- Nazwa przedmiotu:
- Nanotechnologia i inżynieria materiałów funkcjonalnych
- Koordynator przedmiotu:
- prof. dr hab. inż. Janusz Lewiński
- Status przedmiotu:
- Fakultatywny dowolnego wyboru
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Technologia Chemiczna
- Grupa przedmiotów:
- Obieralne
- Kod przedmiotu:
- brak
- Semestr nominalny:
- 3 / rok ak. 2013/2014
- Liczba punktów ECTS:
- 2
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1. godziny kontaktowe 30h, w tym:
a) obecność na wykładach 30 h,
2. zapoznanie się z literaturą 20 h
Razem nakład pracy studenta: 30h+20h=50 h, co odpowiada 2 punktom ECTS.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- udziału nauczycieli akademickich
1. obecność na wykładach 30 h,
Razem: 30 h, co odpowiada 1 punktom ECTS.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 0
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Podstawy chemii nieorganicznej i organicznej
- Limit liczby studentów:
- brak
- Cel przedmiotu:
- Po ukończeniu kursu student powinien:
• mieć szczegółową wiedzę teoretyczną na temat struktur nanomateriałów nieorganicznych - od nanocząstek metali, tlenków metali i kropek kwantowych do cienkich warstw krystalicznych – oraz korelacje pomiędzy wielkością i morfologią nanomateriałów a ich właściwościami fizyko-chemicznymi,
• mieć ogólną wiedzę teoretyczną na temat wytwarzania nanomateriałów oraz technikami wytwarzania cienkich warstw krystalicznych (np. metody chimie douce, zol-żel, technologie MOCVD, ALD, MBE) oraz metod funkcjonalizacji nanocząstek
• mieć szczegółową wiedzę na temat otrzymywania, funkcjonalizacji i właściwości nanocząsteczkowych form metali i tlenkow metali, materiałów półprzewodnikowych typu II–VI oraz hybrydowych materiałów nieorganiczno-organicznych
• posiadać umiejętności z zakresu projektowania oraz zaplanowania syntezy różnorodnych nanomateriałów nieorganicznych i nieorganiczno-organicznych oraz badania ich właściwości fizykochamicznych.
• uporządkować zdobytą wiedzę i przygotować się do egzaminu pisemnego będącego zaliczeniem przedmiotu.
- Treści kształcenia:
- Otrzymywanie nanomateriałów o ściśle określonych właściwościach jest jednym z największych wyzwań dla chemików i specjalistów od inżynierii materiałowej. W ramach pierwszej części wykładu omówione zostaną klasyczne struktury nanomateriałów nieorganicznych - od kropek kwantowych poprzez nanopręty, spirale, nanorurki węglowe i nieorganiczne do cienkich warstw krystalicznych – oraz korelacje pomiędzy wielkością i morfologią nanomateriałów a ich właściwościami fizyko-chemicznymi. Przedstawione zostaną podstawowe sposoby wytwarzania nanomateriałów (w tym z wykorzystaniem nowoczesnych metod chemii metaloorganicznej) oraz techniki wytwarzania cienkich warstw krystalicznych (np. technologie MOCVD, ALD, MBE). Szczególna uwaga będzie zwrócona na otrzymywanie, funkcjonalizację i właściwości materiałów półprzewodnikowych typu II-VI oraz możliwości ich praktycznych zastosowań w elektronice i aplikacjach biomedycznych.
Druga części wykładu będzie poświęcona grupie hybrydowych materiałów nieorganiczno-organicznych. Nieorganiczno-organiczne materiały mikroporowate to stosunkowo nowa klasa materiałów o szerokich możliwościach aplikacyjnych, w takich obszarach jak: separacja i przechowywanie gazów, separacja małych cząsteczek organicznych oraz kataliza. Omówione zostaną różne strategie stosowane do wytwarzania materiałów nieorganiczno-organicznych o trwałej strukturze mikroporów od procesów samoorganizacji dobrze zdefiniowanych molekularnych jednostek budulcowych do kombinacji prostych molekularnych lub polihedralnych jednostek węzłowych z odpowiednio dobranymi wielofunkcyjnymi łącznikami organicznymi lub metaloligandami. Obok aspektów związanych z kontrolą wielkości porów i chemiczną funkcjonalnością otrzymywanych powierzchni przedyskutowane zostaną możliwości post-syntetycznej modyfikacji otrzymywanych materiałów porowatych w wyniku odpowiednio zaprojektowanych procesów chemicznych.
- Metody oceny:
- Egzamin pisemny
- Egzamin:
- tak
- Literatura:
- brak
- Witryna www przedmiotu:
- ch.pw.edu.pl
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Efekt W01
- Zna grupy nanomateriałów nieorganicznych - od kropek kwantowych poprzez nanopręty, spirale, nanorurki węglowe i nieorganiczne do cienkich warstw krystalicznych – oraz korelacje pomiędzy wielkością i morfologią a ich właściwościami fizyko-chemicznymibudowy,
Weryfikacja: Aktywność w trakcie wykładu
Powiązane efekty kierunkowe:
K_W02, K_W03
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_W01, T2A_W03, T2A_W01, T2A_W02
- Efekt W02
- Zna metody syntezy nanomateriałów np. hybrydowych materiałów nieorganiczno-organicznych
Weryfikacja: Aktywność w trakcie wykładu
Powiązane efekty kierunkowe:
K_W02, K_W08
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_W01, T2A_W03, T2A_W03
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Efekt U01
- Posiada umiejętności korzystania z danych literaturowych i internetowych w celu poszerzenia wiedzy dotyczącej danej tematyki
Weryfikacja: Aktywność w trakcie wykładu
Powiązane efekty kierunkowe:
K_U01, K_U03, K_U04
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U01, T1A_U05, T2A_U03, T2A_U06, T2A_U02, T2A_U03, T2A_U06
- Efekt U02
- posiadać umiejętności z zakresu projektowania oraz zaplanowania syntezy różnorodnych nanomateriałów nieorganicznych i nieorganiczno-organicznych oraz badania ich właściwości fizyko-chamicznych
Weryfikacja: Aktywność w trakcie wykładu
Powiązane efekty kierunkowe:
K_U07, K_U09, K_U10
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_U08, T2A_U11, T2A_U16, T2A_U08, InzA_U02, T2A_U08, T2A_U09, T2A_U10, T2A_U11
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Efekt K01
- Potrafi pracować samodzielnie studiując przedstawiony materiał w celu przygotowania do zaliczenia pisemnego
Weryfikacja: egzamin pisemny
Powiązane efekty kierunkowe:
K_K01, K_K02
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_K01, T2A_K02, T2A_K05