• Volba rektora
  • Události
  • Sem patřím
  • Centrum sportovních aktivit VUT v Brně
  • Výzkumná centra

  • Pravděpodobně máte vypnutý JavaScript. Některé funkce portálu nebudou funkční.

Detail oboru

Chemistry, Technology and Properties of Materials


Zkratka: DPAO_CHM_4
Zaměření: -
Délka studia: 4 roky
Program: Chemistry, Technology and Properties of Materials
Fakulta: Fakulta chemická
Akademický rok: 2017/2018
Akreditace od: 21.12.2015
Akreditace do: 31.5.2024
Profil oboru:
Cílem studia je vychovat odborníky v oblasti materiálového inženýrství a inženýrských technologií s důrazem na chemické procesy a vlastnosti materiálů. Do studia jsou zahrnuty také základy testovacích a měřících metod, aby absolventi byli schopni pracovat nejen jako vedoucí technologických týmů v chemických provozech, ale také v základním a aplikovaném výzkumu, ve výzkumných a vývojových ústavech zabývajících se testováním fyzikálněchemických charakteristik látek a v podnicích specializovaných na výrobu nových perspektivních materiálů. K tomu jsou také směrovány tuzemské a zahraniční stáže. Zařazením praktických cvičení doktorandi získávají základní zkušenosti s kontakty se studenty, což jim v budoucnu umožní zařadit se i do procesu výuky na vysokých a středních školách.
Klíčové výsledky učení:
Absolvent DSP Chemie technologie a vlastnosti materiálů je schopen samostatně formulovat vědecký problém, navrhnout hypotézu k jeho řešení a provést experimentální či teoretické pokusy k jejímu potvrzení. Nedílnou součástí základních znalostí absolventa DSP je schopnost kritického posouzení publikovaných vědeckých informací a schopnost vyjadřovat se písemně v anglickém jazyce.
Profesní profil absolventů s příklady:
Absolventi oboru Chemie, technologie a vlastnosti materiálů jsou vybaveni jak experimentálními tak teoretickými znalostmi z oblasti materiálových struktur a jejich vlastností. Ovládají řadu metod pro charakterizaci materiálů a to nejen v rovině teoretického popisu, ale jsou seznámeni také s praktikami jejich využití v praxi (řadu informací získají mj. také během stáží na zahraničních univerzitách). Pobyty jim umožňují také rozšířit jazykové znalosti. Teoretické základy oboru získají v rámci vhodně zvolených studijních předmětů. Absolventi mají též zkušenosti v oblasti předávání informací a prezentacích výsledků na konferencích a odborných seminářích, nejen v českém, ale i anglickém jazyce. Doktorandi jsou vedeni také k samostatnému tvůrčímu myšlení a technologické předvídavosti, což jim umožní řešit i technologické problémy v řadě provozů. Vzhledem k tomu, že studijní obor „Chemie, technologie a vlastnosti materiálů“ je moderně koncipovaným oborem doktorského studia, který vychází ze současného stavu a potřeb chemického, elektronického a spotřebního průmyslu, jsou absolventi způsobilí pracovat jak v průmyslové sféře, tak oblastech
aplikovaného a základního výzkumu. Je nutné zmínit, že absolvent studijního oboru má také základní znalosti z chemie a fyziky. Všeobecný základ je rozšířen o speciální obory, které
zahrnují, např. pokroky chemie a fyziky, nanotechnologie, využívání sekundárních surovin, bioinženýrství a využití chemických a fyzikálních zákonů v oblasti anorganických a organických sloučenin.
Garant oboru: prof. Ing. Martin Weiter, Ph.D.
Vypsaná témata doktorského studijního programu:
  1. Funkční hybridní nanostruktury

    Přesná syntéza materiálů a zařízení se složitou strukturou a vlastnostmi šitými na míru je předpokladem pro vývoj nové generace výrobků na bázi nanotechnologií. Současné mokré chemické technologie nejsou pro tuto syntézu dostatečně precizní a jimi připravené materiály obsahují četné nedokonalosti na atomární úrovni. Použití postupu „bottom-up“, kde jsou jako stavební prvky využity malé fragmenty molekul nebo přímo jednotlivé atomy, je atraktivním přístupem pro syntézu velice složitých a přesto dobře definovaných materiálových struktur. Příprava hybridních organicko-anorganických nanostruktur s řízenými fyzikálními a chemickými vlastnostmi je příkladem těchto vysoce sofistikovaných materiálů. V práci bude pro syntézu těchto hybridních nanostruktur využita plazmová nanotechnologie pracující se specifickou interakcí volných radikálů ve formě neutrálů a negativních iontů, které umožní řízenou konstrukci materiálu s požadovanými vlastnostmi na bázi atomárních procesů. Vývoj funkčních hybridních nanostruktur bude směřován pro řízenou mezifázi v polymerních kompozitech. Modelová a experimentální data naznačují, že pro takové hybridní organicko-anorganické systémy je třeba vyvinout nanostrukturované materiály s řízenými mechanickými vlastnostmi, kde modul pružnosti se mění v rozmezí až dvou řádů (10^0-10^2 GPa) na rozměrové škále menší než 100 nm. Přitom syntéza musí umožnit simultánní změnu charakteru materiálu z organické fáze na fázi anorganickou. Cílem je tedy studie proveditelnosti přípravy těchto hybridních nanostruktur pomocí plazmové nanotechnologie a způsoby analýzy jejich vlastností. Tyto hybridní nanostruktury mají rozsáhlý aplikační potenciál a bude možné je vyvíjet pro specifické hybridní systémy jak nanoskopické, tak i makroskopické.

    Školitel: Čech Vladimír, prof. RNDr., Ph.D.
  2. Optické vlastnosti tenkých vrstev plazmových polymerů

    Studovaným materiálem bude amorfní materiál a-C:H, a-SiC:H a a-SiOC:H ve formě tenkých vrstev, které budou připraveny plazmovou polymerací. Student se podrobně seznámí s fázově modulovanou spektroskopickou elipsometrií, která bude využita ke studiu optických vlastností vrstev. V počáteční fázi studia budou sledovány optické vlastnosti jednotlivých vrstev, poté bude studium zaměřeno na složitější vrstevnaté a gradientní struktury. Tloušťka individuálních vrstev ve vrstevnatých systémech bude postupně snižována pod 100 nm. Studovány budou disperzní křivky indexu lomu a extinkčního koeficientu v souvislosti s chemickými vlastnostmi a strukturou vrstev. Elipsometrie bude rovněž využita pro studium kinetiky růstu vrstev. Bude hledána souvislost mezi optickými vlastnostmi vrstvy a její tloušťkou. Analýzy tenkých vrstev a vrstevnatých struktur pomocí elipsometrických měření a modelové simulace umožní stanovit limity pro rozlišení individuálních vrstev ve vrstevnatých strukturách. Získané poznatky umožní konstrukci sofistikovaných optických a optoelektronických zařízení. Student bude zapojen do týmu pracovníků v rámci řešení odborného projektu; mimořádné finanční odměny podle výsledků; účast na zahraničních konferencích a stážích podle dosažených výsledků.

    Školitel: Čech Vladimír, prof. RNDr., Ph.D.
  3. Polymerní kompozity bez rozhraní

    Mezifáze v polymerních kompozitech, která obsahuje relativně ostrá rozhraní mezi fázemi, výrazně snižuje užitné vlastnosti těchto materiálů. Vycházíme z naší koncepce polymerních kompozitů bez rozhraní (inspirovaných přírodními materiály), kde je gradientní mezivrstva mezi výztuží a polymerní matricí navržena tak, aby chemické a fyzikální vlastnosti výztuže spojitě přecházely v chemické a fyzikální vlastnosti matrice. Modelové simulace s gradientní mezivrstvou umožňují navrhnout průběh mechanických vlastností mezivrstvy tak, aby byla simultánně zvýšena jak pevnost, tak i houževnatost výsledného kompozitu. Navržené gradientní mezivrstvy lze realizovat pomocí plazmochemické depozice z plynné fáze s časově závislými depozičními podmínkami, přičemž lze řídit adhezi této mezivrstvy na rozhraní s výztuží a matricí. Studie bude zaměřena na využití nově vyvinuté technologické aparatury určené pro přípravu gradientních mezivrstev a jejich aplikaci na vláknové výztuže pro polymerní kompozity. Součástí studie bude rozsáhlá analýza chemických a fyzikálních vlastností mezivrstev a jejich uplatnění ve vlákny vyztužených kompozitech. Jde o úkol zcela prestižního významu. Získané výsledky a zkušenosti umožní povýšit užitné vlastnosti polymerních kompozitů do zcela nové úrovně inteligentních materiálů. Student bude zapojen do týmu pracovníků v rámci řešení odborného projektu; mimořádné finanční odměny podle výsledků; účast na zahraničních konferencích a stážích podle dosažených výsledků.

    Školitel: Čech Vladimír, prof. RNDr., Ph.D.

Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

Ročník 1, zimní semestr

Kód Název J. Kr. Sem. Pov. Uk. Sk. Ot.

Povinně volitelný
FCH-DCO_MPM Moderní přístupy v materiálových vědách cs  0? zimní PV drzk 1 ano

Skupiny volitelných předmětů
1 povinnost: 1 předmět  
 


Ročník 1, celoroční

Kód Název J. Kr. Sem. Pov. Uk. Sk. Ot.

Povinný
FCH-DCO_FCHM Fyzika a chemie materiálů cs  0? celoroční P drzk   ano

Povinně volitelný
FCH-DCO_FPD Fotoindukované procesy v molekulárníc... cs  0? celoroční PV drzk 1 ano
FCH-DCO_KM Keramické materiály cs  0? celoroční PV drzk 1 ano
FCH-DCO_KOV Kovové materiály cs  0? celoroční PV drzk 1 ano
FCH-DCO_MP Měření materiálových parametrů cs  0? celoroční PV drzk 1 ano
FCH-DCO_MM Molekulární materiály cs  0? celoroční PV drzk 1 ano
FCH-DCO_PMT Pokročilé materiálové technologie a a... cs  0? celoroční PV drzk 1 ano
FCH-DCO_PTV Příprava a vlastnosti tenkých vrstev ... cs  0? celoroční PV drzk 1 ano
FCH-DCO_VSD Využívání sekundárních surovin cs  0? celoroční PV drzk 1 ano

Skupiny volitelných předmětů
1 povinnost: 1 předmět