Témata prací (Výběr práce)Témata prací (Výběr práce)(verze: 266)
Detail práce
   Přihlásit přes CAS
Mikrostruktura uhlíových nanomateriálů studovaná metodami rtg. rozptylu
Název práce v češtině: Mikrostruktura uhlíových nanomateriálů studovaná metodami rtg. rozptylu
Název v anglickém jazyce: Microstructure of carbon nanomaterials studied by X-ray scattering
Klíčová slova: uhlíkové nanomateriály, rozptyl rtg. záření, reálná struktura
Klíčová slova anglicky: carbon nanomaterials, x-ray scattering, real structure
Akademický rok vypsání: 2017/2018
Typ práce: projekt
Jazyk práce:
Ústav: Katedra fyziky kondenzovaných látek (32-KFKL)
Vedoucí / školitel: RNDr. Milan Dopita, Ph.D.
Řešitel:
Konzultanti: Mgr. Lukáš Horák, Ph.D.
Zásady pro vypracování
1. Studium doporučené odborné literatury, literaturní rešerže.
2. Simulace rtg rozptylu na nanokrystalických uhlíkatých materiálech.
3. Rentgenografická měření vzorků.
4. Fitování měřených dat, určení mikrostrukturních parametrů vzorků z rtg měření.
5. Korelace mikrostrukturních parametrů určených z rtg měření s výsledky získanými pomocí dalších komplementárních metod: nízkoúhlového rozptylu rentgenova záření - SAXS,
6. Vytvoření fyzikálních modelů mikrostruktury studovaných materiálů.
Seznam odborné literatury
1. S. Ravi, P. Silva (eds.), Properties of Amorphous Carbon, INSPEC, London, UK, 2003.
2. M. Dopita et al., Adv Eng Maters 15, 2013, 1280.
3. M. Dopita et al., Carbon 81, 2015, 272.
4. Aktuální články z odborných periodik.
Předběžná náplň práce
Materiály na bázi nanokrystalického vysoce porušeného uhlíku (turbostratický uhlík – carbon black) jsou využívány v celé řadě průmyslových aplikací jako jsou refraktorní materiály, v chemii povrchů jako katalyzátory, či nosiče katalyzátorů, různé typy filtrů, jako akumulační média pro skladování zemního plynu a vodíku, jako části mikroelektronických výrobků, jako anodové materiály interkalované Li-ionty v Li-iontových bateriích.
Jejich mikrostrukturní popis je značně ztížen množstvím strukturních defektů krystalové mříže jako fluktuacemi v mezirovinné vzdálenosti jednotlivých grafitických vrstev, náhodnými laterální translacemi těchto vrstev, jejich zvrásněním, vzájenmou náhodnou disorientací okolo normály k těmto vrstvám, atd.
Náplní práce bude experimentální studium reálné struktury vybraných turbostratických uhlíkatých nanomateriálů. Vytvoření mikrostrukturních modelů různě deformovaných nanokrystalických, silně porušených, uhlíkatých materiálů. Simulace rtg rozptylu na těchto strukturách. Rtg měření těchto materiálů, fitování naměřených dat.
Korelace mikrostrukturních parametrů získaných z rtg měření s dalšími vlastnostmi studovaných vzorků, jejich hustotou, porozitou, kontaminací cizími atomy (vodíkem, kyslíkem, kovy) a kyslíkatými skupinami.

Tento studentský projekt je součástí výzkumných úkolů řešených v rámci projektu “Centrum nanomateriálů pro pokročilé aplikace, projektu číslo CZ.02.1.01/0.0/0.0/15_003/0000485”, financovaného z operačního programu výzkum, vývoj a vzdělávání (OP VVV).
Předběžná náplň práce v anglickém jazyce
Materials on the basis of nanocrystalline highly perturbed carbon (turbostratic carbon – carbon black) are extensively used in whole variety of industrial applications as for example refractory materials, in chemistry of surfaces as catalyzers, or catalyzer holders, various type of filters, as the storing or accumulation media for storing of natural gas and hydrogen, as parts of microelectronic devices, as the anode materials intercalated by Li-ions in Li-ion batteries.
Their microstructural description is complicated by enormous fraction of structural defects of crystal lattice as fluctuation in interplanar spacings of individual graphitic layers, random lateral translations of the layers, their curvatures and mutual random rotations around the normal to the planes, etc.
The topic of the work will be the experimental study of real structure of turbostratic carbon based nanomaterials. Development of microstructural model of different classes of nanocrystalline, highly perturbed carbon based materials. Simulation of the X-ray scattering on these structures, X-ray scattering measurements and fitting of measured data.
Correlation of microstructural parameters obtained from XRD measurements with additional properties of studied materials, their density, porosity, contamination with other atoms (hydrogen, oxygen and metals) and oxygen groups.

This student project is a part of the research tasks solved in the frame of project “Nanomaterials centre for advanced applications, project No. CZ.02.1.01/0.0/0.0/15_003/0000485”, financed by the operational program research, development and education.
 
Univerzita Karlova | Informační systém UK