Textilní nanomateriály

Annotation

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 studující seznamování s detaily provedení zvlákňovacích postupů a teoretickou podstatou zkoumaných jevů. Studující se zároveň učí používat dosud získané znalosti z jiných předmětů při řešení konkrétních příkladů technologie výroby nanomateriálů.

Posluchačům jsou představovány speciální postupy při testování materiálů složených z nanovláken, které se mnohdy velmi liší od klasických postupů.

Ve cvičeních jsou studující přímo seznamování s teoretickou a technickou podstatou jednotlivých přednášených výrobních metod. V závěrečném cvičení posluchači používají zvlákňovací zařízení aktuálně zkoumané na KNT a vyrábějí určité množství definovaného materiálu.

Obsah a rozsah přednášek a případných cvičení může být upraven podle aktuálního zájmu studentů.

Předmět je vyučován formou přednášek seminárního charakteru a cvičení.

Structure

1. týden: Úvod do nanotechnologií obecně se zaměřením na nanovlákenné materiály. Pojednává se o rozměrech, které připadají v úvahu při nanotechnologii. Rozdělení nanotechnologií a obsah přednášek kurzu. Výskyt nanomateriálů v přírodě, princip minimální spotřeby materiálu a energie při tvorbě nanomateriálů.
2. týden: 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. týden: Stejnosměrné elektrické zvlákňování. Stručná historie oboru. Základní provedení zvlákňování. Produktivita a výrobnost procesu. Typy zdrojů stejnosměrného vysokého napětí.
4. týden: Speciální kolektory a modifikace výrobního procesu. Dostupné zvlákňovací postupy a strojní zařízení. Technologická úskalí realizace procesu.
5. týden: 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. týden: Zvaná přednáška. Fyzikální základy elektrického zvlákňování. Teoretická východiska. Přednáší prof. RNDr. David Lukáš, CSc.
7. týden: Elektrické zvlákňování. Orientace vláken, bikomponentní a koaxiální nanovlákna. Speciální kolektory, koaxiální zvlákňování. Podstata a technické provedení spinerů.
8. týden: Využití elektricky zvlákněných nanovláken. Příklady použití a modifikace zvlákňovacího procesu.
9. týden: Výroba polymerních nanovláken s výjimkou elektrického zvlákňování. Výčet a technické provedení jednotlivých metod. Použitelnost takto vyrobených nanovláken.

10: týden: Zvaná přednáška. Využití nanovláken ve tkáňovém inženýrství a drug delivery systémech. Přednáší Ing. Petr Mikeš, Ph.D. nebo Ing. Věra Jenčová, Ph.D.

11. týden: 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. Přednáší doc. Ing. Eva Kuželová-Košťáková, Ph.D.
12. týden: Kompozitní nanomateriály. Kompozity vyztužené nanovlákennými materiály. Zvýšení odolnosti proti delaminaci. Praktické příklady provedení kompozitů a jejich využití.

13. týden: Rizika nanomateriálů. Vliv distribuce rozměrů průmyslově vyrobených nanomateriálů na živé organismy. Dosud známé případy ohrožení živých organismů nanomateriály. Princip předběžné opatrnosti.

Teaching aids

RAMAKRISHNA, S. and all. An introduction to Electrospinning and Nanofibers, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. 2005, ISBN 981-256-415-5. WEISS, Z., SIMHA-MARTYNKOVÁ,G., ŠUSTAI, O. Nanostruktura uhlíkatých materiálů. Repronis Ostrava, 2005, ISBN80-7329-083-9,138 s. TONG, L., XUNGAI, W. Needleless Electrospinning of Nanofibers,Technology and Applications. Taylor & Francis Group, LLC, 2013, ISBN 978-981-4316-84-2.

Rozvrh