Techniki pomiarowe stosowane w analizie nano- i biomateriałów - laboratorium 1200-2BLOK3L2

1. Zastosowanie techniki Mikroskopii sił Atomowych (AFM) i Skaningowej Mikroskopii Tunelowania (STM) do badania morfologii różnych materiałów.
2. Badanie rozkładu substancji czynnych w tabletce leku przeciwbólowego techniką mapowania ramanowskiego, z wykorzystaniem mikroskopii
konfokalnej: Rozproszenia Rayleigha i Ramana: mechanizm zjawiska, prawdopodobieństwo przejść, reguły wyboru, budowa i zasada działania mikroskopu ramanowskiego, mikroskopia konfokalna, zasada pomiaru mapy ramanowskiej i technika TERS.
3. Wpływ stanu utlenienia na widmo w podczerwieni polimeru przewodzącego: Metoda pomiaru widm warstw substancji osadzonych na stałych powierzchniach, wpływ kąta padania wiązki i polaryzacji na jakość widma oraz możliwościami badania uporządkowania warstwy. Cechy widm polimerów przewodzących – pasma nośników ładunku, zmiany w widmie pod wpływem utleniania polimeru na przykładzie polianiliny lub polipirolu.
4. Materiały magnetyczne (diamagnetyki, paramagnetyki), dipol magnetyczny w polu magnetycznym – poziomy EPR, warunek rezonansu, postać widma, oddziaływanie nadsubtelne – oddziaływanie dipol-dipol i kontaktowe, rozczepienie poziomów przez jedno i więcej jąder, postacie widm (struktura supernadsubtelna) intensywności sygnałów, opis kwantowo mechaniczny powyższych zjawisk, zasada rejestracji widm EPR, otrzymanie pierwszej pochodnej piku.
5. Luminescencja – teoria, materiały, urządzenia: Luminescencja i jej rodzaje, podział ze względu na czynnik wzbudzający jak i czas trwania. Teoretyczne podstawy zjawiska luminescencji, mechanizmy powstawania zjawiska, wydajność kwantowa
6. Pomiar magnetycznego ekranowania jąder atomowych 1H i 13C w badanych molekułach. Spektroskopia NMR : Jądrowy rezonans magnetyczny (NMR). Magnetyczne ekranowanie jąder atomowych. Przesunięcia chemiczne. Bezpośredni pomiar ekranowania protonów z widm NMR. Sprzężenia spinowo-spinowe protonów z innymi jądrami magnetycznymi. Wpływ oddziaływań międzymolekularnych na ekranowanie jąder i sprzężenia spinowo-spinowe. Obserwacja widm 1H NMR w fazie gazowej. Interpretacja wyników w ramach modelu zderzeń binarnych Raynesa-Buckinghama-Bernsteina (RBB). Wyznaczenie stałych ekranowania i sprzężenia spinowo-spinowego dla izolowanej molekuły. Ocena wpływu oddziaływań międzymolekularnych na badane parametry widma 1H NMR w fazie gazowej.
7. Badanie właściwości hydrofobowo-hydrofilowych substancji za pomocą pomiaru kąta zwilżalności: Termodynamika obszaru powierzchniowego, napięcie powierzchniowe, praca kohezji i adhezji, metody pomiaru napięcia powierzchniowego, kąt zwilżania.
8. Badanie właściwości fizykochemicznych cieczy jonowych: Definicja cieczy jonowych. Właściwości cieczy jonowych. Metody otrzymywania tetrafluoroboranów imidazoliowych, wpływ zanieczyszczeń na lepkość i gęstość cieczy jonowych, zastosowanie cieczy jonowych jako rozpuszczalników i/lub aktywnych reagentów.
9. Diagramów fazowe w roztworów polimerów : Podstawowe wiadomości o przejściach fazowych, w szczególności o przejściach fazowych drugiego rodzaju, oddziaływanie światła z materią, zjawiska: fluorescencja, absorpcja, rozpraszanie Ramana, skręcenie płaszczyzny polaryzacji, biopolimery żelatyny i agarowy, proces żelacji.
10. Termomagnetyczna analiza ciał stałych: Główne parametry magnetyczne i rodzaje magnetyków, metody wytwarzania pola magnetycznego, statyczne i dynamiczne magnetyczne metody pomiarowe.
11. Elektro-optyczny i optyczno-optyczny efekt Kerra: Polaryzowalność, hiperpolaryzowalność, polaryzacja ośrodka, współczynnik załamania, dwójłomność, spektroskopia pompa-sonda, optyczno-optyczny i elektrooptyczny efekt Kerra, stała Kerra, zjawisko Ramana, wymuszone zjawisko Ramana.
12. Jak modelować nieliniowe właściwości optyczne nowych materiałów?: Oddziaływanie molekuły z polem elektrycznym, definicje momentu dipolowego, polaryzowalności i hiperpolaryzowalności, hiperpolaryzowalność i generowanie wyższych harmonicznych, obliczenia momentu dipolowego, polaryzowalności i hiperpolaryzowalności metodami kwantowo chemicznymi, chiralność, naturalna skręcalność optyczna, dichroizm kołowy oraz obliczenia naturalnej skręcalności optycznej i dichroizmu kołowego metodami kwantowo chemicznymi.
13. Zastosowanie spektrometrii masowej jonów wtórnych (SIMS) w badaniach powierzchni.
Jonizacja materii i sposoby transportu jonów, rodzaje analizatorów mas, konstrukcja spektrometrów SIMS, interpretacja widm.
14. Zastosowanie rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronów (XPS) w badaniach powierzchni: odziaływanie promieniowania z materią, wyznaczania energii wiązania elektronu, profilowanie głębokościowe, konstrukcja spektrometrów XPS, interpretacji spektrum XPS.