You are hereZáklady nanotechnologií 2
Základy nanotechnologií 2
Předmět: Základy nanotechnologií 2
Katedra/Zkratka: KEF/ZANA2
Rok: 2021 2022
Garant: 'doc. Mgr. Vít Procházka, Ph.D.'
Anotace: Tento předmět navazuje na předmět Fyzikální základy nanotechnologií 1. Zaměřen na aplikace nanotechnologií.
Přehled látky:
- Fyzikální jevy v nanosvětě; Mechanické vlastnosti nanostruktur; Elektrické vlastnosti nanostruktur;
- Optické vlastnosti nanostrukturních materiálů, nanopigmenty; Nanomateriály pro uchování energie, palivové články; Nanokrystalické oxidy kovů jako plynové senzory; Nanomateriály ve fotoelektrochemických aplikacích
- Nanoelektronika; Polovodičové nanočástice; Využití uhlíkových nanostruktur; Nanočásticová architektura
- Biomagnetické a magnetické separační a purifikační procesy s využitím nanočástic; Využití nanomateriálů v medicíně. Kontrastní látky pro MRI. Detoxikační procesy.
- Využití magnetických nanočástic v léčbě nádorových onemocnění (hypertermie). Antimikrobiální účinky nanočástic. Magnetické nosiče; Zdravotní, ekologické a sociální dopady nanotechnologií.
Přednáška (PDF 13 MiB)
Otázky
- Základy magnetismu
Orbitální a spinový magnetický moment, orbitální vazba, kvantování momentu hybnosti, výměná interakce, double exchange interaction, superexchange interaction, magnetokrystalová anizotropie, magnetické domény. - Magnetismus nanočástic
Monodoménovost, superparamagntismus, blokovací teplota, měření magnetických vlastností, klastry atomů atomů, molekulární magnety, nanokrystalické materiály - Aplikace magnetických nanomateriálů
Doprava léčiv, hypertermie, kontrastní činidla pro NMRI, záznamová média, magnetické stínění, spintronika - Mechanické vlastnosti
Elastická, plastická deformace, Způsob měření mechanických vlastností, dislokace, hranové šroubové, Burgersův vektor, dvojčatění, pokluz po rovinách-creep, pokluz po hranicích zrn. Frank-readův zdroj dislokací, Vyplněnost prostoru, Hall-Petchova relace, nárůst velikosti zrn pod tlakem, měknutí materiálu. Nonoindentace, superplasticita. - Optické vlastnosti
Pásová struktura polovodičů, kovů a izolátorů, mezipásové přechody, Excitony, polarony, modrý posuv, absorpce světla Beer-Lambertův zákon, Index lomu pomocí nanomateriálů. Kvantové omezení excitonů, kovové nanočástice – plazmony, povrchové plazmony Surface Enhanced Raman Scattering. Kvantové tečky, elektroluminiscence. - Aplikace
Enviromentální aplikace, katalytické aplikace, fotokatalýza, čištění vod, odbourání odpadů, toxicita nanomateriálů. Medicínské aplikace, protetika, fototerapie, doprava léčiv. Energetické aplikace, baterie, uchování energie, fotovoltaika, konstrukční materiály. - Aerogely, dendrimery, supramolekuly, biologické nanostruktury, blokové kopolymery
Definice, výroba a vlastnosti aerogelů a dendrimerů, pojem supramolekuly, pojem a využití blokových kopolymerů, ukázkové biologické „nanostruktury“
- Manipulace s nanosystémy
Nanomanipulátory, manipulace pomocí mikroskopů, optická pinzeta, magnetické manipulace
- Soft-litografické techniky, dvoufotonová polymerizace
Nanočásticová litografie, nanoimprint, mikrokontaktní tisk, dvoufotonová polymerizace - Problémy současné elektroniky a nanoelektronika
Základy současné elektroniky, MOSFET, významné problémy, škálování MOSFETu, speciální hradla, ukázka nových přístupů