Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Fizykochemia nowych materiałów

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1200-2BLOK2-WYK2
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: Fizykochemia nowych materiałów
Jednostka: Wydział Chemii
Grupy: Fizykochemia nowych materiałów i nowoczesne techniki pomiarowe (S2-CH)
Punkty ECTS i inne: 3.00 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.

zobacz reguły punktacji
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
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Wojciech Dzwolak, Magdalena Skompska, Robert Szoszkiewicz
Prowadzący grup: Wojciech Dzwolak, Magdalena Skompska, Robert Szoszkiewicz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki.
ul. Pasteura 5, 02-093 Warszawa tel: +48 22 5532 000 https://www.fuw.edu.pl/ kontakt deklaracja dostępności mapa serwisu USOSweb 7.1.0.0-7 (2024-10-21)