Předmět Bionika (KMT / BI)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu KMT / BI - Bionika, Fakulta strojní, Technická univerzita v Liberci (TUL).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

P Ř E D N Á Š K Y :1. Vznik života na Zemi. Evoluce. Reprodukce, růst a vývoj, materiál, struktura a funkce v souladu s přírodními podmínkami. Význam evoluce pro vznik optimalizovaných materiálů a struktur.2. Chemický základ živých organismů. Chemické prvky a sloučeniny, atomy, molekuly, vazby. Biogenní prvky. Chemické složení materiálů, kombinace organické a anorganické fáze. Porovnání složení přírodních a syntetických materiálů v souladu s energetickou náročností jejich tvorby.3. Voda v životním prostředí. Polarita vody, koheze, adheze, tepelná kapacita, voda jako rozpouštědlo, vodné roztoky. Využitelnost fyzikálně-chemických vlastností vody při konstrukci biomimetických objektů.4. Sloučeniny uhlíku v přírodě. Polymery, sacharidy, lipidy, proteiny, nukleové kyseliny, a jejich funkce. Zásobní a strukturní funkce polysacharidů. Biopolymery. Procesy degradace. Porovnání degradovatelnosti přírodních a syntetických materiálů. Recyklace.5. Rostlinná a živočišná buňka, membrány a jejich funkce. Buněčná stěna rostlinné buňky.6. Fotosyntéza. Transportní mechanismy v rostlinách. Možnosti využití analogických procesů pro tech-nickou praxi.7. Materiály, struktury a funkce vybraných rostlinných objektů a jejich specifika. Možnosti vytváření ana-logických materiálů a jejich povrchů využitelných v technické praxi.8. Materiály, struktury a funkce vybraných živočišných objektů a jejich specifika. Možnosti vytváření ana-logických materiálů a jejich struktur využitelných v technické praxi.9. Vybrané fyzikálně-chemické jevy v přírodních objektech. Povrchové napětí. Hydrofilní, hydrofobní a superhydrofobní chování. Termoregulace. Optické jevy. Využitelnost pro technickou praxi.10. Materiál, struktura, konstrukce a stavba. Mechanické namáhání. Vliv přírodních podmínek. Remodelace. Složené materiály. Porovnání přírodních a syntetických materiálů.11. Nanotechnologie a přírodní materiály. Nanočástice a nanostruktury v přírodních materiálech. Procesy samouspořádávání a samoopravování v přírodních materiálech. Phytolity. Možnosti využití přírodně vy-tvořených nanočástic pro technickou praxi.12. Přenos informací v přírodě. Čidla. Možnosti tvorby jejich analogií.13. Způsoby pohybu v přírodě - rozbor. Možnosti konstrukce analogií. Roboty vytvořené podle přírodních vzorů.14. Transfer přírodních inovací do oblasti materiálů, struktur, konstrukcí a procesů využívaných v technické praxi. Procesy a technologie využitelné pro tvorbu přírodních analogií. V současné době používané materiály, struktury a konstrukce vytvořené na základě přírodních objektů.C V I Č E N Í :1. Úvod, bezpečnostní podmínky, podmínky pro udělení zápočtu, zásady práce s mikroskopickou techni-kou.2. Příprava vzorků pro všechny druhy mikroskopických pozorování.3. Základy optické mikroskopie - praktické ukázky.4. Semestrální práce č. 1 - optická mikroskopie.5. Základy elektronové mikroskopie - praktické ukázky.6. Semestrální práce č. 2 - elektronová mikroskopie.7. Semestrální práce č. 3 - elektronová mikroskopie.8. Prvková analýza - teoretické základy, praktické ukázky.9. Semestrální práce č. 4 - prvková analýza.10. Základy mikroskopie atomových sil - praktické ukázky.11. Semestrální práce č. 5 - mikroskopie atomových sil.12. Využití uvedených technik pro studium degradačních procesů, procesů samouspořádávání a samoo-pravování - praktické ukázky.13. Odevzdání a obhajoba semestrálních prací.14. Udělení zápočtů.

Získané způsobilosti

Cílem předmětu je seznámit posluchače s materiály a strukturami, které se nacházejí v přírodě. Ukázat jejich funkce a možnosti využití jejich analogií v technické praxi.

Literatura

Campbell, N. A., Reece, J. B. Biologie, (2008). Bhushan, B. Biomimetics: lesson from nature - an overview. Phil. Trans. R. Soc. A, 367,1445 (2009. Raab, M. Materiály a člověk (Netradiční úvod do současné materiálové vědy), Encyklopedický dům, spol. s r.o., Praha, (1999).

Požadavky

zpracování a obhajoba všech semestrálních prací

Garant

doc. Ing. Dora Kroisová, Ph.D.

Vyučující

doc. Ing. Dora Kroisová, Ph.D.