CORE185 Materiály a člověk

Přírodovědecká fakulta
jaro 2025
Rozsah
2/0. 3 kr. Ukončení: k.
Vyučující
doc. Mgr. Pavel Souček, Ph.D. (přednášející)
prof. Mgr. Petr Vašina, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. Mgr. Petr Vašina, Ph.D.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: RNDr. Pavel Lízal, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
!TYP_STUDIA(ND) && !FORMA(C) && (!PROGRAM(B-UCB) && !PROGRAM(B-UCC) && !PROGRAM(B-UCF) && !PROGRAM(B-UCM) && !PROGRAM(B-UCZ) && !PROGRAM(B-LGM) && !PROGRAM(B-FYZ) && !PROGRAM(B-NAN))
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Předmět si smí zapsat nejvýše 100 stud.
Momentální stav registrace a zápisu: zapsáno: 0/100, pouze zareg.: 7/100, pouze zareg. s předností (mateřské obory): 0/100
Cíle předmětu
Každého člověka v běžném životě obklopují různé materiály, ať už přírodní nebo vyrobené. Cílem kurzu je seznámit studenty se zákony, kterými se řídí svět materiálů. Toto bude provedeno přístupnou formou vyžadující jen základní znalosti ze střední školy. Budou vysvětleny úvahy a klíčové vědecké experimenty, které ukázaly na atomovou povahu hmoty. Probereme vztah mezi strukturou a vlastnostmi látek. Třem typům vazeb odpovídají tři základní třídy materiálů - kovy, keramiky, polymery. Kombinací těchto materiálů vznikají kompozity. Na mnoha příkladech bude ukázáno, jaké materiály provádí člověka od starověku po moderní společnost. Budeme se věnovat podivuhodným materiálům, které vyvinula matka příroda evolucí, nebo je připravil člověk moderními výrobními postupy a nanotechnologiemi. Budou ukázány příklady klasických i moderních materiálů ze stavebnictví, medicíny, sportu, automobilového, leteckého průmyslu apod.
Výstupy z učení
Po absolvování kurzu získá student základní vhled do světa materiálových věd. Pochopí, jakou strukturu a vlastnosti mají materiály, kterými se běžně obklopuje.
Osnova
  • 1. Je hmota opravdu tvořena atomy? Klíčové experimenty a úvahy přírodních věd, které podpořily částicovou podstatu hmoty.
  • 2. Co drží atomy pohromadě? Jednoduchý a funkční model chemické vazby.
  • 3. Tři typy vazeb, tři kategorie materiálů. Kovová, kovalentní, iontová vazba – kovy, polymery, keramiky. Kompozitní materiály.
  • 4. Proč příroda ráda organizuje atomy do uspořádaných struktur? Krystaly – jejich základní typy – příklady z přírody.
  • 5. Proč právě nedostatky činí krystalické látky zajímavými a jedinečnými? Základní typy nedokonalostí a vliv nedokonalostí na výsledné vlastnosti materiálů.
  • 6. Jak malé změny mění zásadně vlastnosti materiálů – jak vytvářet tvrdé a houževnaté konstrukční materiály pro stavbu mostů, jak řídit vodivost v polovodičích pro mikroelektroniku a další příklady.
  • 7. Neobyčejné materiály matky přírody - dřevo, kost, zuby, ulity, krovky brouků a další.
  • 8. Materiály vyvinuté člověkem v průběhu času – materiály od starověku po moderní společnost.
  • 9. Všudypřítomné materiály vyvinuté člověkem – ocel, beton, papír, porcelán, plast a další.
  • 10. Současné výzvy pro moderní materiály - automobilový průmysl, aerospace, mikroelektronika, medicína apod.
  • 11. Materiály a nanotechnologie – materiály pro budoucnost.
Výukové metody
Přednáška.
Metody hodnocení
Kolokvium - řízená rozprava se studenty o tématech probíraných na kurzu
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2025/CORE185