Fizykochemia nowych materiałów
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | 1200-2BLOK2-WYK2 |
Kod Erasmus / ISCED: |
13.3
|
Nazwa przedmiotu: | Fizykochemia nowych materiałów |
Jednostka: | Wydział Chemii |
Grupy: |
Fizykochemia nowych materiałów i nowoczesne techniki pomiarowe (S2-CH) |
Punkty ECTS i inne: |
3.00
|
Język prowadzenia: | polski |
Kierunek podstawowy MISMaP: | chemia |
Rodzaj przedmiotu: | obowiązkowe |
Założenia (opisowo): | Podstawy chemii i fizyki na poziomie ukończenia studiów licencjackich z chemii lub kierunków pokrewnych. |
Tryb prowadzenia: | w sali |
Skrócony opis: |
Celem tego przedmiotu jest zrozumienie podstawowych idei i zagadnień związanych z badaniem, modyfikowaniem, wykorzystaniem, udoskonalaniem i projektowaniem właściwości fizykochemicznych oraz zastosowaniami wybranych klas nowych materiałów organicznych i nieorganicznych. |
Pełny opis: |
Zagadnienia omawiane w czasie wykładu: 1.Pojęcie nanomateriałów, ich klasyfikacja i podstawowe cechy odróżniające od tzw. materiałów objętościowych 2.Metody syntezy nanomateriałów (elektrochemiczne i metody tzw. „mokrej chemii”) - tworzenie nanorurek i nanodrutów na stałych podłożach - synteza nanocząstek, nanodrutów i nanorurek w fazie ciekłej oraz w matrycach polimerowych 2.1. Nanostrukturalne tlenki metali 2.2. Nanokryształy półprzewodnikowe (CdX, X=S, Se) 2.3 Nanocząstki metaliczne (Au, Pt, Pd i układy bimetaliczne) 2.4 Synteza układów hybrydowych: tlenek metalu/półprzewodnik, tlenek metalu nanocząstki metaliczne 3.Charakterystyka fizykochemiczna nanomateriałów metalicznych i półprzewodnikowych oraz zastosowanie w katalizie, fotokatalizie, elektrokatalizie i fotowoltaice 4.Od biologii do biologicznie inspirowanych materiałów 4.1 Oddziaływania międzymolekularne w samoorganizacji biomakromolekuł 4.2 Agregacja biomakromolekuł w roztworze, hydrożele 4.3 Struktura nici pajęczych, Kevlar. Model WLC i rozciąganie łańcuchów DNA i białek 4.4 Efekt kwiatu lotosu i superhydrofobowość 4.5 Pawie pióra jako kryształy fotoniczne 4.6 Nowe materiały inspirowane strukturami biologicznymi. 5. Fizykochemia pojedynczych cząsteczek biologicznych: białek, RNA i DNA. 6. Materiały dwuwymiarowe – struktura, topografia, właściwości, przegląd zastosowań grafenu, azotku boru, MoS2 (oraz innych dichalkogenków metali przejściowych), tlenków metali przejściowych takich jak tlenki tytanu i perowskitów. 7.Wybrane metody mikroskopowe: AFM, STM, SEM wraz z EDS, a także metody litograficzne i termolitograficzne w badaniu i kształtowaniu nanostruktur. 8.Okrzemki jako przykładowe funkcjonalne biomateriały: badania, udoskonalanie i aplikacje ich właściwości optycznych, mechanicznych i absorpcyjnych. |
Literatura: |
Przykładowa literatura: 1. van Holde KE, Johnson C, Shing Ho P (2005) "Principles of Physical Biochemistry", Prentice Hall. (Książka) 2. Hoffman, A. S. (2012). Hydrogels for biomedical applications. Advanced drug delivery reviews, 64, 18-23. (Artykuł) 3. Joannopoulos JD, Johnson SG, Winn JN, Meade RD (2011). "Photonic crystals: molding the flow of light", Princeton university press. (Książka) 4. Marmur, A. (2004). The lotus effect: superhydrophobicity and metastability. Langmuir, 20(9), 3517-3519. (Artykuł) 5. Garcia, R. Knoll, A.W., Riedo E. (2014). Advanced scanning probe lithography. Nature Nanotechnology, 9(8) 577-587. (Artykuł) 6. Wang, Q. H., Kalantar-Zadeh K., Kis A., Coleman J. N., Strano M. S. (2012). Electronics and optoelectronics of two-dimensional transition metal dichalcogenides. Nature Nanotechnology 7(11) 699-712. (Artykuł) 7. Chen C.J. (2008). Introduction to Scanning Tunneling Microscopy, 2nd edition, Oxford University Press (Książka) 8. D. Vollath, Nanomaterials. An introduction to Synthesis, Properties and Applications, Wiley-VCH (książka) Więcej odniesień i pozycji literaturowych podanych zostanie w trakcie wykładu. |
Efekty uczenia się: |
Student zna podstawowe cechy nanostruktur, rozumie zależności pomiędzy rozmiarem nanostruktur w makroskopowymi właściwościami materiałów złożonych z nanostruktur, rozumie przyczyny właściwości katalitycznych, mechanicznych i optycznych nanostruktur, rozumie związek pomiędzy strukturą molekularną, a właściwościami materiału. Rozumie przyczyny właściwości materiałów fotonicznych oraz superhydrofobowych. Rozumie podstawy teoretyczne oraz potrafi dobrać odpowiednie metody badań nanomateriałów w zależności od zagadnienia. Zna i potrafi dobrać metody modyfikacji materiałów w zależności od potrzeb. Zna podstawowe techniki i sposoby badań pojedynczych cząsteczek biologicznych takich jak białka, RNA i DNA. |
Metody i kryteria oceniania: |
Ocena końcowa będzie opierać się na rezultatach egzaminu końcowego. Egzamin będzie miał 6 pytań i trwać będzie 2 godziny lekcyjne (1.5 godziny zegarowej). W ramach możliwości egzamin zostanie przeprowadzony na ostatnim wykładzie. Do zdania egzaminu konieczne jest uzyskanie przez studenta co najmniej 50% możliwych punktów (z każdej części osobno). |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2024/25" (w trakcie)
Okres: | 2024-10-01 - 2025-01-26 |
Przejdź do planu
PN WT WYK
ŚR CZ PT |
Typ zajęć: |
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc
|
|
Koordynatorzy: | Wojciech Dzwolak, Magdalena Skompska, Robert Szoszkiewicz | |
Prowadzący grup: | Wojciech Dzwolak, Magdalena Skompska, Robert Szoszkiewicz | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: | Egzamin |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki.