En generel introduktion til især kemiske og biokemiske systemer og fænomener, hvis egenskaber er knyttet til deres (nogle få) nanometer størrelse. Indførelse i teoretiske begreber og eksperimentel teknik i nanoskala kemi og biokemi. Indsigt i relationer til nanoskala kemisk teknologi og bioteknologi.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Forstå fysisk-kemiske love for kemi og bioteknologi i nanometer området.
Få kendskab eksperimentel teknologi i kemiske og bioteknologiske nanoskala fænomener.
Kende vigtige eksempler på kemiske og biologiske fænomener og systemer i nanoskala (nanorør, molekylære maskiner m.m.).
Forstå arbejdsprincipper for centrale nanoteknologiske metoder som elektrokemi og især scanning tunnel og atomic force mikroskopi (STM og AFM).
Kunne syntetisere og håndtere nanoskala kemiske systemer af kontrolleret størrelse som metalliske nanopartikler.
Forstå elektrisk ledning og andre kemiske og fysiske egenskaber helt nede på det enkelte molekyles eller biomolekyles (proteins eller DNA-molekyles) niveau.
Anvende nanoskala- og enkeltmolekyleteknologi ved praktisk brug af STM, AFM og elektrokemi.
Forstå arbejdsprincipper for anvendte nanoskala komponenter i kemi og bioteknologi som glukosebiosensorer samt direkte at anvende disse.
Kursusindhold:
Et nyt kemikursus i regi af Nano.DTU, med hovedvægt på nanoskala kemi og bioteknologi. Emner udvalgt blandt:
I kursets teoretiske del: Fysisk-kemiske love for kemi og bioteknologi i nanometer skala området; uorganisk og organisk kemiske nanosystemer; monolag, zeolitter, carbon nanorør, metalliske nanopartikler, og molekylære maskiner son "fungerende" kemiske nanosystemer. De nye værktøjer: Mekaniske fræfter og elektriske strømme på nanoskala og enkeltmolekyle niveau - atomic force og scanning tunnel mikroskopet (AFM og STM); enkeltmolekylers elektriske ledning; Nanoskala elektrokemi ved enkeltkrystal, atomart plane elektrodeoverflader; proteiners og DNA's fysik og kemi; molekylære transistorer og dioder i aktion; samt metalloproteiner og DNA i aktion på nanoskala og enkeltmolekyle niveau. I kursets eksperimentelle del: Deltagelse i brug af STM, AFM og elektrokemisk udstyr; brug af enkeltkrystal elektroder; iagttagelse af enkelte molekyler og biomolekyler direkte i aktion; kemisk syntese og karakterisering af carbon nanorør, zeolitter, metalliske nanopartikler, selv-assemblerede monolag, og biologiske nanostrukturer samt eksperimentel dataanlyse.
Bemærkninger:
Kemi i Nanoskala er et nyt kursus, integreret i DTU's nanoteknologi initiativ, Nano.DTU og tilbydes første gang E2005.
Kursusmateriale: Forelæsningsnoter og originalartikler
