Osnova témat

  • TEXTILNÍ NANOMATERIÁLY - úvod

     Přednášeno pro studenty prvního ročníku magisterského studia

    Přednášející: 

                           doc. Ing. Pavel Pokorný, Ph.D. (pro FM)


    Cvičící: doc. Ing. Pavel Pokorný, Ph.D. (pro FM)

    Garant předmětu: doc.  Ing. Pavel Pokorný, Ph.D., prof. RNDr. Oldřich Jirsák, CSc.

    KATEDRA NETKANÝCH TEXTILIÍ A NANOVLÁKENNÝCH MATERIÁLŮ, FAKULTA TEXTILNÍ, TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

    Cíle předmětu:

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

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

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

    Předmět je přednášen pro studenty oboru Nanotechnologie.

    Požadavky na studenta:

    Zápočet: Aktivní účast na cvičeních, vypracování rešeršní semestrální práce, zápočtový test
    Zkouška: ústní

    Obsah:

    1. 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. 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. Stejnosměrné elektrické zvlákňování. Stručná historie oboru. Základní provedení zvlákňování. Produktivita a výrobnost procesu. Typy zdrojů stejnosměrného vysokého napětí.
    4. Speciální kolektory a modifikace výrobního procesu. Dostupné zvlákňovací postupy
      a strojní zařízení. Technologická úskalí realizace procesu.
    5. 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. Zvaná přednáška. Fyzikální základy elektrického zvlákňování. Teoretická východiska. Přednáší prof. RNDr. David Lukáš, CSc.
    7. Elektrické zvlákňování. Orientace vláken, bikomponentní a koaxiální nanovlákna. Speciální kolektory, koaxiální zvlákňování. Podstata a technické provedení spinerů.
    8. Využití elektricky zvlákněných nanovláken. Příklady použití a modifikace zvlákňovacího procesu.
    9. Výroba polymerních nanovláken s výjimkou elektrického zvlákňování. Výčet a technické provedení jednotlivých metod. Použitelnost takto vyrobených nanovláken.
    10. Zvaná přednáška. Využití nanovláken ve tkáňovém inženýrství a drug delivery systémech. Přednáší Ing. Petr Mikeš, Ph.D. nebo Ing. Věra Jenčová, Ph.D.
    11. 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. Kompozitní nanomateriály. Kompozity vyztužené nanovlákennými materiály. Zvýšení odolnosti proti delaminaci. Praktické příklady provedení kompozitů a jejich využití.
    13. Rizika nanomateriálů. Vliv distribuce rozměrů průmyslově vyrobených nanomateriálů na živé organismy. Dosud známé případy ohrožení živých organismů nanomateriály. Princip předběžné opatrnosti.
    14.  Doplňující přednáška: Krátká nanovlákna – jejich výroba a uplatnění nebo Úskalí realizace nanotechnologických poznatků v průmyslu.

    Literatura:

    1. Ramakrishna S. and all: An introduction to Electrospinning and Nanofibers, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd.  2005, ISBN 981-256-415-5
    2. Z. Weiss, G. Simha-Martynková, O. Šustai: Nanostruktura uhlíkatých materiálů. Repronis Ostrava, 2005, ISBN80-7329-083-9,138s.;
    3. Tong L., Xungai W.: Needleless Electrospinning of Nanofibers,Technology and Applications, Taylor & Francis Group, LLC, 2013, ISBN 978-981-4316-84-2

    Důležité studijní materiály pro samostudium jsou v kurzu TNA doc. Kuželové - Košťákové pro bakalářské studium!!!!!

     

  • Slovník pojmů

    _____________________________________________________________

  • Aktuální téma

    Školní rok 2017-18 pro FM

    AKTUÁLNĚ PŘEDNÁŠENÉ PŘEDNÁŠKY V LETNÍM SEMESTRU školního roku 2017-18

    Budou průběžně doplňovány vždy po odpřednášení

    CVIČENÍ PRO STUDENTY FAKULTY MECHATRONIKY  povede Ing. Pavel Pokorny, Ph.D. a bude studenty v průběhu semestru individuálně o tématech řešených při cvičení informovat.

  • Doplňky k předmětu TNA

    _____________________________________________________________

    Vybraná literatura pro rozšíření znalostí:

    - Hošek, J.: Úvod do nanotechnologie, skripta ČVUT, nakladatelství ČVUT 2010

    - Harris, P.,J., F.: Carbon Nanotube Science, University of Reading UK, Cambridge University Press, 2009

    - Lukáš, D. et al.: Physical principles of electrospinning (Electrospinning as a nano-scale technology of the twenty-first century), Textile Progress, Vol.41, No.2, 2009, 59-140

    - Ramakrishna S. et al.: Electrospinning and Nanofibers, World Scientific Publishing, 2005

     

    • Výroba polymerních nanovláken

      _____________________________________________________________

      Výroba polymerních nanovláken (s vyjímkou elektrostatického zvlákňování)

      prezentace ve formatu .pdf

      nit z tažených nanovláken (metoda drawing)_ autor Jana Bajáková KNT, TULvlákenný materiál vyrobený pomocí odstředivého zvlákňování

      odkazy související s danou přednáškou

      http://www.fiberiotech.com/

      http://fiberiotech.com/technology/how-it-works/