Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Wstęp do technik modyfikacji powierzchni, metody charakteryzacji oraz wybrane zastosowanie biomedyczne
Koordynator przedmiotu:
dr inż. Dominik Janczewski
Status przedmiotu:
Fakultatywny dowolnego wyboru
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Biotechnologia
Grupa przedmiotów:
Obieralne
Kod przedmiotu:
brak
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2016/2017
Liczba punktów ECTS:
1
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1. godziny kontaktowe 15h, w tym: a) obecność na wykładach – 15h, 2. przygotowanie do zaliczenia i obecność na zaliczeniu – 10h co odpowiada 1 punktowi ECTS.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1. obecność na wykładach – 15h, Razem: 15h, co odpowiada 1 punktowi 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:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
-
Limit liczby studentów:
brak
Cel przedmiotu:
Reakcje chemiczne prowadzone na powierzchni i modyfikujące jej właściwości stały się istotną częścią inżynierii zaawansowanych materiałów. Pomimo rosnącego znaczenia te zagadnienia nie są typowo omawiane w ramach kursów chemii organicznej czy też chemii polimerów. Celem tego wykładu jest zaznajomienie słuchaczy z najpopularniejszymi sposobami chemicznej modyfikacji powierzchni uwzględniając zasadnicze różnice pomiędzy tymi procesami a syntezą prowadzoną w roztworze. Istotnym elementem będzie zebranie praktycznych wskazówek pozwalających na dobór metody chemicznej dla różnych popularnych substratów omówienie typowych mechanizmów reakcji oraz przegląd typowych metod analitycznych używanych do charakteryzacji. W ramach zajęć przybliżone zostaną również typowe modyfikacje wykorzystywane w zastosowaniach biomedycznych np. powierzchnie antybakteryjne i przeciwadhezyjne w formie studium przypadku.
Treści kształcenia:
Synteza na powierzchni - synteza w roztworze, podstawowe różnice (3h). Fizykochemiczne podstawy chemii powierzchni. Różnice w reaktywności w porównaniu z roztworami. Ograniczenia w syntezie SN2. Skuteczne typy reakcji. Wpływ czynników sterycznych. Podstawowe typy odziaływań, oddziaływania kowalencyjne vs odziaływania niekowalencyjne. Problemy zwilżania powierzchni. Post-modyfikacja filmów. Typowe substraty i ich reaktywność (3h). Metody oczyszczania i aktywacji powierzchni. Porównanie najważniejszych typów substratów ich reaktywności (krzem i dwutlenek krzemu, złoto i metale, substraty polimerowe i organiczne). Omówienie doboru chemii między-fazowej (tiole, silany, grupy koordynujące metale). Dynamika zmian powierzchni na przykładzie substratów polimerowych (PDMS). Przegląd najważniejszych struktury (3h). Mono-warstwy. Zachowanie monowarstw, samoorganizacja. Polimery (przyłączanie i polimeryzacja z powierzchni). Różnice w konformacji polimeru. Szczotki polimerowe, techniki polimeryzacji inicjowanej na powierzchni, ATRP, RAFT. Cienkie filmy (spin coating, layer-by-layer). Immobilizacja protein. Techniki charakteryzacji powierzchni (4h). Omówienie ograniczeń analitycznych w porównaniu z roztworami, Omówienie poszczególnych technik analitycznych: pomiar kąta zwilżania i energii powierzchniowej, pomiar potencjału elektrostatycznego na powierzchniach, mikroskopia siły atomowej (AFM), mikroskopia SEM i TEM, XPS, spektroskopia w podczerwieni na powierzchni (IR), techniki pomiaru grubości filmów: nanoindentacja, elipsometria, AFM. Przykłady zastosowań (2h). Kryteria dobór technik modyfikacji powierzchni. Case study, przykłady zastosowań: powierzchnie antybakteryjne, powierzchnie do kultur komórkowych, biozgodność powierzchnie antyadhezyjne i przeciwzarostowe.
Metody oceny:
Zaliczenie pisemne + ocena aktywność w trakcie zajęć
Egzamin:
nie
Literatura:
1. K.Christmann, Introduction to Surface Physical Chemistry, Springer-Verlag New York, 1991 2. R.T. Morrison, R.N. Boyd, Chemia organiczna, PWN 1999 3. Aktualne artykuły z literatury specjalistycznej
Witryna www przedmiotu:
ch.pw.edu.pl
Uwagi:
Wykład będzie zaoferowany zarówno w języku Polskim jak i Angielskim. W części dotyczącej charakteryzacji powierzchni i metod instrumentalnych będę się starał zaprosić specjalistów od niektórych technik analitycznych.

Efekty uczenia się