Předmět Polymery pro pokročilé technologie a moderní experimentální metody studia polymerů (C5390)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu C5390 - Polymery pro pokročilé technologie a moderní experimentální metody studia polymerů, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita (MU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Cílem předmětu je poznání nových polymerních systémů pro pokročilé aplikace v medicíně a elektronice a jiných moderních technologiích.

Osnova

Sylabus předmětu Speciální polymery pro pokročilé aplikaceČást I: Polymery pro elektroniku a fotonikuTeoretický úvodExcitace v organických pevných látkách (exciton, polaron, soliton), přenos a záchyt excitační energie, generace, transport a záchyt elektrického náboje, - konjugované a -konjugované polymery.Příprava aktivních strukturPolymerní tenké vrstvy, uspořádané a amorfní organické struktury, kapalné krystaly, sendvičové struktury, metody jejich přípravy.Elektrické vlastnosti polymerůElektrická a fotoelektrická vodivost, iontová vodivost, elektrická vodivost v polymerních kompositních materiálech, supravodivost.Polymery ve fotonicePolymerní světlovody, nelineární optické jevy v polymerech, elektro-optické modulátory, rychlá holografie, optické paměti, optické zdvojovače, fázově konjugovaná zrcadla, fotorefraktivní materiály.Polymerní elektroluminiscenční diody a lasery, elektrochromní displeje a, elektrické a optické senzory.Základní myšlenky molekulární elektronikySamouspořádávající se systémy, anizotropní mezimolekulární interakce, jednodimenzionální molekulární systémy, molekulární tranzistor, dioda a diodové pole, molekulární spínač, paměti z hierarchických molekulárních struktur.Část II: Polymerní biomateriály a biomedicinální polymeryFyzikální formy a vlastnosti polymerních biomateriálůVymezení pojmů (biopolymery, bioanalogické polymery, biodegradovatelné polymery, biomateriály, biomedicinální polymery). Polymery biologického původu (biopolymery) vs. polymery syntetické - srovnání charakteristických vlastností, společné znaky a typické rozdíly.Polymerní biomateriály: Struktura, příprava a vlastnostiBiopolymery – proteiny, polysacharidy, nukleové kyseliny. Původ (zdroje); biosyntéza. Vztahy mezi strukturou biopolymeru a jeho charakteristickými vlastnostmi. (Bio)degradovatelné a bioanalogické polymery (alifatické polyestery, polyhydroxyalkanoáty, poly(aminokyseliny), polydepsipeptidy. Příprava konjugátů polymerů s biologicky aktivními látkami.Polymery a biologické prostředíOptimalizace interakce mezi polymerem a biologickým systémem. Biokompatibilita polymerů. Imunitní vlastnosti polymerů. (Bio)degradace polymerů.Biologické a biomedicinální aplikace polymerůCharakteristika jednotlivých typů aplikací. Pomocné a podpůrné materiály; polymery při hojení ran; protetické materiály; dentální materiály. Polymerní systémy pro řízené uvolňování léčiv. Diagnostika, biosensory, bioreaktory.Současné a budoucí trendyPolymery pro buněčné terapie a regenerace tkání (tkáňové inženýrství). Bioanalogické systémy - aplikace molekulárního a genového inženýrství.Sylabus předmětu Moderní experimentální metody studia polymerůZákladní charakterizace organických látekElementární analýza, plynová chromatografie. Omezení použitelnosti metod, jejich reprodukovatelnost a mez stanovitelnosti.MALDI-TOF hmotnostní spektrometrieMALDI-TOF hmotnostní spektrometrie, charakteristika a využití.Elektronová paramagnetická rezonanceStudium struktury a prostorového rozložení koncentrace paramagnetických látek v polymerních systémech. Popis segmentální dynamiky polymerních systémů prostřednictvím nitroxidových spinových značek vhodně chemicky navázaných k polymerním řetězcům. Makroskopická difúze paramagnetických značek v polymerních matricích technikou EPR Imaging.Ramanův rozptylStanovení molekulární struktury. Mapování - stanovení heterogenit na základě rozdílů v molekulární struktuře.NMR spektroskopie pevného stavuNMR pevné fáze – posouzení mísitelnosti polymerních směsí, měření velkosti domén v heterogenních systémech, stanovení krystalinity, měření meziatomových vzdáleností, posouzení segmentální pohyblivosti (frekvence a amplituda vnitřních pohybů).Dynamický rozptyl světlaStanovení hydrodynamického poloměru částic měřením Brownova pohybu částic v disperzi či roztoku. Měření povrchového náboje dispergovaných částic ve formě zeta potenciálu.Rozptyl paprsků XKratkyho kamera (maloúhlový rozptyl, SAXS). Práškový difraktometr (širokúhlový rozptyl, WAXS).SAXS/WAXS Molecular Metrology System (MolMet).Elektronová mikroskopieTransmisní elektronová mikroskopie (TEM). Základní režimy TEM (světlé pole - BF, temné pole - DF, elektronová difrakce - (SA)ED, prvková mikroanalýza - EDS). Příprava preparátů pro TEM (ultratenké řezání, mikro- a nanoprášky, sprejování). Skenovací elektronová mikroskopie.Povrchové vlastnosti polymerůElipsometrie. Mikroskopie atomových sil.Stanovení elektrických a fotoelektrických parametrů polymerůMěření fotogenerace a pohyblivosti nosičů náboje v polymerech. Měření spektrální účinnosti polymerních solárních článků.Mechanické vlastnosti polymerůZkouška tahová a ohybová. Rázové zkoušky. Lomová mechanika.

Požadavky

Základní znalosti Organické chemie, Fyzikální chemie a Makromolekulární chemie

Garant

prof. RNDr. Milan Potáček, CSc.