1) Definice nanotechnologií, definice nanomateriálu Základní jevy v nanostrukturách, rozdělení jevů: povrchové jevy ("surface effects") a jevy spojené s konečným rozměrem částic ("finite-size effects") a efekt kvantového omezení. Fyzikální klasifikace materiálů na základě efektu kvantového omezení, kvantové dráty, kvantové tečky a kvantové jámy - kvantové filmy), obecné procesy tvorby nanostruktur ("bottom-up" a "top-down" přístup), čtyři generace nanotechnologie (pasivní nanostruktury, aktivní nanostruktury, ucelené nanosystémy a molekulární nanosystémy) 2) Chemické vazby Iontová vazba, kovová vazba, kovalentní vazba (metoda kombinace atomových orbitalů, polární a van der Waalsovy fluktuační síly, elektrická polarizace neutrálních atomů a molekul, dipólové interakce neutrálních a symetrických atomů, Casimírova síla - vysvětlení , experimentální uspořádání pro měření Casimírovy síly, vodíková vazba. 3) Vlastnosti v nanosvětě nárůst mechanických frekvencí v malých systémech (jednoduché harmonické kmity, Youngův modul v nanosvětě, vibrace lineárního atomového řetízku - vazba mezi mikroskopickými a makroskopickými veličinami), rozměrové relace demonstrované jednoduchým harmonickým oscilátorem, rozměrové relace demonstrované prvky jednoduchých elektrických a magnetických obvodů, Teplotní časové konstanty a teplotní rozdíly v nanosvětě, viskózní síly v nanosvětě, limity malosti v nanosvětě . 4) Vlastnosti jednotlivých nanočástic Klasifikace jednotlivých nanočástic z hlediska jejich velikosti (definice hroudového materiálu, nanočástice - nanoklastru a molekuly, jejich rozlišení), charakteristická délka fyzikálních jevů, kovové nanoklastry (metoda přípravy, strukturní a elektronová magická čísla, superatomy, model jelia, kapkový model nanočástic, geometrická struktura jednotlivých nanočástic, elektronová struktura individuálních nanočástic. 5) Základy magnetismu Orbitální a spinový magnetický moment, orbitální vazba, kvantování momentu hybnosti, výměná interakce, double exchange interaction, superexchange interaction, magnetokrystalová anizotropie, magnetické domény. 6) Magnetismus nanočástic Monodoménovost, superparamagntismus, blokovací teplota, měření magnetických vlastností, klastry atomů atomů, molekulární magnety, nanokrystalické materiály 7) Aplikace magnetických nanomateriálů Doprava léčiv, hypertermie, kontrastní činidla pro NMRI, záznamová média, magnetické stínění, spintronika 8) Mechanické vlastnosti Elastická, plastická deformace, Způsob měření mechanických vlastností, dislokace, hranové šroubové, Burgersův vektor, dvojčatění, pokluz po rovinách-creep, pokluz po hranicích zrn. Frank-readův zdroj dislokací, Vyplněnost prostoru, Hall-Petchova relace, nárůst velikosti zrn pod tlakem, měknutí materiálu. Nonoindentace, superplasticita. 9) Optické vlastnosti Pásová struktura polovodičů, kovů a izolátorů, mezipásové přechody, Excitony, polarony, modrý posuv, absorpce světla Beer-Lambertův zákon, Index lomu pomocí nanomateriálů. Kvantové omezení excitonů, kovové nanočástice - plazmony, povrchové plazmony, Kvantové tečky, elektroluminiscence. 10) Aplikace Enviromentální aplikace, katalytické aplikace, fotokatalýza, čištění vod, odbourání odpadů, toxicita nanomateriálů. Medicínské aplikace, protetika, fototerapie, doprava léčiv. Energetické aplikace, baterie, uchování energie, fotovoltaika, konstrukční materiály.
|