Příprava nanočástic pomocí plynových agregačních zdrojů

• Thesis title in Czech: Příprava nanočástic pomocí plynových agregačních zdrojů
• Thesis title in English: Synthesis of nanoparticles using gas aggregation sources
• Key words: nanočástice|plynový agregační zdroj
• English key words: nanoparticles|gas aggregation source
• Academic year of topic announcement: 2024/2025
• Thesis type: Bachelor's thesis
• Department: Department of Macromolecular Physics (32-KMF)
• Supervisor: doc. RNDr. Ondřej Kylián, Ph.D.
• Advisors: doc. Mgr. Jan Hanuš, Ph.D.

Guidelines

Seznámit se s problematikou přípravy nanočástic pomocí plynových agregačních zdrojů a provést rešerši literatury
Seznámit se s používaným experimentálním vybavením a základními metodami analýzy fyzikálně-chemických vlastností nanočástic
Připravit vrstvy nanočástic z vybraného materiálu a provést jejich základní charakterizaci z hlediska jejich fyzikálně-chemických vlastností v závislosti na depozičních podmínkách

References

Monografie:
1) Y. Huttel. Gas-Phase Synthesis of Nanoparticles (2017) Wiley
2) P. Milani, S. Iannotta, Cluster Beam Synthesis of Nanostruetured Materials (1999) Springer
3) P. Milani, M. Sowwan, Cluster Beam Deposition of Functional Materials and Devices (2020) Elsevier

Aktuální časopisecká literatura týkající se přípravy nanočástic pomocí plynových agregačních zdrojů a jejich charakterizace.

Preliminary scope of work

Nanočástice představují základní stavební blok celé řady pokročilých nanomateriálů, které nalézají uplatnění v celé řadě oblastí. Jako příklady mohou být uvedeny palivové články, (bio)senzory, antibakteriální povlaky tělních implantátů, katalyzátory, optické elementy či „inteligentní“ obaly potravin. Mezi různými typy nanočástic se do popředí zájmu dostávají díky svých unikátním fyzikálně-chemickým vlastnostem nanočástice kovů a jejich oxidů. Z tohoto důvodu je v současné době věnována velká pozornost vývoji nových metod pro přípravu těchto typů nanočástic. Jednou z atraktivních možností přípravy kovových a oxidových nanočástic je použití takzvaných plynových agregačních zdrojů. Výhoda této čistě fyzikální „zelené“ metody syntézy nanočástic spočívá zejména v možnosti kontrolované přípravy nanočástic o vysoké čistotě bez nutnosti použití rozpouštědel a linkerů, i kompatibilita s dalšími vakuovými depozičními technikami, což umožňuje přípravu komplexních nanomateriálů.

Cílem této práce bude otestovat různé možnosti přípravy nanočástic a nanočásticových vrstev z vybraného materiálu s pomocí plynových agregačních zdrojů vyvinutých na KMF a provést základní charakterizaci takto připravovaných nanočástic z hlediska jejich fyzikálně-chemických vlastností.

Preliminary scope of work in English

Nanoparticles represent the basic building block of a number of advanced nanomaterials, which are used in diverse applications. Examples are fuel cells, (bio) sensors, antibacterial body implant coatings, catalysts, optical elements or "smart" food packaging. Among the various types of nanoparticles, nanoparticles of metals and their oxides are gaining increasing attention due to their unique physicochemical properties. For this reason, much effort is currently paid to the development of new strategies for the preparation of these types of nanoparticles. One of the attractive possibilities for the synthesis of metal and metal-oxide nanoparticles is the use of so-called gas aggregation sources. The advantage of this purely physical and "green" method of nanoparticle synthesis lies mainly in the possibility of controlled preparation of high-purity nanoparticles without the need for solvents and linkers, as well as compatibility of this deposition procedure with other vacuum deposition techniques, which allows the preparation of complex functional nanomaterials.

The aim of this work will be to test various possibilities of preparation of nanoparticles and nanoparticle layers of selected material with the help of gas aggregation sources developed at KMF and to perform basic characterization of nanoparticles prepared in this way in terms of their physicochemical properties.