Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu - Centralny punkt logowania
Strona główna

Nanomaterials and Nanostructures

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 0600-S2-EN-NaN
Kod Erasmus / ISCED: 13.3 Kod klasyfikacyjny przedmiotu składa się z trzech do pięciu cyfr, przy czym trzy pierwsze oznaczają klasyfikację dziedziny wg. Listy kodów dziedzin obowiązującej w programie Socrates/Erasmus, czwarta (dotąd na ogół 0) – ewentualne uszczegółowienie informacji o dyscyplinie, piąta – stopień zaawansowania przedmiotu ustalony na podstawie roku studiów, dla którego przedmiot jest przeznaczony. / (0531) Chemia Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu: Nanomaterials and Nanostructures
Jednostka: Wydział Chemii
Grupy: studia stacjonarne II stopnia, Chemistry of Advanced Materials semestr 4
Punkty ECTS i inne: 6.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: angielski
Wymagania wstępne:

Brak

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.


Skrócony opis:

Kurs prezentuje podstawowe wiadomości o syntezie, wytwarzaniu i charakteryzowaniu nanomateriałów. Omawiane zagadnienia to: materiały bezwymiarowe - nanocząstki, kropki kwantowe i nanokryształy; materiały jednowymiarowe - nanodruty i nanorurki; materiały dwuwymiarowe, w tym samoorganizujące się monowarstwy; materiały trójwymiarowe, - nanoporowatość, nanokompozyty, kopolimery blokowe i suprakryształy. Omówienie podstawowych właściwości fizycznych i chemicznych nanomateriałów związanych z ich powierzchnią i wielkością. Zastosowania nanomateriałów w bioczujnikach, nanomedycynie i katalizie.

Pełny opis:

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.

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.

Metody i 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.

Zajęcia w cyklu "Rok akademicki 2021/22" (zakończony)

Okres: 2021-10-01 - 2022-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 45 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Grzegorz Szymański, Artur Terzyk
Prowadzący grup: Anna Kaczmarek-Kędziera, Emil Korczeniewski, Grzegorz Szymański, Marek Wiśniewski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Skrócony opis:

Kurs prezentuje podstawowe wiadomości o syntezie, wytwarzaniu i charakteryzowaniu nanomateriałów. Omawiane zagadnienia to: materiały bezwymiarowe - nanocząstki, kropki kwantowe i nanokryształy; materiały jednowymiarowe - nanodruty i nanorurki; materiały dwuwymiarowe, w tym samoorganizujące się monowarstwy; materiały trójwymiarowe, - nanoporowatość, nanokompozyty, kopolimery blokowe i suprakryształy. Omówienie podstawowych właściwości fizycznych i chemicznych nanomateriałów związanych z ich powierzchnią i wielkością. Zastosowania nanomateriałów w bioczujnikach, nanomedycynie i katalizie.

Pełny opis:

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.

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.

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2022/23" (zakończony)

Okres: 2022-10-01 - 2023-02-19
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 45 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Marek Wiśniewski
Prowadzący grup: Piotr Piszczek, Grzegorz Szymański, Marek Wiśniewski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Skrócony opis:

Kurs prezentuje podstawowe wiadomości o syntezie, wytwarzaniu i charakteryzowaniu nanomateriałów. Omawiane zagadnienia to: materiały bezwymiarowe - nanocząstki, kropki kwantowe i nanokryształy; materiały jednowymiarowe - nanodruty i nanorurki; materiały dwuwymiarowe, w tym samoorganizujące się monowarstwy; materiały trójwymiarowe, - nanoporowatość, nanokompozyty, kopolimery blokowe i suprakryształy. Omówienie podstawowych właściwości fizycznych i chemicznych nanomateriałów związanych z ich powierzchnią i wielkością. Zastosowania nanomateriałów w bioczujnikach, nanomedycynie i katalizie.

Pełny opis:

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.

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.

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2024/25" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2024-10-01 - 2025-02-23
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 45 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Marek Wiśniewski
Prowadzący grup: Piotr Piszczek, Adrian Topolski, Marek Wiśniewski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Skrócony opis:

Kurs prezentuje podstawowe wiadomości o syntezie, wytwarzaniu i charakteryzowaniu nanomateriałów. Omawiane zagadnienia to: materiały bezwymiarowe - nanocząstki, kropki kwantowe i nanokryształy; materiały jednowymiarowe - nanodruty i nanorurki; materiały dwuwymiarowe, w tym samoorganizujące się monowarstwy; materiały trójwymiarowe, - nanoporowatość, nanokompozyty, kopolimery blokowe i suprakryształy. Omówienie podstawowych właściwości fizycznych i chemicznych nanomateriałów związanych z ich powierzchnią i wielkością. Zastosowania nanomateriałów w bioczujnikach, nanomedycynie i katalizie.

Pełny opis:

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.

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.

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.
ul. Jurija Gagarina 11, 87-100 Toruń tel: +48 56 611-40-10 https://usosweb.umk.pl/ kontakt deklaracja dostępności mapa serwisu USOSweb 7.0.4.0-2 (2024-05-20)