Introduction to inorganic nanocrystals – Solution preparation methods

Výskum a vývoj nanomateriálov a ich využitie v nanotechnológiách patria v súčasnosti k najrýchlejšie rastúcim oblastiam vedy a techniky. Napriek a zároveň práve vďaka tomu široká verejnosť, ako aj veľká časť akademickej a odbornej komunity často úplne nerozumie, ako interpretovať nové informácie v tejto oblasti, s ktorými sa stále častejšie stretáva v médiách aj odbornej literatúre. Čo sú to vlastne nanomateriály a nanotechnológie? Ako a prečo sa nanomateriály líšia od materiálov, ktoré poznáme z bežného života? Aké druhy nanomateriálov už poznáme? Kde všade sa už nanomateriály využívajú? Ako sa nanomateriály vlastne pripravujú? Ako je to s toxicitou nanomateriálov?

Ako dokazuje udelenie Nobelovej ceny za chémiu v roku 2023, pokrok dosiahnutý v oblasti nanomateriálov za uplynulých niekoľko desaťročí otvoril chemikom neprebádaný svet možností pre tvorivé uplatnenie chemických princípov a intuície pri vývoji nových skupín materiálov a revolučných technológií. Chemici, ktorí nechcú premeškať túto jedinečnú historickú príležitosť a chcú prebádať tento nový svet, by okrem základnej terminológie mali byť tiež oboznámení s chemickými a fyzikálnymi princípmi zodpovednými za neobvyklé vlastnosti nanomateriálov, ako aj so známymi chemickými metódami ich prípravy.

Táto učebnica stručne predstavuje základné termíny z oblasti nanomateriálov, poskytuje odpovede na mnohé z uvedených otázok a opisuje niekoľko vybraných príkladov moderných chemických metód prípravy nanomateriálov. Osobitná pozornosť je venovaná kryštalickým nanomateriálom (nanokryštálom), ktoré vykazujú väčšinu exotických vlastností nanomateriálov. Učebnica predovšetkým slúži ako študijný materiál pre predmety materiálová chémia, chémia nanomateriálov, nanoštruktúrované materiály a pokročilá anorganická chémia na Prírodovedeckej fakulte Univerzity Komenského v Bratislave na úrovni magisterského štúdia. Môže sa však použiť aj v pokročilých bakalárskych kurzoch chémie alebo materiálových vied a inžinierstva alebo ako doplnkový materiál pre doktorandské kurzy chémie alebo materiálových vied.

Research and development of nanomaterials and their application in nanotechnologies are currently among the fastest growing areas of science and technology. Despite this, and at the same time because of it, the general public and a large part of the academic and professional community often do not fully understand how to interpret new information in this field, which they increasingly encounter in the media as well as professional literature. What exactly are nanomaterials and nanotechnologies? How and why do nanomaterials differ from the materials we know from everyday life? What types of nanomaterials are already known? In what applications are nanomaterials already being used? How are nanomaterials actually produced? How toxic are nanomaterials?

As evidenced by the awarding of the Nobel Prize in Chemistry in 2023, the progress made in the field of nanomaterials over the past few decades has opened up an unexplored world of opportunities for chemists to creatively apply chemical principles and intuition in the development of new classes of materials and revolutionary technologies. Chemists who do not want to miss this unique historical opportunity and want to explore this new world should, in addition to basic terminology in this field, also be familiar with the chemical and physical principles behind the unusual properties of nanomaterials, as well as the known chemical methods of their preparation.

This textbook briefly introduces basic terms from the field of nanomaterials, provides answers to many of the above questions, and describes several selected examples of modern chemical methods for preparing nanomaterials. Special attention is paid to crystalline nanomaterials (nanocrystals), which exhibit most of the exotic properties of nanomaterials. The textbook is primarily intended as study material for courses materials chemistry, nanomaterials chemistry, nanostructured materials, and advanced inorganic chemistry at the Faculty of Natural Sciences of Comenius University in Bratislava, at the master’s level. However, it can also be used in advanced bachelor’s courses in chemistry or materials science and engineering, or as supplementary material for doctoral courses in chemistry or materials science.

Autor: RNDr. Milan Sýkora, PhD., MBA
Recenzenti: prof. Ing. Karol Jesenák, CSc., Ing. Viliam Vretenár, PhD.

ISBN: 978-80-223-6030-2