Wstęp do nanotechnologii 1200-2MON1Z
Nanotechnologia jest stosunkowo nowym i młodym obszarem badawczym obejmującym szerokie potencjalne dziedziny aplikacyjne w optyce, elektronice, ochronie środowiska, biomedycynie, aeronautyce, katalizie, biochemii i biotechnologii, analityce chemicznej oraz inżynierii materiałowej.
Wykład ma za zadanie zapoznanie z podstawowymi pojęciami i aspektami nanotechnologii, poczynając od rysu historycznego – związanego z osobą Laureata Nagrody Nobla, fizyka amerykańskiego Richarda Feynmana, uważanego za „ojca nanotechnologii”.
Bardziej współczesna, aplikacyjna nanotechnologia rozpoczęła swój rozwój w połowie lat 80-tych XX wieku, wraz z odkryciem przez późniejszego Laureata Nagrody Nobla, Profesora Sir Harolda Kroto, mającego notabene „polskie korzenie” – Jego protoplaści pochodzili z poznańskiego Krotoszyna.
Wykład ilustrowany będzie prezentacją wybranych, aktualnie dostępnych na rynku artykułów komercyjnych, związanych z nanotechnologią. Integralną częścią wykładu będzie omówienie nanomateriałów – ich klasyfikacji, metod otrzymywania oraz morfologii. Scharakteryzowane zostaną poglądowo różnorakie techniki badawcze, stosowane w badaniach charakteryzacyjnych nanomateriałów – spektroskopia UV i IR, rentgenografia, spektroskopia Ramana, mikroskopia elektronowa (SEM, TEM i HRTEM), techniki skaningowe mikroskopowe (AFM, STM), kalorymetria i analiza termiczna.
Bliżej scharakteryzowane zostaną najbardziej obecnie obiecujące nanostruktury węglowe (jak fulereny, nanorurki oraz nanokapsułki), jak też jednowymiarowe nanostruktury ceramiczne (na przykładzie nanowłókien węglika krzemu).
Fragment wykładu poświęcony zostanie ważnemu zagadnieniu aspektów zagrożeń zdrowotnych związanych z kontaktem organizmów żywych z nanomateriałami.
Wykład zakończy omówienie różnorakich problemów, które opóźniają szersze zastosownia nanotechnologii
Całkowity nakład pracy: 37 godz. w tym:
uczestnictwo w wykładzie: 15 h
konsultacje: 2 h
opracowanie artykułu naukowego i przygotowanie prezentacji: 10 h
przygotowanie do quizu: 10 h
Koordynatorzy przedmiotu
Rodzaj przedmiotu
Tryb prowadzenia
Efekty kształcenia
Po ukończeniu wykładu student posiada wiedzę podstawową dotyczącą różnorakich aspektów nanotechnologii.
Opisuje historię, stan obecny i perspektywy nanotechnologii.
Wymienia sposoby otrzymywania, właściwości i zastosowania nanomateriałów.
Analizuje problemy nanotechnologii (włączając aspekt zagrożeń środowiskowych).
Identyfikuje i bliżej opisuje podstawowe obiekty nanotechnologii – nanostruktury węglowe (fulereny, nanorurki, grafeny) i nanodruty.
Wiedza
K_W02 aspekty budowy i działania nowoczesnej aparatury pomiarowej wspomagającej badania naukowe w laboratorium chemicznym
K_W07 zasad działania, właściwości i zastosowań różnego rodzaju biosensorów
K_W08 nowe metody i techniki prowadzenia analiz medycznych poza wyspecjalizowanym laboratorium diagnostycznym
K_W16 wybrane, zaawansowane zjawiska i procesy chemiczne, fizyczne i biologiczne
K_W20 sposoby otrzymywania nanomateriałów do zastosowań biomedycznych i potrafi wymienić sposoby ich otrzymywania z punktu widzenia chemii organicznej i nieorganicznej
K_W21 metody charakterystyki nanomateriałów stosowanych w medycynie w szczególności korelacji pomiędzy metodami strukturalnymi, fizykochemicznymi, spektroskopowymi oraz
chromatograficznymi
K_W22 Sposoby dystrybucji nanomateriałów w organizmie człowieka, metod ich wydalania oraz oddziaływania na poszczególne tkanki, a także wiedzę z zakresu toksykologii nanomateriałów
Umiejętności
K_U02 zastosować odpowiednie metody, techniki, narzędzia badawcze i informatyczne konieczne dla wyjaśnienia postawionego problemu badawczego
K_U12 samodzielnie zdobywać wiedzę i rozwijać swoje profesjonalne umiejętności, korzystając z różnych źródeł, w tym także w języku obcym
K_U13 przygotować wystąpienia ustne i prace pisemne w języku polskim na tematy dotyczące
wybranych zagadnień, zawierające opis i uzasadnienie celu pracy, przyjętą metodologię, wyniki oraz ich znaczenie na tle innych podobnych prac naukowych/badawczych z
wykorzystaniem podstawowych ujęć teoretycznych, a także korzystając z różnych źródeł.
K_U14 wyrażać opinie dotyczące kwestii zawodowych oraz argumentować na ich rzecz zarówno w środowisku specjalistów jak i niespecjalistów
K_U20 korzystać z literatury fachowej, baz danych oraz innych źródeł informacji, oraz umiejętność oceny rzetelności pozyskanych informacji.
K_U22 wymienić podstawowe typy nanocząstek stosowanych w diagnostyce oraz rozumie podstawy zjawisk fizycznych za nimi stojących
Kompetencje społeczne
K_K01 ciągłego dokształcania się oraz samodzielnego wyszukiwania informacji w literaturze, także obcojęzycznej
K_K02 przestrzegania zasad etyki zawodowej i wymagania tego od innych (z przekonaniem o wadze zachowania się w sposób profesjonalny)
K_K04 krytycznej oceny treści naukowych i popularnonaukowych
K_K05 określenia zakresu posiadanej przez siebie wiedzy i umiejętności oraz do podnoszenia kompetencji zawodowych i osobistych
K_K07 krytycznej oceny stopnia zaawansowania swojej wiedzy (w przypadku trudności z samodzielnym rozwiązaniem problemu zasięga opinii ekspertów) i samodzielnego podejmowania i inicjowania prostych działań badawczych
Kryteria oceniania
Zaliczenie na podstawie krótkiego quizu i prezentacji (15-20 min.) wybranego zagadnienia zgodnego z tematyką wykładu oraz zainteresowaniami słuchacza.
Praktyki zawodowe
Nie
Literatura
1. „Nanotechnologie”, red. R.W. Kelsall i in., wyd. PWN 2008
2. „Nanorurki i nanotechnologie”, red. A. Mazurkiewicz, wyd. Instytutu Technologii Eksploatacji, Radom 2007
3. „Nanorurki węglowe”, A.Huczko, wyd. BEL Studio Sp. z o.o., Warszawa 2004
4. „Fulereny. 20 lat później”, A.Huczko, M.Bystrzejewski, wyd. UW, Warszawa 2007