Intended changes of surface and interface properties are realized by methods that are summarized under the term: surface modification. The lecture introduces up-to-date survey of the modification methods aplicable to organic and inorganic materials and points out their use in technical and biomedical fields.
Last update: T_KMF (23.05.2006)
Žádoucí změny vlastností povrchů a rozhraní jsou realizovány metodami, které shrnujeme pod pojem modifikace povrchů. Přednáška uvádí současný přehled modifikačních metod aplikovatelných na organické i anorganické materiály a ukazuje na jejich využitelnost v technické a biolékařské praxi.
Aim of the course -
Last update: prof. Ing. Andrey Shukurov, Ph.D. (03.02.2021)
The lecture aims to give students a review of up-to-date methods in the area of surface modification. Modern technology in the nano industry, microelectronics, food engineering, biotechnology etc., will be at the center of attention.
Last update: prof. Ing. Andrey Shukurov, Ph.D. (03.02.2021)
Cílem předmětu je přehled nejnovějších metod v oblasti povrchové modifikace. Přednáška bude zamířená na moderní technologie v nano-průmyslu, mikroelektronice, potravinovém inženýrství, biotechnologie atd.
Course completion requirements -
Last update: prof. Ing. Andrey Shukurov, Ph.D. (14.02.2024)
Oral exam
Last update: prof. Ing. Andrey Shukurov, Ph.D. (14.02.2024)
Ústní zkouška
Literature -
Last update: prof. Ing. Andrey Shukurov, Ph.D. (03.02.2021)
[1] Thin Film Processes, J. L. Vossen, W. Kern, eds., Academic Press, 1978, p. 564.
[2] Plasma Polymer Films, H. Biederman ed., Imperial College Press, 2004, p. 392.
Last update: prof. Ing. Andrey Shukurov, Ph.D. (03.02.2021)
[1] Thin Film Processes, J. L. Vossen, W. Kern, eds., Academic Press, 1978, p. 564.
[2] Plasma Polymer Films, H. Biederman ed., Imperial College Press, 2004, p. 392
Teaching methods -
Last update: prof. Ing. Andrey Shukurov, Ph.D. (14.02.2024)
The lectures and the exam are held in person.
Last update: prof. Ing. Andrey Shukurov, Ph.D. (14.02.2024)
Přednášky a zkouška se konají prezenčně.
Requirements to the exam -
Last update: prof. Ing. Andrey Shukurov, Ph.D. (14.02.2024)
The exam is oral. The condition for successful completion is systematic attendance. The requirements for the exam correspond to the syllabus of the subject to the extent presented at the lecture.
Last update: prof. Ing. Andrey Shukurov, Ph.D. (14.02.2024)
Zkouška je ústní. Podmínkou úspěšného složení je systematická docházka. Požadavky ke zkoušce odpovídají sylabu předmětu v rozsahu, který byl prezentován na přednášce.
Syllabus -
Last update: prof. Ing. Andrey Shukurov, Ph.D. (03.02.2021)
1) Basic terms: surface, interface, thin film
2) Surface wettability, surface energy, contact angle, the hysteresis of contact angles
3) Wettability regimes: Wenzel, Cassie-Baxter (lotus vs. rose petal effects and gecko state), superhydrophobic surfaces from hydrophilic materials, wettability of surfaces with open and closed pores, anti-icing protection of surfaces
4) Overview of methods of surface modification by chemically wet processes: chemical etching, application of Langmuir-Blodgett films and self-assembled monolayers (SAM), electrolytic processes of thin film deposition
5) Vacuum methods of surface modification: chemical etching, chemical vapor deposition (CVD) and epitaxy, hot filament-initiated chemical deposition (iCVD), atomic layer deposition (ALD)
6) Plasma surface modification aimed at changing the structure and chemical composition of the surface: plasma etching and reactive ion etching, modification of inorganic and polymeric surfaces by low-pressure plasma and atmospheric pressure plasma, plasma immersion ion implantation (PIII)
7) Plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of thin films, plasma polymerization for the deposition of hydrocarbon (diamond-like), fluorocarbon, organosilicon, nitrogen-, and oxygen-containing plasma polymers in the form of thin films and nanoparticles
8) Surface modification for biomedical applications
Last update: prof. Ing. Andrey Shukurov, Ph.D. (03.02.2021)
3) Režimy smáčivosti: Wenzel, Cassie-Baxter (lotosový a růžový efekty a gekonův stav), superhydrofobní povrchy z hydrofilních materiálů, smáčivost povrchů s otevřenými a uzavřenými póry, protimrazová ochrana povrchů
4) Přehled metod modifikace povrchů chemicky mokrými procesy: chemické leptání, nanašení Langmuir-Blodgett a samo-uspořádaných monovrstev, elektrolytické procesy depozice tenkých vrstev
5) Vakuové metody modifikace povrchů: chemické leptání, chemická depozice z plynné fáze a epitaxe, chemická depozice iniciovaná horkým vláknem, depozice atomárních vrstev
6) Plazmová modifikace povrchů zacílená na změnu struktury a chemického složení povrchu: plazmatické leptání a leptání reaktivními ionty, modifikace anorganických a polymerních povrchů pomocí nízkotlakého plazmatu a plazmatu za atmosferického tlaku, modifikace povrchů pomocí iontové implantace z nízkoteplotního plazmatu
7) Plazmatem zesilená chemická depozice z plynné fáze pro nanášení tenkých vrstev, plazmová polymerizace pro nanášení uhlovodíkových (diamantu podobných), fluoroúhlíkových, organokřemičitých, dusík- a kyslík-obsahujících plazmových polymerů v podobě tenkých vrstev a nanočástic
