|
Vyučující
|
-
Kalinová Klára, doc. Ing. Ph.D.
-
Komárek Michal, Ing. Ph.D.
-
Hrůza Jakub, Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
Přednášky: 1. Definice nanostruktury, její základní parametry a vlastnosti. Měrný odpor proti proudění vzduchu, Hagen Poiseuillesův zákon. Chování toku podél nanovláken/nanočástic, kde je střední volná dráha molekul porovnatelná s charakteristickým rozměrem - Knudsenovo číslo. 2. Membrány 1. Definice membrán, struktura membrán a jejich klíčové vlastnosti. Základní členění membránových procesů a jejich řídící mechanismy: tlakové procesy, elektromembránové procesy, separace plynů a par, pervaporace, dialýza, tok tekutin, difúze, sorpce (Marek). 3. Membrány 2. Základní charakteristika materiálů používaných pro výrobu membrán (anorganické a polymerní materiály, kompozity). Výroba membrán (Marek). 4. Membrány 3. Membrány pro filtraci, membrány pro vodíkové články, iontově selektivní membrány, membrány pro separaci plynů a par, paropropustné membrány pro oděvní a stavebním aplikace, membránové reaktory, hybridní membrány (Marek). 5. Filtrace 1. Základní charakteristiky filtrace plynů a kapalin. Základní mechanismy filtrace s důrazem na záchyt malých částic. Podstata katalytických jevů a katalytické filtrace (Hrůza). 6. Filtrace 2. Technologie přípravy a zpracování nanomateriálů ve filtračních systémech. Používané materiály (Hrůza). 7. Filtrace 3. Jednotlivé aplikace: Filtrace horkých spalin, filtrace atmosférického vzduchu, respirátory, selektivní filtrace vody (Hrůza). 8. Elektrochemie a fotovoltaika 1. Principy elektrochemických reakcí a fotovoltaický jev (Komárek). 9. Elektrochemie a fotovoltaika 2. Aplikace nanomateriálů v elektrochemii-Solární články a Palivové články (Komárek). 10. Elektrochemie a fotovoltaika 3. Aplikace nanomateriálů v elektronice a elektrochemii - Baterie a Superkapacitory (Komárek). 11. Akustika 1. Principy pohlcování a izolace zvuku: Kmitání, vlnění, definice akustických veličin, principy pohlcování zvuku porézním materiálem, rezonančním prvkem, rezonanční frekvence membrány, principy izolace zvuku (Kalinová) 12. Akustika 2. Predikce akustického chování: Eulerova pohybová rovnice, rovnice kontinuity, vlnová rovnice, činitel struktury vlákenného materiálu, metody výpočtu rezonanční frekvence membrány, metoda výpočtu stupně vzduchové neprůzvučnosti (Kalinová) 13. Akustika 3. Materiály pro akustické aplikace: zvukově pohltivé materiály v aplikaci do prostorové akustiky, zvukově pohltivé a neprůzvučné materiály v aplikaci do stavebnictví, automobilového průmyslu, do vzduchotechniky a strojních zařízení (Kalinová) 14. Ostatní aplikace nanomateriálů. Cvičení: Spočívá ve společném řešení teoretických výpočtů vztahujících se k jednotlivým tématům. Semestr je zakončen zápočtovým testem obsahujícím probírané příklady.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování)
- Účast na výuce
- 56 hodin za semestr
- Domácí příprava na výuku
- 56 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku
- 38 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Detailní popis využití nanomateriálů v následujících aplikacích: membrány, filtrace, elektrochemie, fotovoltaika a akustika. Nanomateriály jsou zde míněny: nanočástice, nanovlákna, nanopovrchy a nanopóry. Jednotlivé bloky aplikací jsou rozděleny tematicky na teoretický úvod do dané problematiky, popis technologie implementace nanomateriálů a výsledné vlastnosti a parametry jednotlivých aplikací včetně současného i budoucího vývoje.
Student si osvojí znalosti z předmětu.
|
|
Předpoklady
|
Nespecifikováno
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Písemná zkouška
Zápočet: úspěšné absolvování zápočtového testu Zkouška: písemná
|
|
Doporučená literatura
|
-
Handbook of Nanotechnology. Springer, 3rd edition. ISBN 978-3-642-02524-2.
-
Brown, R. C. Air filtration. Sheffield, 1993. ISBN 0 08 041274 2.
-
Crocker, J., C. Handbook of Acoustics. Wiley-interscience, New York, 1998. ISBN 0-471-25293-X.
-
Guo-Zhong Cao, Ying Wang. Nanostructures and Nanomaterials: Synthesis, Properties, and Applications. World Scientific, 2011. ISBN 9814322504.
-
Palatatý. Membránové procesy. VŠCHT, 2012. ISBN 978-80-7080-808-5.
-
Richard W. Baker. Membrane Technology and Applications, 2nd Edition. John Wiley & Sons, Ltd., 2004.
-
ŠKVOR, Z. Akustika a elektroakustika. Academia AVČR, Praha, 2001. ISBN 80-200-0461-0.
-
Víden, I. Chemie Ovzduší. Skripta. VŠCHT Praha, 2005. ISBN 80-7080-571-4.
-
Vollath, D. Nanomaterials: An Introduction to Synthesis, Properties and Applications. Wiley, 2008.
|