Chemiczne, fizyczne oraz biologiczne aspekty nanomateriałów

„brak”

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli ( godz.):

np.

- udział w wykładach - 15

- konsultacje z nauczycielem akademickim - 5

Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta ( godz.):

np.

- przygotowanie do wykładu - 7

- czytanie literatury - 23

- przygotowanie do egzaminu - 20

W1: Ma wiedzę z zakresu podstawowych działów chemii, fizyki oraz biologii.

W2: Zna podstawy chemii ogólnej, fizycznej, organicznej oraz technologii chemicznej (rozumie pojęcia i prawa), terminologię i nomenklaturę chemiczną, biologiczną oraz fizyczną.

W3: Opisuje poszczególne rodzaje materiałów, ich właściwości i zastosowania.

W4: Zna i rozumie współzależność pomiędzy nanomateriałami i rozwojem cywilizacji oraz rolą i wpływem tych materiałów na otaczający świat.

W5: Charakteryzuje właściwości związku po jego budowie; umie posługiwać się pojęciami rozpuszczalność, hydrofobowość, hydrofilowość oraz biozgodności; potrafi wskazać czyste technologie otrzymywania energii, wykorzystania nanomateriałów w medycynie oraz możliwości ich usprawnień.

U1: Utrwala podstawy wiedzy chemicznej zdobytej w szkole średniej, podstawowe definicje, nazewnictwo chemiczne, fizyczne oraz biologiczne.

U2: Analizuje krytycznie zdobytą wiedzę, potrafi krytycznie ocenić skutki ingerencji człowieka w środowisko i proponuje właściwe rozwiązania zapobiegające negatywnym skutkom lub je eliminuje.

U3: Potrafi samodzielnie przygotować wystąpienie z zakresu badania struktury i właściwości fizykochemicznych materiałów.

K1: Samodzielnie i efektywnie pracuje z dużą ilością informacji.

K2: Myśli twórczo w celu udoskonalenia istniejących bądź stworzenia nowych rozwiązań.

K3: Zna ograniczenia własnej wiedzy i umiejętności.

K4: Nawiązuje współpracę w grupie.

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

- wykład problemowy

- dyskusja

- pogadanka
- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- wykład problemowy

Interdyscyplinarny wykład prezentuje zagadnienia związane z jedną z najważniejszych obecnie dziedzin rozwoju ludzkości – nanotechnologią oraz chemią materiałową. Na naszych oczach dokonuje się cicha rewolucja technologiczna, której konsekwencją jest zmiana otaczającej nas rzeczywistości. Celem zajęć jest także przedstawienie historii odkryć nanomateriałów oraz roli jaką odegrały one w życiu człowieka. Pokazana także zostanie „przypadkowość” poszukiwania nowych materiałów w początkowym etapie historii ich otrzymywania/odkrywania. Dalszy rozwój związany już był jednak z umiejętnością precyzyjnego sterowania procesami syntezy w celu uzyskania materiałów o ściśle pożądanych właściwościach. Zwrócona zostanie uwaga na to, że rozwój nanomateriałów pełen był „ślepych uliczek” oraz „katastrof”. Wszystkie omawiane zagadnienia zostaną przedstawione na tle epoki, której dotyczą. Duży nacisk zostanie położony też na podstawy naukowe badanych zagadnień.

Przedmiot adresowany jest do studentek(ów) pragnących poszerzyć swoją wiedzę o zagadnienia związane ze zrozumieniem roli nanomateriałów w otaczającym świecie. Na wykład będą składały się następujące treści:

1. Wstęp do nanotechnologii i chemii materiałowej. Historia odkryć od starożytności do współczesności. Perspektywy i zagrożenia.

2. Zjawiska powierzchniowe. Metody charakteryzacji nananomateriałów.

3. Nanopowłoki.

4. Nanomateriały krzemowe i glinokrzemianowe.

5. Nanomateriały węglowe.

6. Materiały 0D oraz 1D. COFy. MOFy.

7. Samouprządkowanie.

8. Nanolitografia

9. Fotowoltaika i perowskity.

10. Tunelowanie oraz badanie zjawisk fizycznych w skali nano.

11. Spinotronika.

12. Komputery kwantowe.

13. Nanomedycyna.

14. Co dalej?

Wykład zostanie zilustrowany licznymi prezentacjami.

1. P. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, PWN, Warszawa, 2004.

2. K. Kurzydłowski, M. Lewandowska, Nanomateriały inżynierskie, konstrukcyjne i funkcjonalne, PWN, Warszawa, 2015.

3. L. Cademartiri, G.A. Ozin, Nanochemia. Podstawowe koncepcje, PWN, Warszawa, 2011.

4. A. Huczko, A. Dąbrowska, M. Kurcz, Grafen. Otrzymywanie, charakterystyka, zastosowania, Wyd. Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa, 2016.

5. A. Huczko, M. Kurcz, M. Popławska, Nanorurki węglowe. Otrzymywanie, charakterystyka, zastosowania, Wyd. Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa, 2014.

6. A. Huczko Andrzej, M. Bystrzejewski, Fulereny 20 lat później, Wyd. Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa, 2007.

7. M. Trzaska, Z. Trzaska, Nanomateriały w architekturze i budownictwie, PWN, Warszawa, 2019.

8. M. Słoma, Nanomateriały węglowe w technologii elektroniki drukowanej, OWPW, Warszwa, 2017.

9. A. Zieliński (red.), Nanotechnologia w medycynie i kosmetologii, Wyd. Politechniki Gdańskiej, Gdańsk, 2018.

10. K. Kurzydłowski, M. Lewandowska, W. Łojkowski, Świat nanocząstek, PWN, Warszawa, 2016.

11. P. Hewitt, Fizyka wokół nas, PWN, Warszawa, 2015.

12. K. Żelechowska, Nanotechnologia w praktyce, PWN, Warszawa, 2016.

13. K.D. Sattler (red.), Handbook of Nanophysics, CRC Press, 2010.

14. Y. Ge, S. Li, S. Wang, R. Moore (red.), Nanomedicine. Principles and Perspectives, Springer, 2014.

Metody oceniania:

- egzamin ustny - W1, W2, W3, W4, W5

Kryteria oceniania:

Zaliczenie na ocenę na podstawie egzaminu ustnego. Pytania obejmują zagadnienia omawiane podczas wykładów i pogłębione podczas samodzielnej pracy w domu (lektura literatury). Mogą także dotyczyć tematyki realizowanej przez studentkę(a) w pracy dyplomowej.

Cztery pytania. Czas przepytywania jednej osoby około 20 minut.

Aby uzyskać pozytywną ocenę z egzaminu przewidzianego planem studiów, student winien uzyskać min. 50% progu punktowego, tj. poprawnie odpowiedzieć na minimum dwa pytania. Ocena bardzo dobra po uzyskaniu więcej niż 80% punktów. Pozostałe oceny proporcjonalnie w zakresie 50-80% punktów.