Nanomaterials and Nanostructures 0600-S2-EN-NaN

Wykłady:
1. Definicja nanomateriałów
2. Wpływ wielkości nanometrycznej na właściwości fizykochemiczne nanomateriałów i porównanie z materiałami sypkimi/gruboziarnistymi (właściwości elektryczne, magnetyczne i optyczne, właściwości powierzchniowe i strukturalne, reaktywność chemiczna)
3. Wytwarzanie nanomateriałów (nanocząstki, cienkie warstwy, złożone nanostruktury) technikami fizycznymi (litografia, osadzanie laserem impulsowym, epitaksja wiązką elektronów, osadzanie chemiczne z fazy gazowej)
4. Synteza chemiczna (współstrącanie, zol-żel, rozkład termiczny związków metaloorganicznych, synteza hydrotermalna, sonochemiczna i mikrofalowa) nanomateriałów (nanocząstki, cienkie warstwy)
5. Funkcjonalizacja i powlekanie powierzchni nanomateriałów
6. Charakterystyka nanomateriałów (kwestie związane z rozmiarem nano)
7. Oddziaływania między nanocząstkami - elementy chemii koloidów
8. Organizacja nanocząstek (samoorganizacja, organizacja ukierunkowana) w złożone struktury (kompozyty, folie, materiały sypkie)
9. Wybrane nanostruktury: aerożele, fulereny, nanorurki węglowe, nanorogi węglowe, grafen, kropki węglowe, nanodruty, dendrymery, nanoglinki,
10.Zastosowanie nanomateriałów
11. Nanobezpieczeństwo (kwestie toksyczności i środki ostrożności dotyczące obchodzenia się z nanocząstkami)

Laboratorium
1. Wyznaczanie struktury porowatej nanomateriałów na podstawie niskotemperaturowej izotermy adsorpcji azotu.
2. Oznaczanie właściwości kwasowo-zasadowych materiałów węglowych metodą Boehma
3. Określenie wymiaru nanocząstek metodą DSL
4. Wyznaczanie izoterm adsorpcji alkoholi z fazy gazowej na nanorożkach węglowych.
5. Synteza nanohydroksyapatytu metodą współstrącania
6. Utlenianie i modyfikacja nanorurek węglowych
7. Charakterystyka właściwości kwasowo-zasadowych powierzchni nanowęgli za pomocą modelowych reakcji katalitycznych
8. Pomiar aktywności katalitycznej katalizatorów nanostrukturalnych aktywnych w reakcjach przeniesienia elektronu.

Całkowity nakład pracy studenta

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (83 godz.): - udział w wykładach - 30 godz - udział w ćwiczeniach laboratoryjnych - 45 godz - konsultacje i praca z nauczycielem akademickim - 8 godz Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta (82 godz.): - przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych - 14 godz - przygotowanie sprawozdań – 28 - przygotowanie do egzaminu - 40 Łącznie: 165 godz. (6 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza

W1: Ma pogłębioną wiedzę chemii nowych materiałówtakich jak nanomateriały – K_W02 W2: Posiada wiedzę w zakresie syntezy i charakterystyki wybranych nanomateriałów oraz ich praktycznego zastosowania – K_W03, K_W14 W3: Zna i rozumie podstawy teoretyczne różnych metod analitycznych i ich wykorzystanie w interpretacji wyników pomiarowych – K_W12

Efekty uczenia się - umiejętności

U1:– Potrafi przygotować stanowisko pracy i zaplanować proces syntezy określonego związku lub produktu chemicznego - K_U06, U2: Umie analizować wybrane rodzaje widm (np. IR, XPS) – K_U13

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

K1: potrafi współdziałać w zespole (przyjmując w nim różne role) i kreatywnie rozwiązywać problemy dotyczące badań naukowych oraz syntezy chemicznej.– K_K02, K2: Posiada świadomość możliwości praktycznego wykorzystania i znaczenia dla gospodarki związków chemicznych i nowych materiałów – K_K02

Metody dydaktyczne

Metody dydaktyczne podające: - wykład informacyjny (konwencjonalny) z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych. Metody dydaktyczne poszukujące: laboratorium: laboratoryjna – zajęcia laboratoryjne związane są z treściami programowymi przerabianymi na wykładzie. Student wykonuje zadania samodzielnie po przygotowaniu w oparciu o dostępną instrukcję oraz zalecaną literaturę. W oparciu o poczynione obserwacje i wyniki pomiarów student zapisuje stosowne równania reakcji, wykonuje obliczenia oraz wyciąga wnioski.

Wymagania wstępne

Brak

Koordynatorzy przedmiotu

W cyklu 2022/23Z:

Marek Wiśniewski

W cyklu 2024/25Z:

Marek Wiśniewski

W cyklu 2021/22:

Grzegorz Szymański
Artur Terzyk

Kryteria oceniania

Metody oceniania:
wykład - K_W01, K_W03, K_W12, K_U06, K_U13
ćwiczenia - K_W01, K_W03, K_W12, K_U06, K_U13

Kryteria oceniania:
Wykład: egzamin ustny; wymagany próg na ocenę dostateczną – 50-60%, 61-65 - dostateczny plus, 66-75% - dobry, 76-80% - dobry plus, 81-100% - bardzo dobry.
Ćwiczenia laboratoryjne: zaliczenie na ocenę na podstawie sprawozdań z wykonanych ćwiczeń; wymagany próg na ocenę dostateczną – 50-60%, 61-65 - dostateczny plus, 66-75% - dobry, 76-80% - dobry plus, 81-100% - bardzo dobry.

Literatura

1. G. A. Ozin, A.C. Arsenault, L. Cademartiri, Nanochemistry: A Chemical Approach to Nanomaterials, 2nd Ed., The Royal Society of Chemistry, Cambridge, 2009.
2. G. Cao, Y. Wang, Nanostructures & Nanomaterials: Synthesis, Properties, and Applications, 2nd Edition, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., London, 2011.
3. F. J. Owens, C.P. Poole Jr, The Physics and Chemistry of Nano Solids, Wiley-Interscience, 2008
4. C. P. Poole Jr., F. J. Owens, Introduction to Nanotechnology, John Willey & Sons, Inc., 2003.
5. . A. Nouailhat, An Introduction to Nanoscience and Nanotechnology, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, 2008.
6. C. Brechignac P., Houdy, M. Lahmani (Eds.), Nanomaterials and Nanochemistry, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2007 7 Y. Gogotsi, V. Presser (Editors), Carbon Nanomaterials, 2nd Edition, CRC Press, 2014.

W cyklu 2021/22:

1. G. A. Ozin, A.C. Arsenault, L. Cademartiri, Nanochemistry: A Chemical Approach to Nanomaterials, 2nd Ed., The Royal Society of Chemistry, Cambridge, 2009.
2. G. Cao, Y. Wang, Nanostructures & Nanomaterials: Synthesis, Properties, and Applications, 2nd Edition, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., London, 2011.
3. F. J. Owens, C.P. Poole Jr, The Physics and Chemistry of Nano Solids, Wiley-Interscience, 2008
4. C. P. Poole Jr., F. J. Owens, Introduction to Nanotechnology, John Willey & Sons, Inc., 2003.
5. . A. Nouailhat, An Introduction to Nanoscience and Nanotechnology, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, 2008.
6. C. Brechignac P., Houdy, M. Lahmani (Eds.), Nanomaterials and Nanochemistry, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2007
7 Y. Gogotsi, V. Presser (Editors), Carbon Nanomaterials, 2nd Edition, CRC Press, 2014.

W cyklu 2022/23Z:

1. G. A. Ozin, A.C. Arsenault, L. Cademartiri, Nanochemistry: A Chemical Approach to Nanomaterials, 2nd Ed., The Royal Society of Chemistry, Cambridge, 2009.
2. G. Cao, Y. Wang, Nanostructures & Nanomaterials: Synthesis, Properties, and Applications, 2nd Edition, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., London, 2011.
3. F. J. Owens, C.P. Poole Jr, The Physics and Chemistry of Nano Solids, Wiley-Interscience, 2008
4. C. P. Poole Jr., F. J. Owens, Introduction to Nanotechnology, John Willey & Sons, Inc., 2003.
5. . A. Nouailhat, An Introduction to Nanoscience and Nanotechnology, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, 2008.
6. C. Brechignac P., Houdy, M. Lahmani (Eds.), Nanomaterials and Nanochemistry, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2007
7 Y. Gogotsi, V. Presser (Editors), Carbon Nanomaterials, 2nd Edition, CRC Press, 2014.

W cyklu 2024/25Z:

1. G. A. Ozin, A.C. Arsenault, L. Cademartiri, Nanochemistry: A Chemical Approach to Nanomaterials, 2nd Ed., The Royal Society of Chemistry, Cambridge, 2009.
2. G. Cao, Y. Wang, Nanostructures & Nanomaterials: Synthesis, Properties, and Applications, 2nd Edition, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., London, 2011.
3. F. J. Owens, C.P. Poole Jr, The Physics and Chemistry of Nano Solids, Wiley-Interscience, 2008
4. C. P. Poole Jr., F. J. Owens, Introduction to Nanotechnology, John Willey & Sons, Inc., 2003.
5. . A. Nouailhat, An Introduction to Nanoscience and Nanotechnology, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, 2008.
6. C. Brechignac P., Houdy, M. Lahmani (Eds.), Nanomaterials and Nanochemistry, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2007
7 Y. Gogotsi, V. Presser (Editors), Carbon Nanomaterials, 2nd Edition, CRC Press, 2014.

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 0600-S2-EN-NaN w USOSweb