Chemie a technologie materiálů

Podrobně se seznámíte se strukturou a složením anorganických nekovových materiálů (sklo, keramika, sklokeramika, anorganická pojiva, anorganické biomateriály, nanomateriály na bázi skla a keramiky) ve vazbě na jejich funkční vlastnosti. Pochopíte též tradiční i nejmodernější materiálové technologie. Dále se seznámíte s fyzikálně-chemickými modely a chemicko-inženýrským popisem procesů probíhajících při výrobě a použití ANM. Tomu odpovídají témata diplomových prací zaměřená např. na vývoj funkčních vrstev na ANM (antibakteriálních, chemicky odolných, samočistících, antireflexních), na vztahy mezi mikrostrukturou a termomechanickými vlastnostmi keramiky, na vývoj nových materiálů a modifikaci materiálů tradičních (křišťálová skla bez obsahu Pb, skla pro palivové články, skla pro optické vlnovody, skla a keramické materiály pro lasery, sklokeramické scaffoldy pro lékařství), na modelování struktury skla a keramiky či na využití druhotných surovin pro výrobu pokročilých stavebních materiálů (geopolymery).

Specializace seznamuje s postupy výroby a zpracování moderních kovových materiálů a s jejich fyzikálními i chemickými vlastnostmi. Dozvíte se, jak se kovové materiály vyrábějí, zpracovávají, chrání proti korozi, ale také recyklují.

Pochopení složité architektury objektů na hranici mezi spojitými mikročásticemi a jednotlivými atomy umožňuje odhalovat nové fyzikální zákonitosti a nabízí lidstvu dosud nepoznané aplikační možnosti. Specializace prohlubuje a rozvíjí základní poznatky chemie, fyziky, materiálových věd a inženýrství v oblasti nanostrukturovaných materiálů. Seznámíte se obecnými principy, které určují vztahy mezi strukturou a vlastnostmi makroskopických a nanostrukturovaných materiálů, metodami jejich charakterizace a základními procesy jejich přípravy a zpracování. Předmětem studia jsou kovové, anorganické nekovové i organické polymerní materiály, které se uplatňují zejména v moderní elektronice a optoelektronice, ale i v dalších oblastech, např. v medicíně a farmacii. Tomu odpovídají i nabízená témata diplomových prací, např. karbid křemíku a jeho úpravy, grafenové vrstvy, povrchově modifikované polymery, kovové nanostruktury nebo prostorově tvarované struktury s unikátními optickými či fotokatalytickými vlastnostmi.

V rámci specializace vás zasvětíme do tajů polymerních materiálů přírodního i syntetického původu, které jsou pro lidstvo nepostradatelné. Mezi ně patří např. plasty, pryž, vlákna či nátěrové hmoty. Zaměříte se na způsoby, jakými se získávají suroviny, na reakce a procesy, kterými se z nich vyrábějí polymery. Věnovat se budete technologiím zpracování polymerů na výrobky včetně charakteristiky příslušných zařízení. Seznámíte se s fyzikálními a chemickými vlastnostmi polymerů a instrumentálními technikami, které se využívají k jejich charakterizaci. Ponoříte se také do problematiky udržitelnosti a recyklace polymerních materiálů. Vedle teoretické výuky v rámci přednášek a cvičení si vyzkoušíte také v laboratořích řadu technik syntézy, charakterizace, zpracování a recyklace polymerních materiálů.

Specializace je zaměřena na biomateriály využívané pro výrobu lékařských implantátů. Detailně se seznámíte s kovovými, polymerními, skelnými nebo keramickými biomateriály využívanými k výrobě kloubních a kostních náhrad a fixací, dentálních implantátů, stentů, cévních, kožních a očních implantátů a dalších. U každé skupiny materiálů je důraz kladen na teoretické i praktické aspekty jejich mechanického, fyzikálního a chemického chování ve specifických podmínkách lidského organismu. Vedle širokých materiálových znalostí získáte podrobné informace z oblasti chemické analýzy materiálů, zkoušení jejich mechanických, fyzikálních a chemických vlastností důležitých pro lékařské aplikace. Nedílnou součástí výuky je dále systém řízení a jakosti v oblasti výroby zdravotnických prostředků, systém platných národních i mezinárodních norem a ochrana průmyslového vlastnictví.

Pochopíte vztahy mezi složením a strukturou materiálů a jejich užitnými vlastnostmi. Získáte široký přehled o všech typech materiálů (kovových, skelných, keramických, polymerních i kompozitních). Důraz je dále kladen na metody analýzy a charakterizace materiálů. V oblasti forenzní analýzy materiálů si osvojíte strukturní a chemickou analýzu materiálů, analýzu jejich mechanických, fyzikálních, chemických vlastností a analýzu přítomných defektů. V rámci speciálních přednášek se seznámíte i s prací soudních znalců, s metodami zajišťování kriminalistických stop a jejich vyhodnocováním pro důkazní prostředky.