Detail předmětu

Praktický úvod do nanotechnologií

FCH-BC_UN_PAk. rok: 2024/2025

Předmět si klade za cíl seznámit studenty se základními aspekty a technikami přípravy nanočástic, nanovrstev a nanovláken a metodami využívaných při jejich charakterizaci. V rámci předmětu se studenti teoreticky i prakticky seznámí s metodami použivanými pro přípravu anorganických nanočástic, liposomů, polyelektrolytových komplexů, micerálních systémů a nanovrstev. Cílem předmětu je také seznámit studenty s metodami využívanými při charakterizaci nanočástic jako jsou DLS, SAXS a elektronová mikroskopie. V neposlední řadě bude pozornost věnováná bezpečnostním aspektům nanotechnologií.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikální a spotřební chemie (ÚFSCH)

Vstupní znalosti

základní znalosti obecné, anorganické, organické a fyzikální chemie a biologie

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Podmínky udělení zápočtu: absolvování všech praktických úloh předmětů, vypracování všech protokolů a jejich schválení vyučujícími; předložení vypracovaného deníku garantovi předmětu; úspěšné absolvování zápočtového testu

Učební cíle

Seznámit studenty teroreticky i prakticky se základními technikami používanými při přípravě a charakterizaci nanosystémů a nanomateriálů pro medicínu a další pokročilé aplikace.
Po zvládnutí předmětu má student základní teoretické znalosti a praktické dovednosti v oblasti laboratorních metod používaných při přípravě a charakterizaci anorganických i organických systémů a materiálů pro medicínu nebo jejich prekurzorů.a je schopen provádět základní laboratorní operace. Předmět rozvíjí znalosti získané v Úvodu do medicínských materiálů a připravuje základ pro realizaci následného laboratorního projektu.

Základní literatura

D.S. Goodsell: Bionanotechnology. Wiley 2004 (CS)
Hošek J.: Úvod do nanotechnologie. ČVUT, Praha 2010 (CS)
Ramsden J.: Essentials of Nanotechnology, BookBoon 2009 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Program BPCP_CHMA bakalářský 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D.

Osnova

Obecné schéma průběhu kurzu spočívá ve střídání přednáškové a praktické fromy výuky. V úvodní přednáškách vyučující vysvětlí principy metod přípravy nebo charakkterizaci nanočástic a případně následně názorně předvede základní úkony nutné pro zvládnutí úlohy. V praktické části kurzu pak studenti prakticky vykonají připravené úlohy dle uvedených pokynů a následně vypracují podrobný popis teoretické i praktické části úlohy do laboratorního deníku.

1. Úvodní hodina, bezpečnost práce, požadavky na domácí přípravu a na protokoly, systém hodnocení.
2. Teoretická přednášky na téma: příprava nanočástic a polyelektrolytových komplexů, příprava nanovláken, nanosystémy v biotechnologiích, příprava liposomů, mikroenkapsulace, bezpečnostní aspekty v nanotechnologiích
3. Teoretické přednášky o analytických metodách charakterizace nanočástic - DLS, sedimentační analýza, XRD, SAXS, fluorescenční spektroskopie, reologie, elektronová mikroskopie
4. Praktická úloha - laboratorní příprava anorganických nanočástic a jejich charakterizace
5. Praktická úloha - stanovení velikosti částic a jejich zeta-potenciálu s využitím analýzy dynamického rozptylu světla (DLS)
6. Praktická úloha - příprava a charakterizace liposomů
7. Praktická úloha - agregační chování, micelární systémy
8. Praktická úloha - příprava polyelektrolytových komplexů
9. Praktická úloha - příprava nanovrstev (spin-coating), charakterizace vrstev na optickém a interferenčním mikroskopu
10. Praktická úloha - elektronová mikroskopie