26290 Kemi i Nanoskala

2024/2025

Kursusinformation
Chemistry at the Nanoscale
Engelsk
5
Kandidat
Retningsspecifikt kursus (MSc), Applied Chemistry
Retningsspecifikt kursus (MSc), Biomaterial Engineering for Medicine
Teknologisk specialisering (MSc), Applied Chemistry
E1B (tors 13-17)
Campus Lyngby
4 ugentlige timer. Forelæsninger, feature temaer og rapporter. Eksperimentelle øvelser med rapportering.
13-uger
E1B, F1B
Bedømmelse af opgave(r)/rapport(er)
Skriftlige hjælpemidler er tilladt
bestået/ikke bestået , intern bedømmelse
Gennemførelse af kemi, biokemi og fysik svarende til to eller tre semestre på en dansk naturvidenskabelig universitetsuddannelse
Minimum 6 Maksimum: 20
Kaibo Zheng , Lyngby Campus, Bygning 207 , kzheng@kemi.dtu.dk
26 Institut for Kemi
I studieplanlæggeren
Overordnede kursusmål
Generel introduktion, særligt til kemiske og biokemiske systemer og fænomener med egenskaber tæt associeret med deres (få) nanometer størrelser. Introduktion af teoretiske koncepter og eksperimentelle teknikker i nanoskala kemi og -biokemi. Indblik i nanoskala kemi, energi og bioteknologi.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Kunne forstå fysisk-kemiske love for kemi og bioteknologi på nanometer skala.
  • Kende eksperimentelle teknikker til beskrivelse a kemiske og bioteknologiske nanoskala fænomener.
  • Være bekendt med vigtige eksempler på nanoskala kemiske og biologiske fænomener og systemer (nanorør, kvantepunkter etc.).
  • Forstå grundprincipperne i centrale nanoteknologiske metoder så som skanning tunnelmikroskopi og atomart kraftmikroskop (STM og AFM), elektrokemi, og optisk spektroskopi.
  • Være i stand at syntetisere og håndtere nanoskala kemiske systemer med kontrolleret størrelse så som metalliske nanopartikler.
  • Forstå ultrahurtige optiske og elektriske reaktioner i nanomaterialer, minimeret rumlig dimension mod tidsdimension.
  • Anvende nanoskala materialer i AFM og elektrokemi.
  • Forstå grundprincipperne i nanoskala komponenter anvendt i energi- og katalysatorløsninger, eksempelvis solceller og fotokatalysatorer.
Kursusindhold
Et kemi-kursus, relateret til Nano*DTU, med fokus på kemi og biokemi på nanoskala.

Teoretisk basis: Fysiske og kemiske love på nanometer skala; uorganiske og biologiske nanosystemer; monolag, halvleder kvantepunkter, kulnanorør, metalliske nanopartikler og molekylære maskiner som fungerende kemiske nanosystemer.

De nye værktøjer: Mekaniske kræfter og elektriske strømme på nanoskala og enkeltmolekyleniveau – det atomare kræftmikroskop og skanning tunnelmikroskop (AFM og STM); undersøge kemisk kinetik på transient tidsskala med ultrahurtig spektroskopi; nyeste nanostrukturerede solceller; fotokatalytiske nanomaterialer og grundbegreber for deres anvendelse; fysik og kemi af proteiner, DNA og andre biologiske nanostrukturer.

Eksperimentel kursusdel: Deltagelse i anvendelsen af AFM, nanopartikelsporingsanalyse; visualisering af nano-objekter med forskellige nanoskala mikroskopier; kemisk syntese og karakterisering af metalliske nanopartikler; fremstille nanomaterialebaserede solcelle prototyper og analysere eksperimentel data; Implementere fotokatalytisk farvestofreduktion ved hjælp af nanopartikler.
Bemærkninger
Kemi i Nanoskala er integreret i DTU's nanoteknologi initiativ, NanoDTU.
Kursusmateriale: Kompendium, "Chemistry at the Nanoscale", øvelsesvejledninger og originalartikler
Sidst opdateret
02. maj, 2024