Nanotechnologie a Nanomateriály na PřF UJEP Pavla Čapková

Transkript

1 Přírodovědecká fakulta UJEP Ústí n.l. a Ústecké materiálové centrum na PřF UJEP Nanotechnologie a Nanomateriály na PřF UJEP Pavla Čapková Kontakt: Doc. RNDr. Jaroslav Pavlík, CSc - Děkan PřF Jaroslav.Pavlik@ujep.cz Tel.:

2 Nanotechnologie v současnosti nezbytná součást materiálového výzkumu a vývoje nových materiálů!!!!!! Velký inovační potenciál!!!!!!! Nanotechnologie pronikají z laboratoří do průmyslových provozů a praktických aplikací: nanovlákenné textilie, nové lékové formy, nanokompozity pro samočistící nátěrové hmoty, jako specifické konstrukční materiály, nanoporezní materiály jako selektívní sorbenty, katalyzátory nanomateriály pro biomedicínské aplikace., senzory, biosenzory, funkční jednotky pro optoelektroniku..

3 Nanotechnologie cílená manipulace na nano-úrovni, tj. na úrovni atomů a molekul pro dosažení požadovaných vlastností a funkčnosti materiálu Podmínky: Kontrola technologických procesů, diagnostika na nano-úrovni a počítačový design nanostruktur Nanotechnologie na PřF UJEP : Chemické, fyzikální, kombinace chemických a fyzikálních technologií na PřF Počítačový design nanomateriálů na PřF UJEP Nanobiotechnologie tj. využití mikrorganismů k syntéze nanočástic nepěstujeme na PřF UJEP ale Ústav nanobiologie a strukturní biologie AV ČR v Českých Budějovicích

4 Plazmové technologie na PřF UJEP Kontrola procesů na nano-úrovni plazmové reaktory: Kontrola tlaku, Teploty, Koncentrace reagentů Elektrického pole Magnetického pole

5 Plazmové reaktory v různých konfiguracích: Magnetrony (RF, DC, pulzní) FBR Fluid bed reactor vznosový reaktor pro plazmové technologie na práškových substrátech Iontové dělo pro modifikaci povrchů

6 Nanomateriály připravené plazmovou technologií na PřF UJEP: Funkční nanostrukturované povrchy plazmová úprava povrchů kompaktních i práškových materiálů pro modifikaci povrchových vlastností adheze, chemická reaktivita, hydrofobicita. Funkční nanovrstvy - plazmová depozice funkčních nanovrstev a nanostruktur na pevné i práškové substráty pro různé funkce ochranné povlaky, katalytické nanostruktury, fotokatalýza (samočistící povrchy), luminiscentní pro optoelektronické aplikace Nanočástice kovů, oxidů kovů ukotvené na substrátech Nanotyčky na substrátech Nanokompozitní povlaky kov-polymer Funkční nanostruktury: kovové, oxidokovové, organické, polymerní.

7 Diagnostika nanomateriálů RTG difrakční analýza SIMS analýza povrchů (secondary ion mass spectrometry), XPS spektroskopie povrchů (X-ray photoelectron spectroscopy ESCA) Electrokinetic analyser měření zeta potenciálu - adhezních vlastností Zeta sizer měření velikosti a distribuce velikosti nanočástic Atomová absorpční, emisní, IR a fluorescenční spectroskopie. AFM a SEM mikroskopie

8 Chemické, elektrochemické a fotolitografické technologie přípravy nanostruktur pro biosenzory Fotolitograf Součástí vybavení je i : vysokoteplotní pec zařízení pro mikroabrazivní obrábění Spektrofluorimetr SPR analýza povrchová plazmová rezonance AFM a SEM mikroskopie Elektrochemická pracovní stanice Komora pro reaktivní iontové leptání Vývoj mikrofluidních biosenzorů a mikrofluidních čipů jako ucelených řešení vývoj biorekogniční, tak na vývoj mikrofluidní (transportní) a převodníkové části senzoru.

9 Cíl: komplexních miniaturizovaná laboratoř, tzv. Lab-On-Chip zařízení, citlivá diagnostika mimo specializované laboratoře. Patent, užitný vzor, know-how připraveny pro transfer technologií Mikrofluidní kanálek na křemíkovém waferu

10 Nanomateriály na bázi dendrimerů pro biomedicínské aplikace: Cílená doprava léčiv, Kontrastní látky pro nukleární magnetickou rezonanci, Specifické nanočásticové značky v bioanalytice, Terapie amyloidních onemocnění ( Alzheimerova choroba apod.) Supramolekulární design Dendrimer nosič pro molekuly léčiva a selektivní transport, ukotvení nanočástic, proteinů a vytváření nanostruktur

11 Počítačový design nanostruktur Predikce struktury a vlastností: úspora času energie a materiálu Simulace dynamických dějů Virtuální termostat a barostat zapojení tlaku a teploty: Sledování dynamických dějů - difůze, strukturní fázové přechody Simulace elektrospiningu a tvorby nanovláken.

12 Studijní program Aplikované nanotechnologie na PřF UJEP akreditovaný ve všech stupních: Bakalářský, magisterský a doktorský Profil absolventa: Obecný základ: teoretické základy fyziky a chemie materiálů a praktické znalosti analytických metod a technologií Teoretické znalosti širokého spektra nanotechnologií, Praktické dovednosti z fyzikálních a chemických metod přípravy nanomateriálů připravovaných na UJEP Zaměření studentských prací: Plazmové nanotechnologie, chemické nanotechnologie, biosenzory a nanomateriály pro biomedicinské aplikace