Metody syntezy nanomateriałów i nanokompozytów Kierunek studiów: Mikro i nanotechnologia
Kod programu: W4-S2MN19.2020

Nazwa modułu: Metody syntezy nanomateriałów i nanokompozytów
Kod modułu: W4-S2MN19-06
Kod programu: W4-S2MN19.2020
Semestr: semestr letni 2020/2021
Język wykładowy: polski
Forma zaliczenia: egzamin
Punkty ECTS: 4
Opis:
W ramach wykładu przedstawione zostaną następujące zagadnienia: Klasyfikacja nanomateriałów inżynierskich i funkcjonalnych. - Metale, ceramiki, polimery, kompozyty - Nanometale, nanoproszki i nanospiekiceramiczne, nanokmpozyty, nanowarstwy powierzchniowe, nanowłókna, nanostruktury węglowe 2. Metody wytwarzania uwzględniający metody fizyczne, chemiczne i biologiczne wytwarzania nanomateriałów z uwzględnieniem podziału na techniki typu „top-down” oraz „bottom-up”. Omawiane metody wytwarzania nanomateriałów i nanokompozytów: - litografia, fotolitografia, litografia miękka, litografia wiązka elektronową, litografia wiązką rentgenowską - trawienie jonowe w tym skupiona wiązką jonów (Focused Ion Beam) - mielenie wysokoenergetyczne (High Energy Miling HEM) - metody odkształcenia plastycznego (Severe plastic deformation SPD) - wytwarzanie warstw metodami chemicznymi z gazowego lub cieczowego prokursora (Chemical Vapor Deposition w tym Chemical solution deposition (CSD), Chemical bath deposition (CBD), sol-gel, Spin coating, Chemical vapor deposition (CVD), MOCVD, Plasma enhanced CVD (PECVD), Atomic layer deposition (ALD) - wytwarzanie warstw metodami fizycznymi (w tym Molecular beam epitaxy (MBE), Sputtering, Pulsed laser deposition (PLD), Cathodic arc deposition (arc-PVD), Electrohydrodynamic deposition) - metody koloidalne wytwarzania naocząstek - metoda mikroemulsji olejowych, synteza hydrotermalna, metoda polyol wytwarzania naocząstek 3. Procesy i zjawiska zachodzące w trakcie formowania się określonych nanomateriałów czy nanokompozytów w tym między innymi: termiczna akomodacja, związanie z podłożem, dyfuzja powierzchniowa, zarodkowanie nowej fazy, aglomeracja, zjawiska zachodzące na powierzchni, ścieżki reakcji chemicznych. 3. W ramach wykorzystanych w trakcie zajęć laboratoryjnych technik omawiane będą również zagadnienia związane z środowiskiem pracy i jego wpływem na uzyskane struktury a także te związane z aparaturą pozwalającą na syntezę danego nanomateriału czy nanokompozytu.
Wymagania wstępne:
Podstawowa wiedza z zakresu podstaw fizyki i chemii. Podstawowa wiedza z zakresu fizyki ciała stałego. Podstawowa wiedza z zakresu nanotechnologii.
Literatura podstawowa:
Nanomateriały inżynierskie konstrukcyjne i funkcjonalne / red. nauk. Krzysztof Kurzydłowski, Małgorzata Lewandowska ; [aut.: Mariusz Andrzejczuk et al.]. - Warszawa : Wydawnictwo Naukowe PWN 2010. Nanocrystalline materials : their synthesis-structure-property relationships and applications / S. C. Tjong. - Amsterdam [etc.] : Elsevier 2006. Nanomateriały : wybrane zagadnienia / Mieczysław Jurczyk. - Poznań : Wydaw. Politechniki Poznańskiej 2001. Nanomaterials handbook / edited by Yury Gogotsi. - Boca Raton ; London : CRC Press 2006. Physical properties of carbon nanotubes / R. Saito, G. Dresselhaus & M. S. Dresselhaus. – London: Imperial College Press 2005. Introduction to nanoscience and nanomaterials / Dinesh C. Agrawal. - New Jersey [etc.] : World Scientific cop. 2013. Nanostructured materials in electrochemistry / ed. by Ali Eftekhari. - Weinheim : Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA cop. 2008. Electrochemical nanofabrication : principles and applications / edited by Di Wei. - Singapore: PAN Stanford Publishing cop. 2016. Nanoporous materials : advanced techniques for characterization, modeling and processing / ed. by Nick Kanellopoulos. - Boca Raton : CRC Press/Taylor & Francis Group 2011. Carbon nanomaterials : synthesis, structure, properties and applications / Rakesh Behari Mathur, Bhanu Pratap Singh, Shailaja Pande. - Boca Raton [etc.] : CRC Press cop. 2017.
Efekt modułowy Kody efektów kierunkowych do których odnosi się efekt modułowy [stopień realizacji: skala 1-5]
Student posiada podstawową i pogłębioną wiedzę w zakresie fizyki i chemii nanomateriałów i ich zastosowania w przemyśle. Student zna podstawowe pojęcia z zakresu struktury ciał stałych, nieorganicznych organicznych i nanomateriałów, ich syntezy oraz metod ich analizy. [2MN-06-01]
 MN_w01 [5/5] MN_w02 [4/5] MN_w03 [4/5] MN_w04 [4/5] MN_w05 [4/5]
Student umie rozpoznać elementy struktury materiałów oraz dokonać ich klasyfikacji. [2MN-06-02]
 MN_u01 [5/5] MN_u02 [4/5] MN_u03 [4/5]
Student umie zorganizować i przeprowadzić eksperymenty w procesie projektowania zagadnień inżynierskich dotyczących syntezy nanomateriałów i nanokompozytów. Student umie opisać i dokonać wyboru odpowiednich technik otrzymywania nanomateriałów i ich separacji. Student potrafi określić i zinterpretować podstawowe parametry nanomateriałów na podstawie wykonanych pomiarów oraz wyciąga poprawne wnioski z przeprowadzonych ćwiczeń eksperymentalnych i poprawnie opisuje wyniki. [2MN-06-03]
 MN_u01 [5/5] MN_u02 [4/5] MN_u03 [4/5] MN_u05 [3/5] MN_u07 [5/5] MN_u11 [5/5]
Typ Opis Kody efektów modułowych do których odnosi się sposób weryfikacji
egzamin ustny [2MN-06-w1]
Egzamin ustny z zakresu materiału prezentowanego na wykładach, skala ocen 2- 5:
 2MN-06-01 2MN-06-02
sprawdzanie [2MN-06-w2]
Ocena końcowa jest średnią arytmetyczną ocen cząstkowych z pisemnego sprawozdania z ćwiczenia przeprowadzanego w trakcie laboratorium, zaokrągloną w górę lub w dół, biorąc pod uwagę aktywność studenta podczas laboratorium
 2MN-06-01 2MN-06-02 2MN-06-03
Rodzaj prowadzonych zajęć Praca własna studenta Sposoby weryfikacji
Typ Opis (z uwzględnieniem metod dydaktycznych) Liczba godzin Opis Liczba godzin
wykład [2MN-06-z1]
wykład z wykorzystaniem technik audiowizualnych – przyswajanie i pogłębianie wiedzy.
 30
w oparciu o notatki z wykładów oraz literaturę uzupełniającą student dąży do utrwalenia pozyskanej wiedzy.
 30 egzamin ustny [2MN-06-w1]
laboratorium [2MN-06-z2]
tematyka badań laboratoryjnych ściśle związana jest z zagadnieniami poruszanymi na wykładach. Student, po wcześniejszym przygotowaniu się do zajęć na bazie zalecanej literatury, wykonuje zadania pod kierunkiem prowadzącego. Następnie student z wykorzysteniem danej techniki wytwarza określony tym nanomateriału lub nanokompozytu, analizuje sposób przeprowadzania eksperymentu, w przypadku wykonania dodatkowych pomiarów pozwalających wstępnie scharakteryzować dany typ materiału i opracowuje wyniki pomiarów oraz przygotowuje pisemny raport zawierający wstęp teoretyczny, opis zastosowanych metod badawczych oraz opracowanie wyników pomiarów wraz z oszacowaniem odpowiednich wielkości dla wytworzonych nanomateriałów.
 30
utrwalanie pozyskanej wiedzy
 30 sprawdzanie [2MN-06-w2]
Załączniki
Opis modułu (PDF)
Informacje o sylabusach mogą ulec zmianie w trakcie trwania studiów.
Sylabusy (USOSweb)
Semestr Moduł Język wykładowy
(brak danych)