Detail předmětu

Ultrazvuková sonochemie

FSI-9USCAk. rok: 2017/2018

Úvodní kurz podávající studentům materiálových věd a materiálové chemie informace o principech akustické kavitace, dynamiky tvorby bublin a faktorech ovlivňujících kavitaci.
Druhá část kurzu se zabývá aplikacemi sonochemie, které ilustrují fyzikální a chemické efekty ultrazvukem indukované kavitace zajímavé pro chemiky a inženýry. Třetí část je zaměřena na ultrazvukové přístroje a zařízení pro laboratorní syntetickou praxi a vývoj v oblast sonochemie směřující do praxe průmyslové.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

prof. RNDr. Jaroslav Cihlář, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav materiálových věd a inženýrství (ÚMVI)

Prerekvizity

Znalosti z oblasti materiálových věd a inženýrství na magisterské úrovni.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny.

Učební cíle

Kuz poskytne studentům zejména doktorského studia materiálového a fyzikálního inženýrství základní fyzikálně-chemické poznatky potřebné pro experimentální studium v oblasti materiálových syntéz nekonvenčními US metodami.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Výuka proběhne v závislosti na počtu zájemců formou konzultací nebo přednášek doplněných vypracováním tématické studie z oboru.

Základní literatura

Luche J. L. and coworkers: Synthetic Organic Sonochemistry, Plenum Press, New York 1998
Mason T. J., Lorimer J. P.: Applied Sonochemistry, Wiley-VCH, Weinheim 2002
van Eldik R., Hubbard C. D.: Chemistry under Extreme or Non-classical Conditions, Wiley, New York 1997

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

20 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Jaroslav Cihlář, CSc.

Osnova

1. Obecné principy sonochemie
- podélné a příčné vlny (akustický tlak)
- intenzita a tlaková amplituda
- adsorpce ultrazvuku
- vznik bubliny a kavitačního prahu (vliv částic, viskozity, frekvence a prostředí;
pohyb bublin v US poli; přechodná a stabilní kavitace)
2. Syntéza
- místa pro sonochemické reakce (homogenní kapalná fáze;
generace radikálů; heterogenní systémy: rozhranní kapalina-kapalina, rozhranní rtuhá
fáze-kapalina; fragmentace, abraze, tavení)
- zákony sonochemie
- homogenní heterogenní sonochemie (působení US v homogenních a heterogenních
systémech)
- sonochemická příprava prášků a nanostrukturních materiálů
- sonochemická syntéza a degradace polymerů (mechanizmus a kinetika)
- sonoelektrochemie ( elektrooxidační a elektroredukční syntézy, organokovové
syntézy)
3. US zařízení a konstrukce sonochemických reaktorů
- piezoelektrické a magnetorezistenční převodníky
- ultrazvuková zařízení - typy (ultrazvukové čisticí lázně, ultrazvukové "horny" pro
přímé ponoření)
- laboratorní US reaktory
- optimalizace US procesů a kombinace US s jinými technikami