Set of Diploma Courses I: Nanomaterials and Nanotechnologies Kierunek studiów: Fizyka
Kod programu: W4-S2FZA22.2022

Podczas wykładów student uczy się na kierunkach: 1. Wprowadzenie do fizyki nanostruktur i nanomateriałów • Nanotechnologia i nanomateriały • Ogólna klasyfikacja nanosystemów 2. Ilościowy opis struktury nanomateriałów • Metody opisu kształtu i pomiary wielkości nanomateriałów • Parametry lokalne i globalne • Parametry opisujące rozmiar i kształt • Analiza obrazu i określenie wielkości parametrów – analiza ilości obiektów, analiza wielkości obiektów, analiza objętości obiektów, analiza rozmieszczenia obiektów • Pomiar rozkładu wielkości nanomateriałów/nanocząstek za pomocą dynamicznego rozpraszania światła laserowego i technik pokrewnych 3. Właściwości materiałów w zależności od wielkości: katalityczne, elektryczne, magnetyczne, mechaniczne, optyczne, biologiczne. 4. Wprowadzenie do wytwarzania nanostruktur i metod obróbki wytworzonych materiałów metodami fizykochemicznymi. Metody syntezy nanomateriałów 3D - podejście top-down i bottom-up. 5. Wprowadzenie do metod charakteryzowania nanomateriałów. 6. Klasyfikacja nanomateriałów funkcjonalnych i nanokompozytów o zaawansowanych właściwościach fizykochemicznych i użytkowych - rodzaje syntezy i podstawowe właściwości: • Metale, ceramika, polimery, kompozyty • Nanometale, nanoproszki i nanowłókna-ceramika, nanokompozyty, nanowarstwy powierzchniowe, nanowłókna, nanostruktury węglowe • perspektywy modyfikacji nanomateriałów 7. Zastosowania nanotechnologii w zdrowiu i medycynie, energetyce, tekstyliach, środowisku, transporcie, bezpieczeństwie itp. 8. Zastosowania, wyzwania, rozwój i zagrożenia nanomateriałów i nanotechnologii. Na wykładach zostaną przedstawione podstawowe idee nanomateriałów i nanotechnologii oraz bardziej szczegółowe przykłady z tej dziedziny i metody badawcze. Podczas zajęć laboratoryjnych studenci będą posługiwać się wybranymi metodami syntezy i charakteryzacji w celu określenia podstawowych parametrów nanoproszków. Na początku semestru studenci są informowani o metodach badawczych stosowanych na zajęciach laboratoryjnych. Po wykonaniu eksperymentu student przedstawia sprawozdanie zawierające teoretyczne wprowadzenie do problemu; przyjętą metodologię, opis badania, analizę i omówienie wyników oraz ich znaczenie dla podobnych badań. Moduł jest opcjonalny. Studenci wybiorą dwa z czterech proponowanych modułów. Zestawy zagadnień do egzaminu będą dostępne dla studentów. Skala ocen 2-5. Egzamin jest obowiązkowy.

Mechanika klasyczna i kwantowa, Wprowadzenie do faz atomowych i molekularnych, Wprowadzenie do fizyki fazy skondensowanej

Literatura: Nanocharacterisation (A.I. Kirkland, J.L. Hutchison, Eds.), The Royal Society of Chemistry, UK 2007 Springer Handbook of Nanotechnology (Bharat Bhushan Ed.), 2004, 2007, Springer Science+Business Media, Inc Springer Handbook of Materials Measurement Methods (Horst Czichos, Tetsuya Saito, Leslie Smith, Eds.), 2006, Springer Science+Business Media, Inc A. Vaseashta, I.N. Mihailescu, Functionalized Nanoscale Materials, Devices and Systems, 2008 Springer Science + Business Media B.V. Magnetic Nanostructured Materials From Lab. to Fab, Edited by A. A. El-Gendy, J.M. Barandiarán and R. L. Hadimani, Elsevier 2018 Scientific papers selected by the lecturer Literatura polskojęzyczna: K. Kurzydłowski i M. Lewandowska "Nanomateriały inżynierskie konstrukcyjne i funkcjonalne” Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2011. R.W. Kelsall, I.W. Hamley, M. Geoghegan, Nanotechnologie, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008. K.Kurzydłowski, M. Lewandowska, W. Łojkowski, “Świat nanocząstek” Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2016