Ciljevi predmeta:
Usvajanje osnovnih pojmova nanotehnologije. Stjecanje znanja o svojstvima nanomaterijala. Upoznavanje s metodama priprave i karakterizacije nanomaterijala. Upoznavanje s najvažnijim vrstama i primjenama nanomaterijala.
Opis sadržaja predmeta:
1. Tjedan: Pojmovi nanoznanosti i nanotehnologije, molekularna nanotehnologija. Povijest nanotehnologije, Gordon E, Moore, Richard P. Feynman, Eric K. Drexler, R. Kurzweil. Fenomeni na nano razini: kvantni efekti, omjer površine i volumena, dominacija elektromagnetskih sila.
2. Tjedan: Svojstva nanomaterijala: fizikalna, mehanička, kemijska, optička, električna.
3. Tjedan: Efekt tuneliranja, kvantno ograničenje, kvantne točke, nanostruktura, magični brojevi. Hall-Petch efekt, lotusov efekt.
4. Tjedan: Karakterizacija nanomaterijala. Pretražni elektronski mikroskop, transmisijski elektronski mikroskop, pretražni tunelirajući mikroskop, mikroskop atomske sile.
5. Tjedan: Nanoproizvodnja: princip odozgo prema dole: fotolitografija, meka litografija, mikrokontaktno tiskanje, nanolitografija perom, visokoenergetsko mljevenje, PVD, CVD.
6. Tjedan: Nanoproizvodnja: princip odozdo prema gore: precipitacija, kristalizacija, koloidi, stabilizacija koloidnih otopina, samoorganizacija, micele, tanki filmovi, samoorganizirani monoslojevi, dendrimeri, sol-gel metoda. Nanomanipulacija.
7. Tjedan: Trendovi u nanotehnologiji: Nanomaterijali (nano-strukturirani materijali, pametni materijali, materijali koji ne stare), nanoproizvodi (elektronika, medicina, okoliš, industrijska tehnologija). Nanoroboti. Primjenski potencijal nanomaterijala. Društvena prihvatljivost nanomaterijala. Rizici nanotehnologije. Budućnost nanotehnologije.
8. Tjedan: Kolokvij
9. Tjedan: Ugljikove nanostrukture; Fuleren - proces nastajanja, svojstva, reaktivnost, potencijalna primjena; Ugljikove nanocjevčice - molekulna i supramolekulna struktura, intrinzička svojstva, sinteza, pročišćavanje, modifikacija, primjena
10. Tjedan: Elektronika na nanorazini i molekulska elektronika; Razvoj mikroelektroničkih jedinica i tehnologije, Struktura i operacije MOS tranzistora, Skaliranje dimenzija tranzistora, Nanoskalirani MOFSET tranzistori,
11. Tjedan: Molekulska elektronika - Mogućnosti i načini priprave i istraživanja molekulskih jedinica, Molekulski prekidači, tranzistori i slični elementi, Elektonika s DNK molekulama; Jednoelektronske elektroničke jedinice
12. Tjedan: Polimerni nanokompoziti - priprava, struktura i napredna multifunkcijska svojstva
13. Tjedan: Nanobiotehnologija - Modifikacija nanoobjekata za uporabu u nanobiotehnologiji
14. Tjedan: Biosenzori, Ciljana isporuka lijekova primjenom nanoobjekata, Dijagnostička simanja uz primjenu nanoobjekata.
15. Tjedan: Kolokvij
Vrste izvođenja nastave: predavanja, seminari i radionice, vježbe
Praćenje rada studenata: Pohađanje nastave, Eksperimentalni rad, Kolokvij, 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.
- Povezati stručna znanja kemije, kemijskog inženjerstva i inženjerstva materijala sa sviješću o utjecaju na društvo, gospodarstvo i okoliš.
- Koristiti napredne laboratorijske postupke i instrumentaciju za sintezu novih proizvoda, kreiranje održivih procesa, kao i rješavanje problema onečišćenja vode, zraka i tla.
- 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.
- Prezentirati rezultate samostalnog i timskog rada u usmenom i pisanom obliku nestručnjacima i stručnjacima na jasan i razumljiv način
- Razviti radnu etiku, osobnu odgovornost i težnju za daljnjim usvajanjem novih znanja i vještina prema normama inženjerske prakse
Očekivani ishodi učenja na razini predmeta (3-10 ishoda učenja):
1. Objasniti pojedina svojstva materijala i shvatiti razloge promjena svojstava materijala do kojih dolazi na nano-skali.
2. Opisati ideje, zamisli i tehnike na području nanotehnologije te biti u stanju kritički ih prosuđivati.
3. Razlikovati metode priprave nanomaterijala odozgo prema dole i odozdo prema gore, razumjeti ove metode i biti u stanju uočiti njihove prednosti i nedostatke.
4. Analizirati ulogu i primijeniti znanja kemije i inženjerstva materijala u nanotehnologijama.
5. Objasniti vezu između strukture i svojstava nanoobjekata i integriranih nanosustava
6. Opisati različite metode karakterizacije na nano-razini, poznavati principe rada ovih metoda te njihove prednosti i nedostatke.
7. Uočiti trenutna ograničenja u razvoju nanomaterijala i etičke dvojbe koje se javljaju na području nanotehnologije.
8. Demonstrirati komunikacijske vještine, sposobnost kritičkog razmišljanja i spoznati potrebu daljnjeg učenja.
|
Pristupačnost
