1. SylabUZ
2. Faculty of Mechanical Engineering
3. winter term 2023/2024
4. Biomedical Engineering - First-cycle studies leading to Engineer's degree
5. Nanobiomaterials

Generate PDF for this page

Nanobiomaterials - course description

Aim of the course

Celem wykładu jest zapoznanie studentów z zasadami projektowania i modelowania materiałów nanostrukturalnych oraz zapoznaniem z nowoczesnymi metodami badań nanostruktur.

Prerequisites

Save changes

Podstawowa wiedza z materiałoznawstwa oraz z zakresu biomateriałów stosowanych w inżynierii materiałowej.

Scope

Wykład:

1. Wstęp do nauki o nanomateriałach – definicja, budowa i podział nanomateriałów.
2. Wpływ skali wymiarowej na właściwości mechaniczne, optyczne, elektryczne i termiczne materiałów.
3. Technologie wytwarzania nanomateriałów „top-down” i „bottom-up”. Metody syntezy nanomateriałów: MA, HEBM, RM, HDDR, MQ, PVD, CVD, PLD, zol – żel, implantacja jonowa, metody przeróbki plastycznej – ECAE, ECAP, HTP, CCDC.
4. Charakterystyka metod badawczych nanomateriałów.
5. Charakterystyka nanomateriałów węglowych.
6. Charakterystyka nanomateriałów metalicznych.
7. Charakterystyka nanomateriałów polimerów.
8. Charakterystyka nanomateriałów ceramicznych.
9. Charakterystyka nanokompozytów.
10. Kropki kwantowe.
11. Zastosowanie nanomateriałów w medycynie.
12. Akty prawne dotyczące nanomateriałów.
13. Zagrożenia związane ze stosowaniem nanomateriałów.
14. Oddziaływanie nanomateriałów na organizm ludzki.
15. Zaliczenie

Projekt: Dobór nanomateriałów w celu realizacji zadanych problemów projektowych z zakresu medycyny, np. nośniki leków, diagnostyka medyczna, nanoroboty, nanobomby, implanty kostne.

Laboratorium: Formowanie wybranych nanostruktur, tj. nanocząsteczki: srebra i/lub TiO₂, nanorurki: TiO₂ i/lub Al₂O₃. Charakterystyka wytworzonych nanostruktur za pomocą metod optycznych i elektrochemicznych.

1. Synteza nanoproszków metodą zol-żel.
2. Synteza nanocząsteczek srebra/złota.
3. Synteza kropek kwantowych.
4. Synteza nanocząstek magnetycznych.
5. Synteza nanorurek tlenków metalicznych.
6. Wytwarzanie nanokostek srebra.
7. Termin odróbczy, zaliczenie.

Teaching methods

Metoda podająca – wykłady interaktywne prowadzone w wykorzystaniem środków audiowizualnych. Praca z literaturą fachową.

Metoda problemowa – ćwiczenia laboratoryjne dotyczące formowania i charakterystyki wybranych nanostruktur.

Learning outcomes and methods of theirs verification

Outcome description	Outcome symbols	Methods of verification	The class form

Assignment conditions

Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest uzyskanie zaliczenia z laboratorium oraz pozytywna ocena z kolokwium.
Punktacja kolokwium: 
Ocena 5,0 - student uzyskał 90-100% punktów;
Ocena 4,5 - student uzyskał 80-89% punktów;
Ocena 4,0 - student uzyskał 70-79% punktów;
Ocena 3,5 - student uzyskał 60-69% punktów;
Ocena 3,0 - student uzyskał 51-59% punktów;

Ocenę końcową przedmiotu stanowi ocena z egzaminu.

Ocenę końcową przedmiotu stanowi średnia arytmetyczna ze wszystkich form zajęć.

Recommended reading

1.K. Kurzydłowski, M. Lewandowska, Nanomateriały inżynierskie, PWN, Warszawa 2010.

2.A. Huczka, B. Bystrzejewski, Fullureny: 20 lat później, Wyd. Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa 2007.

3.M.W. Richert, Inżynieria nanomateriałów i struktur ultradrobnoziarnistych, Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków 2006.

4.I. Guin, Materiały polimerowe, PWN, 2003.

5.S. Datta, M.A. Ratner, Y. Xue, First-principles based matrix Green`s function approach to molecular electronic devices: general formalism, Chemical Physics, 2002.

6.S. Datta, Nanoscale device modeling: the Green`s function method, Superlattices and Microstructures, 2000.

7.A.B. Kaiser, Electronic transport properties of conducting polymers and carbon nanotubes, Rep. Prog. Phys., 2001.

8.A.G. MacDiarmid, Nobel Lecture: Synthetic metals: A novel role for organic polymers, Rev. Mod. Phys., 2001.

9.A. Nitzan, M.A. Ratner, Electron Transport in Molecular Wire Junctions, Science, 2003.

Further reading

1.V.N. Popov, Carbon nanotubes: properties and application, Materials Science and Engineering R, 2004.

2.Y. Wada, Problems and Prospects of Single Molecule Information Devices, Jpn. J. Appl. Phys., 2000.

Notes

Modified by dr hab. inż. Katarzyna Arkusz, prof. UZ (last modification: 08-05-2023 16:13)