1. komponenta

Vrsta nastave	Ukupno
Predavanja	45
Seminar	15
Laboratorijske vježbe	30

* Opterećenje je izraženo u školskim satima (1 školski sat = 45 minuta)

CILJ KOLEGIJA
Usvajanje osnovnih pojmova nanomaterijala i nanotehnologija. Stjecanje znanja o svojstvima nanomaterijala. Upoznavanje s metodama priprave i karakterizacije nanomaterijala. Upoznavanje s najvažnijim vrstama i primjenama nanomaterijala. Pitanja odnosa nanotehnologije i društva.

IZVEDBENI PLAN KOLEGIJA
Pojmovi nanoznanosti i nanotehnologije. Povijest nanotehnologije, Društvena prihvatljivost nanomaterijala. Rizici nanotehnologije. Budućnost nanotehnologije.
Fenomeni na nano razini: kvantni efekti, omjer površine i volumena, dominacija elektromagnetskih sila.
Svojstva nanomaterijala: fizikalna, mehanička, kemijska, optička, električna, magnetska. Efekt tuneliranja, kvantno ograničenje, kvantne točke, nanostruktura, magični brojevi. Hall-Petch efekt, superparamagnetičnost, giganski magnetootpor, lotusov efekt.
Karakterizacija nanomaterijala. Pretražni elektronski mikroskop, transmisijski elektronski mikroskop, pretražni tunelirajući mikroskop, mikroskop atomske sile.
Nanoproizvodnja: princip odozgo prema dole: fotolitografija, meka litografija, mikrokontaktno tiskanje, nano-otiskujuća litografija, dip-pen nanolitografija, visokoenergetsko mljevenje, PVD, CVD.
Nanoproizvodnja: princip odozdo prema gore: precipitacija, kristalizacija, koloidi, stabilizacija koloidnih otopina, čvrste suspenzije, samoorganizacija, micele, tanki filmovi, samoorganizirani monoslojevi, dendrimeri, super-ćelije, sol-gel metoda. Nanomanipulacija, kontaktna i bezkontaktna nanomanipulacija. Sredstva za nanomanipulaciju.
Metalne i keramičke nanočestice, nanovlakna, nanoslojevi, aerogelovi, nanostrukturirani materijali.
Trendovi u nanotehnologiji: Nanomaterijali (nano-strukturirani materijali, pametni materijali, materijali koji ne stare), nanoproizvodi (elektronika, medicina, okoliš, industrijska tehnologija). Nanoroboti. Primjenski potencijal nanomaterijala.
Ugljikove nanostrukture; Fuleren - proces nastajanja, svojstva, reaktivnost, potencijalna primjena; Ugljikove nanocjevčice - molekulna i supramolekulna struktura, intrinzička svojstva, sinteza, pročišćavanje, modifikacija, primjena.
Nanobiotehnologija - Modifikacija nanoobjekata za primjenu u nanobiotehnologiji; Biosenzori; Testiranje i dostava lijekova
Nanoobjekti kao nosači lijekova; Primjena nanoobjekata za optičko obilježavanje i snimanje; Prednosti i nedostaci nanoobjekata za primjenu u in vivo
Elektronika na nanorazini i molekulska elektronika - Unaprjeđenja tranzistora baziranih na klasičnoj tehnologiji; Nanoelektroničke naprave; Molekulske elektroničke naprave; Kvantni stanični automat; Nanotehnologija u drugim područjima elektronike
Polimerni nanokompoziti: priprava, struktura, svojstva

RAZVIJANJE OPĆIH I SPECIFIČNIH KOMPETENCIJA STUDENATA
Sposobnost analize i sinteze dosadašnjih literaturnih spoznaja i njihova prezentacija. Poznavanje osnovnih pojmova nanoznanosti i nanotehnologije. Uočavanje različitosti svojstava nano-materijala i makro-materijala i razumijevanje razloga ovih različitosti. Poznavanje načina dobivanja nanomaterijala po principu ozdozgo prema dole i odozdo prema gore. Poznavanje osnovnih metoda karakterizacije nanomaterijala. Upoznavanje s trendovima u nanotehnologiji.

OBAVEZE STUDENATA U NASTAVI I NAČIN NJIHOVA IZVRŠAVANJA
Prisustvovanje predavanjima. Laboratorijske vježbe i pisani referati. Izrada seminarskog rada.

NAČIN IZVOĐENJA NASTAVE
Predavanja, laboratorijske vježbe, seminari

NAČIN PROVJERE ZNANJA I POLAGANJA ISPITA
Kontinuirana provjera znanja, pisani ispit

NAČIN PRAĆENJA KVALITETE I USPJEŠNOSTI KOLEGIJA
Studentska anketa

ISHODI UČENJA KOLEGIJA
1. argumentirati razloge promjene svojstava materijala do kojih dolazi na nano-skali.
2. kritički prosuđivati ideje, zamisli i tehnike u području nanotehnologije
3. argumentirati prednosti i nedostatke metoda priprave nanomaterijala odozgo prema dole i odozdo prema gore
4. integrirati znanja kemije i inženjerstva materijala u nanotehnologijama.
5. povezati strukturu i svojstava nanoobjekata i integriranih nanosustava
6. analizirati prednosti i nedostatke različitih metoda karakterizacije na nano-razini,
7. kritički prosuđivati o ograničenjima u razvoju nanomaterijala i etičkim dvojbama koje se javljaju na području nanotehnologije.
8. demonstrirati komunikacijske vještine, sposobnost kritičkog razmišljanja i spoznati potrebu daljnjeg učenja.

ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA
1. primijeniti složenija kemijska načela koja se nastavljaju na osnovna znanja kemije stečena na preddiplomskom studiju
2. povezati osnovne činjenice, koncepte, kemijske principe i teorije vezane uz napredna područja kemije i kemijskih tehnologija
3. integrirati znanje potrebno za obradu složenih ideja
4. kreirati mišljenja na temelju nekompletnih ili ograničenih informacija
5. objektivno procijeniti rezultate rada da bi ih se sažeto prezentiralo
6. koristiti napredne laboratorijske postupke i instrumentaciju u okviru kemijske sinteze i analize
7. odgovorno organizirati laboratorijski rad
8. procijeniti granice točnosti eksperimentalnih podataka i njihove upotrebe u planiranju budućeg rada
9. objasniti znanstvene ili tehničke zamisli, podatke i zaključke, uz korištenje prikladnih obrazloženja, u stručnom ili općem okruženju, pismeno ili usmeno

NASTAVNE JEDINICE S PRIPADAJUĆIM ISHODIMA UČENJA


LITERATURA POTREBNA ZA POLAGANJE ISPITA
S. Kurajica, S. Lučić Blagojević, Uvod u nanotehnologiju, HDKI, 2017.

1. argumentirati razloge promjene svojstava materijala do kojih dolazi na nano-skali.
2. kritički prosuđivati ideje, zamisli i tehnike u području nanotehnologije
3. argumentirati prednosti i nedostatke metoda priprave nanomaterijala odozgo prema dole i odozdo prema gore
4. integrirati znanja kemije i inženjerstva materijala u nanotehnologijama.
5. povezati strukturu i svojstava nanoobjekata i integriranih nanosustava
6. analizirati prednosti i nedostatke različitih metoda karakterizacije na nano-razini,
7. kritički prosuđivati o ograničenjima u razvoju nanomaterijala i etičkim dvojbama koje se javljaju na području nanotehnologije.
8. demonstrirati komunikacijske vještine, sposobnost kritičkog razmišljanja i spoznati potrebu daljnjeg učenja.

Obavezni predmet - Redovni modul - Kemija okoliša
Obavezni predmet - Redovni modul - Primijenjena organska kemija
Obavezni predmet - Redovni modul - Specifični materijali i napredne tehnologije