26 hours, optionally

1. Úvod - základní pojmy, názvosloví, rozdíly mezi nano- a makro-objekty, přirozené nanomateriály, stručná historie. Přístup top-down a bottom-up, kategorizace podle dimenzionality (geometrie nanoobjektů), rostoucí vliv povrchových atomů, kvantové efekty.
2. Příprava nanočástic (0D, 1D geometrie nanostruktur) – příprava částic z vodného roztoku (nukleační teorie, koloidní a micelární systémy, pyrolýza). Příprava částic z organokovových sloučenin (sol gel, polymerační metody, templátování). Příprava 1D struktur (vlákna, trubky, tyčky).
3. Příprava tenkých vrstev (2D geometrie nanostruktur), růstové mechanismy tenkých vrstev, vliv teploty a rychlosti depozice, epitaxní růst. Fyzikální a chemické metody z plynné fáze – napařování, naprašování, PVD, CVD. Povlakování z roztoku, metody založené na sol gel procesu. Depozice – EPD, elektro a force spinning). Pyrolýza. Litografie.
4. Přírodou inspirované nanomateriály a nanotechnologie – hierarchická struktura přírodních systémů, biomimetický přístup k přípravě artificiálních struktur, tkáňové inženýrství (hydrogely, skafoldy, proteiny a DNA struktury).
5. Metody zkoumání nanomateriálů I – charakterizace pomocí spektroskopických metod (absorpční a reflektanční UV-VIS, fluorescenční, Ramanova, elipsometrické), morfologie připravených částic pomocí elektronové mikroskopie (SEM, TEM). Elektrické vlastnosti.
6. Metody zkoumání nanomateriálů II – koloidní charakteristiky (velikost částic, DLS a zeta potenciál), porézní struktura – adsorpce, chemisorpce, micelární struktura (SAXS-XRD), zkoumání povrchu (AFM, STM, SNOM), funkcionalizace povrchu.
7. Fyzikální vlastnosti nanomateriálů obecně – mechanické, optické, elektrické a magnetické vlastnosti. Hetero a foto katalýza.
8. Nanomateriály a jejich aplikace I – nanooptika a nanoelektronika (povrchový plasmon, nanopigmenty, nanofotonika, polovodičové nanočástice), OLED displeje , uhlíkové nanostruktury.
9. Nanomateriály a jejich aplikace II – medicínské aplikace (nanomagnetismus, tj. magnetické nosiče, MRI, léčba nádorových onemocnění), lékařská diagnostika, tkáňové inženýrství, kosmetika.
10. Nanomateriály a jejich aplikace III -„energy harvesting“ (konverze, akumulace a uložení energie – solární články, baterie, palivové články, vodíkové technologie, CCSU technologie), samočistící a antibakteriální aplikace.
11. Nanomateriály a jejich aplikace IV – odpadové hospodářství (nanomembrány pro čistění odpadních vod, zeolity), valorizace odpadu, zvýšení mechanické odolnosti (uhlíkové nanotrubky, povrchové úpravy aj.), použití ve stavebních materiálech (koloidy, nanočástice, kompozity).
12. Zdravotní, ekologické a sociální dopady nanotechnologií. Rizika nanotechnologií.
13. Prezentace studentských projektů.