Pro studenty

Grafit je přírodní minerál a jeden z alotropů uhlíku, který má vrstevnatou strukturu. Díky jeho několika jedinečným vlastnostem je široce používaným materiálem pro výrobu elektrod, syntetických diamantů, při tepelné ochraně vesmírných modulů či moderátorů neutronů v jaderných reaktorech a mnoho dalších aplikací. Klasické tuhy v tužkách se vyrábějí ze směsi bílého jílu (kaolinitu) a grafitu. Změna poměru této směsi umožní vyrábět tuhy různé tvrdosti. V dnešní době moderní tuhy obsahují polymery, které umožňují dosáhnout požadované kombinace tvrdosti, pevnosti a pružnosti.

Tento polymerní grafit ve formě mikrotuh dosahuje vysoké vodivosti a odolnosti vůči povrchovému znečištění při nízkých pořizovacích nákladech, což z něj činí vhodný materiál pro výrobu hrotů a následnou aplikaci, například jako katody polní-elektronové emise nebo pro mikroskopii atomárních sil (AFM). Pro dosažení maximálního rozlišení pomocí AFM je nutné získat extrémně ostrý vodivý hrot, který slouží jako sonda snímající povrch vzorku. Standardní hroty AFM jsou vyráběné ze slitin platiny a iridia, případně wolframu. Jejich nevýhodou je však vysoká cena. Vhodnou alternativou a ideálním kandidátem za řádově nižší cenu je právě zmíněný polymerní grafit.

Úlohou studenta bude za využití elektrochemického leptání vyrobit dokonale ostré hroty pro zmíněné potenciální aplikace. Výsledky bude student analyzovat elektronovým mikroskopem (SEM) a elementární kompozici použitých vzorků pomocí energiově disperzní spektroskopie (EDS). Výstupem nebude tedy pouze přímé zapojení studenta do výzkumného prostředí, kde se naučí, jak sepsat vědeckou práci, ale i možnost ovládat špičkové přístroje a přispět tak svým vývojem do oblasti fyzikálního inženýrství a nanotechnologie. Součástí celého procesu práce bude i nahlédnutí do Středoevropského technologického institutu (CEITEC Nano) pro výzkum v oblasti nanotechnologií a materiálových věd. Student bude mít také k dispozici pracoviště s počítačem, které může k práci využívat.