Nanočástice PS 2012 1
Nanočástice
(Anogranických materiálů vč. kovů a jejich
slitin)
Brno, PS 2012
Přednášející: doc. Jiří Sopoušek E-mail:
sopousek@mail.muni.cz, tel.: 549497138
Ofice: UKB A12/M231
Ústav chemie: http://ustavchemie.sci.muni.cz/
Audio test:
Start
Au-nano
Nanočástice PS 2012 2
Vybrané info o předmětu
•Termín konání: Út 12,00-12,50
•Kredity 1
•Kreditová funkce: Při ukončení předmětu
zkouškou jsou přidány 2 kredity navíc, kolokviem
1 kredit navíc, při jiném typu ukončení student
získá pouze kredity uvedené v rubrice Počet
kreditů. (plus ukončení)
•Podmínky k získání klasifikace: ? Zkouška, test, samostatná práce,
presentace na nano téma?.
• Předmět alternuje k přednášce C6730 Fázové
rovnováhy
Nanočástice PS 2012 3
Osnova
- Přehled vybraných vlastnosti nanočástic - NPs (elektronová
struktura,atomární klastry, krystalografie, geometrie nanoobjektů, hustota,
elastické moduly, magnetické a optické vlastnosti, termodynamika tepelná
kapacita a tepelná vodivost, kohezní energie, reaktivita, fázové přechody
teploty a entalpie fázových transformaci v pevném stavu, tání a sublimace,
povrchová a mezifázová energie, kohezní energie, ...).
- Syntéza NPs (bottom-up & down, syntéza z plynné fáze, pyrolýza,
mokrá syntéza z~prekurzorů, práškové metody, vznik klastrů, separace a
měření distribuční funkce NPs, ...).
- Nanomateriály (anorganické látky, nanoslitiny, kvantové tečky,
pigmenty, nanokompozity,... ).
- Charakterizace NPs (elektronová mikroskopie, spektrální metody,
termické analýza,...).
- Aplikace NPs (senzory, katalýza, mechanické vlastnosti NPs, ...)
Perspektivní použití (nanotechnologie, medicína,...).
- Toxikologie a rizika NPs.
Nanočástice PS 2012 4
Studijní materiály
Claudia Altavilla, Enrico Ciliberto: Inorganic Nanoparticles:
Synthesis, Applications, and Perspectives (Nanomaterials and
their Applications), CRC Press, 2011
3. C.Bréchignac, P. Houdy, M. Lahmani: Nanomaterials and
Namochemistry. Springer, 2007.
J. Leitner: Struktura nanomateriálů, skripta VŠChT Praha, 2011:
http://www.vscht.cz/ipl/nanomaterialy/Skripta/FCH_NANO_Strukt
ura%20nanomaterialu.pdf,
1. G. Cao: Nanostructures & Nanomaterials: Synthesis, Properties &
Applications. Imperial College Press, London 2004.
2. E. Roduner: Nanoscopic Materials. Size-dependent Phenomena.
RSC, Cambridge 2006.
4. G.L. Hornyak, J. Dutta, H.F. Tibbals, A.K. Rao: Introduction to
Nanoscience. CRC Press, Boca Raton 2008.
5. D. Vollath: Nanomaterials: An Introduction to Synthesis, Properties
and Applications, Wiley-VCH, 2008.
6. K.J. Klabunde, R.M. Richards (Eds.): Nanoscale Materials in
Chemistry. 2nd.Ed., Wiley, Hoboken 2009.
7. A.I. Rusanov: Surface thermodynamics revisited, Surf. Sci. Report
58 (2005) 111-239.
8. R.C. Cammarata: Generalized thermodynamics of surfaces with
applications to small solid systems, in Solid
Metody syntézy Ag NPs
Nanočástice PS 2012 5
Literatura
State Physics, Vol. 61 (H. Ehrenreich, F. Spaepen, Eds.), Academic
Press, 2009.
9. W. Haiss: Surface stress of clean and adsorbate-covered solids,
Rep. Prog. Phys. 64 (2001) 591-648.
10. P. Müller, A. Saúl: Elastic effects on surface physics, Surf. Sci.
Rep. 54 (2004) 157-258.
11. Q. Jiang, H.M. Lu: Size dependent interface energy and its
applications, Surf. Sci. Rep. 63 (2008) 427-464.
12. T.P. Martin: Shells of atoms, Phys. Rep. 273 (1996) 199-241.
13. Z.L. Wang: Transmission Electron microscopy of shapecontrolled
nanocrystals and their assemblies, J.
Phys. Chem. B 104 (2000) 1153-1175.
14. F. Baletto, R. Ferrando, Structural properties of nanoclusters:
Energetic, thermodynamic, and kinetic
effects, Rev. Modern Phys. 77 (2005) 371-423.
15. H. Gleiter: Nanostructured Materials: Basic consepts and
microstructure, Acta Mater. 48 (2000) 1-29.
16. F.D. Fischer, T. Waitz, D. Vollath, N.K. Simha: On the role of
surface energy and surface stress in phasetransforming
nanoparticles, Prog. Mater. Sci. 53 (2008) 481-527.
17. Q. Jiang, S. Li: Thermodynamic considerations on solid
structural transition temperatures of nanocrystals,
Funkcionalizace
Nanočástice PS 2012 6
Literatura
J. Comput. Theor. Nanosci. 5 (2008) 2346-2364.
18. Q. Jiang, C.C. Yang: Size effect on the phase stabiliy of
nanostructures, Current Nanosci. 4 (2008) 179-200.
19. C.X. Wang, G.W. Yang: Thermodynamics of metastable
phase nucleation at the nanoscale, Mater. Sci. Eng.
R 49 (2005) 157-202.
20. Q.S. Mei, K. Lu: Melting and superheating of crystalline
solids: From bulk to nanocrystals, Prog. Mater.
Sci. 52 (2007) 1175-1262.
21. R.A. Andrievsky: Size-dependent effects in properties of
nanostructured materials, Rev. Adv. Mater. Sci. 21
(2009) 107-133.
22. G. Guisbiers, D. Ganguli (Eds.): Size effect in metals,
semiconductors and inorganic compounds, Key Eng.
Mater. Vol. 444, Trans Tech Publ. 2010.
23. S.C. Parida (Ed.): Thermal and thermodynamic stability of
nanomaterials, Mater. Sci. Forum Vol. 653,
Trans Tech Publ. 2010.
Internet a WWW
medicin
Marker
Nanočástice PS 2012 7
Nanočástice a měřítko
objektů
http://www.nano-reviews.net/index.php/nano/article/view/14767/19584
Bakterie 0,1-0,2um
HIV virus
(80nm)
Nanočástice Mikročástice BulkAtomy, molekuly
Atomární klastry
(0,1-1nm) (10-100atomů)
Nanočástice PS 2012 8
Multiscale
Nanočástice PS 2012 9
Nanočástice a jejich variabilita
Carbon nanotubes Micely Oxidy
Cobalt-
oxide
Kovy
Calixarene-Modified
Nanočástice PS 2012 10
Další typy NPs
Řada
vlastností
NPs je
podobná s
vlastnostmi
tenkých
nanovrstev.
Nanočástice PS 2012 11
Motivace studia NPs
Nanočástice PS 2012 12
Nanočástice PS 2012 13
Profesní růst
CEITEC: http://www.ceitec.muni.cz/index.php
Doc. Kaiser: X-ray Micro CT aand nano CT,
http://www.ceitec.eu/programs/advanced-nano-
and-microtechnologies/x-ray-micro-ct-and-
nano-ct/
Prof. Šikola, CEITEC VUT, Advanced
Nano and Mikro technologies
Synthesis and Analysis of
nanostructures
Nanočástice PS 2012 14
Diskuse
DNA kontrola tvaru Au-nano ?????
http://nextbigfuture.com/2012/08/dna-can-shape-gold-
nanoparticle-growth.html
?