Ciljevi predmeta
Usvajanje osnovnih pojmova vezanih uz funkcije, izvedbe i primjene nano i mikro integriranih kemijskih sustava (IKS) u kontekstu multidisciplinarnih područja moderne znanosti i tehnologije. Primjenom sustavnog pristupa u analizi i sintezi takvih sustava omogućiti studentima primjenu već stečenih znanja iz bliskih područja i usvajanje novih, koristeći stvarne primjere integriranih kemijskih sustava u području visokih tehnologija (npr. DNA čipovi, organske solarne ćelije, mikrofluidički dijagnostički čipovi).
Opis sadržaja predmeta
1. Tjedan: Uvod u kolegij: pojam integrirani kemijski sustavi
2. Tjedan: Primjeri integriranih kemijskih sustava: glukozni biosenzor, organska solarna ćelija, organska svjetleća dioda, Lab-on -a chip sustavi: kemijska funkcija, izvedba, primjena
3. Tjedan: Integrirani kemijski analitički sustavi (IKAS): primjer-kemijski senzori i biosenzori
4. Tjedan: Gradivni blokovi i tehnike slaganja IKS-a I dio; Funkcionalni materijali - primjeri
5. Tjedan: Gradivni blokovi i tehnike slaganja IKS-a II dio; Samo-slaganje molekula i materijala
6. Tjedan: Gradivni blokovi i tehnike slaganje IKS-a III dio; Tehnologije mikrosustava
7. Tjedan: Gradivni blokovi i tehnike slaganja IKS-a IV dio; Metode kemijske nano i mikro funkcionalizacije IKS-a
8. Tjedan: Kolokvij
9. Tjedan: Uvod u mikrofluidiku (kao enabling tehnologija za IKAS); Minijaturizacija analitičkih sustava (Lab-on-a-chip)
10. Tjedan: Integrirani kemijski analitčki sustavi (IKAS)
11. Tjedan: Integrirani kemijski sintetski sustavi (mikroreaktori); Mikrofluidička kemijska sinteza (Plant-on-a-chip)
12. Tjedan: Studentske prezentacije: Seminarski radovi
13. Tjedan: Studentske prezentacije: Seminarski radovi
14. Tjedan: Završno ponavljanje i priprema za ispit
15. Tjedan: Kolokvij
Vrste izvođenja nastave:
predavanja
seminari i radionice
mješovito e-učenje
samostalni zadaci
multimedija i mreža
laboratorij
Obveze studenata
Obavezno prisustvovanje na svim oblicima izvođenja nastave; redovito predavanje domaćih zadaća i laboratorijskih izvještaja (usmeno i pismeno); obavezno čitanje zadane literature (rasprava na seminarima); prezentacija seminarskog zadatka; završni pismeni ispit
Praćenje rada studenata
Pohađanje nastave
Eksperimentalni rad
Kolokvij
Istraživanje
Referat
Seminarski rad
Pismeni ispit
Ishodi učenja na razini programa kojima predmet pridonosi
- Povezati i primijeniti napredna znanja iz područja prirodnih i tehničkih znanosti, posebice kemijskog inženjerstva i inženjerstva okoliša u rješavanju znanstvenih, stručnih i općih društvenih problema.
- Rješavati inženjerske probleme znanstvenim pristupom povezivanjem stručnih znanja iz kemije, inženjerstva okoliša, kemijskog inženjerstva i inženjerstva materijala.
- Povezati stručna znanja kemije, kemijskog inženjerstva i inženjerstva materijala sa sviješću o utjecaju na društvo, gospodarstvo i okoliš.
-Planirati eksperimentalni rad u svrhu potvrđivanja postavljene hipoteze uzimajući u obzir ekonomsku i ekološku učinkovitost procesa.
- Koristiti napredne laboratorijske postupke i instrumentaciju za sintezu novih proizvoda, kreiranje održivih procesa te rješavanje problema onečišćenja vode, zraka i tla.
-Identificirati i analizirati složenije probleme u tehnološkim procesima kemijske i srodnih industrija.
- Identificirati i diskutirati prednosti, nedostatke i ograničenja pojedinih metoda pripreme, sinteze, analize i obrade uzoraka u skladu s održivim razvojem i životnim ciklusom proizvoda i procesa.
- Vrednovati tehnološke procese i proizvode sa stajališta visoke funkcionalnosti u različitim uvjetima rada i u industrijskom okruženju te utjecaja na okoliš
- Kritički analizirati, vrednovati i interpretirati vlastite rezultate uspoređujući ih s postojećim rješenjima dostupnima u znanstvenoj i stručnoj literaturi
- Pokazati neovisnost i pouzdanost u samostalnom radu te učinkovitost, pouzdanost i prilagodljivost u timskom radu.
- Prezentirati rezultate samostalnog i timskog rada u usmenom i pisanom obliku nestručnjacima i stručnjacima na jasan i razumljiv način
- Komunicirati sa znanstvenom i stručnom zajednicom te društvom u cjelini u nacionalnom i međunarodnom okružju.
- Razviti radnu etiku, osobnu odgovornost i težnju za daljnjim usvajanju novih znanja i vještina
prema normama inženjerske prakse
Očekivani ishodi učenja na razini predmeta (3-10 ishoda učenja)
1. Definirati funkcije, izvedbe i primjene nano- i mikro-integriranih kemijskih sustava (IKS) u kontekstu multidisciplinarnih područja moderne znanosti i tehnologije
2. Identificirati osnovne dijelove konkretnih integriranih kemijskih sustava (hijerarhijski pristup) i analizirati njihovu kemijsku funkciju, izvedbu i područje primjene
3. Objasniti ulogu i posljedice koncepta minijaturizacije i primjenu tehnologija mikrosustava u razvoju integriranih kemijskih sustava
4. Osmisliti integrirani kemijski sustav zadane funkcije koristeći odabrane gradivne blokove (od molekula do funkcionalnih nanostruktura) i definirati odgovarajuće kemijsko-fizikalne interakcije
5. Procijeniti potencijal predloženog koncepta integriranog kemijskog sustava za realnu primjenu u kontekstu dostupnih znanstveno-istraživačkih spoznaja
|
- Integrated Chemical Systems: A Chemical Approach to Nanotechnology, , Allen J. Bard, John Wiley & Sons Ltd., New York, 1994.
- Nanochemistry: A Chemical Approach to Nanomaterials, RSC, Cambridge, 2005., , G. A. Ozin, A. C. Arsenault, RSC, Cambridge, 2005.
- Miniaturization of Analytical Systems: Principles, Design and Applications, , A. Rios, A. Escarpa, B. Simonet, Wiley, Chichester, 2009.
- Made to Measure: New Materials for the 21st Century, Princeton University Press, , P. Ball, Princeton, New Jersey, 1997.
- Biological Applications of Microfluidics, , F. A. Gomez (Editor), John Wiley & Sons, New Jersey, 2008.
- Houghton Mifflin Harcourt, , M. Miodownik, Stuff Matters, Mariner Books, New York, 2015.
- Nanotechnology: Basic Science and Emerging Technologies, Chapman & Hall, , M. Wilson, K. Kannangara, G. Smith, M. Simmons, B. Raguse, CRC, Boca Raton, 2002.
- The New Chemistry, Cambridge University Press, , N. Hall (Editor), Cambridge, 2000.
|
Pristupačnost
