
1. Úvod do problematiky vlákenných nanomateriálů Základní pojmy a definice nanomateriálů a nanotechnologií; Proč nano; Základy z přírody, základní principy výroby, vlastnosti a výhody textilních nanomateriálů, podstaty úprav textilních materiálů v nanoměřítku, definice. 2. Elektrostatické zvlákňování - úvod Obecně možnosti výroby polymerních nanovláken (tažení, melt blown, bikomponentní vlákna typu ostrovy v moři atd.) s důrazem na úvod do elektrostatického zvlákňování - základní terminologie a charakteristiky. 3. Elektrostatické zvlákňování- principy Principy elektrostatického zvlákňování (Taylorův kužel, Rayleighova nestabilita, jehlové a bezjehlové zvlákňování atd.), Materiálové a procesní podmínky. 4. Elektrostatické zvlákňování - výroba Možnosti ovlivňování výroby polymerních nanovláken (vliv vlastností kapaliny určené pro zvlákňování, vliv parametrů stroje a podmínek při zvlákňování). 5. Elektrostatické zvlákňování - základní materiály, výsledné vlastnosti a použití Typy polymerů určených pro elektrostatické zvlákňování, vlastnosti elektrostaticky zvlákněných nanovláken, možnosti použití, modifikace nanovláken (povrchové úpravy, karbonizace, atd.) 6. Elektrostatické zvlákňování - modifikace Speciální kolektory - uspořádávání nanovláken, koaxiální zvlákňování (nanovlákna typu jádro-plášť), nanovlákna strana-strana, porézní nanovlákna, nanovlákenné nitě, hybridní nitě, AC electrospinning, wet electrospinning. 7. Elektrostatické zvlákňování výrobní zařízení na trhu (výrobci, porovnání, ukázky) 8. Elektrostatické zvlákňování aplikace výsledných materiálů, produkty na trhu 9. Uhlíkové nanotrubice - struktura Uvedení do problematiky uhlíkových nanomateriálů nejen vlákenných (fulereny, jednostěnné uhlíkové nanotrubice, vícestěnné uhlíkové nanotrubice, uhlíková nanovlákna atd.)- struktruní charakteristiky. 10. Uhlíkové nanotrubice výroby Možnosti výroby uhlíkových nanotrubic, postupy výroby, zdroje uhlíku atd. 11. Uhlíkové nanotrubice -vlastnosti a využití Popis vybraných vlastností uhlíkových nanotrubic (chemická reaktivita, elektrická vodivost, mechanické vlastnosti atd.). Představení konkrétních aplikací uhlíkových nanotrubic. 12. Kompozitní materiály Kompozitní materiály vyztužené uhlíkovými nanotrubicemi, či elektrostaticky zvlákněnými nanovlákny jako primární či sekundární výztuž. Kompozitní nanovlákna. 13. Testování nanomateriálů mikroskopie, chemické složení, příklady použití zařízení ve studiu nanovlákenných materiálů: Rastrovací elektronový mikroskop (SEM), Environmentální rastrovací elektronový mikroskop (ESEM), Scanning tunneling microscopy, Atom force microscopy (AFM), Infračervená spektroskopie, Ramanova infračervená spektroskopie, EDS-SEM analýza atd. 14. Zdravotní rizika při práci s nanomateriály Rizika při zpracování uhlíkových nanotub a nanovláken, rizika při výrobě elektrostaticky zvlákněných nanovláken z nevodných roztoků, atd. Cvičení: Laboratorní úlohy prováděné většinou ve dvojicích související s přednášenou problematikou. Studenti jsou zde přímo seznamování s vlákennými nanomateriály a podílejí se na jejich výrobě a testování. Z každého cvičení vypracovávání protokol.
|
|
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
|
Cílem předmětu Textilní nanomateriály je seznámit studenty se základními principy tvorby nanovlákenných materiálů. Studenti se seznámí s elektrickým zvlákňováním, materiálovými a procesními podmínkami ovlivňující elektrické zvlákňování. Následně jsou představeny další způsoby výroby nanovlákenných materiálů. Dále budou studenti seznámeni s uhlíkovými nanomateriály. Studenti se seznámí s možnou charakterizací nanovlákenných materiálů, jejich využitím a také jejich potenciálním rizikem.
|
|
Předpoklady
|
Nespecifikováno
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Kombinovaná zkouška, Ústní zkouška, Písemná zkouška
Aktivní účast na cvičení, semestrální práce, zkouška
|
|
Doporučená literatura
|
-
Bhushan, B.: Springer. Handbook of Nanotechnology. Springer Verlag, Berlin, 2004.
-
Huang, Z.-M., Zhang, Y.-Z., Kotaki, M., Ramakrishna,S. A review on polymer nanofibers by electrospinning and their applications in nanocomposites. 2003.
-
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..
-
Ramakrishna, S., et al. An Introduction to Electrospinning and Nanofibers, World Scientific Publishing, 2005, ISBN 981-256-415-2.
|