Kurset har som målsætning at give dig en generel og bred introduktion til det multidisciplinære felt nanoteknologi. I løbet af kurset vil du erhverve dig den basale viden om de fysiske fænomener, teoretiske begreber og eksperimentelle teknikker, der ligger til grund for den seneste tids kraftigt forbedrede muligheder for at observere, fabrikere og manipulere individuelle strukturer på nanometerskala. Et andet sigte med kurset er at gøre dig bekendt med de tværfaglige muligheder inden for nanoteknologi dvs. brugen af nanoteknologi inden for områder som kemi, biologi og medicin. En dybere gennemgang af metoder til at observere fænomener på nanoskala så som scanning probe teknikker (AFM, STM) bliver givet. Der gives også en introduktion til fabrikering af nanokomponenter, og en introduktion til at lave nanokomponenter til bio-medicinske sensorer. Målet er også at give dig et indblik i hvorledes komplette sensorsystemer hvori nanoteknologien er udnyttet kan bruges i vores hverdag.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Beskrive og forklare hvad nanoteknologi er
Definere og præsentere nanoskalaens fysik
Definere hvad der menes med nanomaterialer og præsentere eksempler herpå
Beskrive de forskellige nanoteknologiværktøjer og diskutere dem
Beskrive hvordan man kan lave strukturer på nanoskala, definere begrænsninger af de forskellige teknikker
Beskrive og forklare hvordan man kan manipulere overflader på nanoskala til brug for sensorer
Beskrive og forklare hvordan nanoteknologi kan anvendes i f.eks biologi og medicinsk forskning
Præsentere og forklare eksempler på nanosensorsystemer
Beskrive de vigtigste nanotoksikologiske og miljø mæssige effekter af nanostrukturer
Lave og forsvare en poster om nye landvindinger indenfor nanoteknologiens muligheder og anvendelser
Skrive en videnskabelig rapport, inklusiv kildehenvisninger og citationer
Kursusindhold:
I første halvdel af kurset får du en introduktion til nanoskala fænomener, fundamentale teoretiske begreber og eksperimentelle teknikker inden for nanoteknologien. På nanometerskala beskrives naturen ved hjælp af kvantefysik. Du præsenteres for den nødvendige del af kvanteteorien på et meget elementært niveau, hvilket siden benyttes til at analysere og forstå karakteristiske nanoskalafænomener. Derefter vil du få en introduktion af nanoskalamaterialer og en gennemgang af de centrale eksperimentelle teknikker der bruges i nanoteknologien, så som: Scanning Probe Mikroskoper (SPM), især Atomar Kraft Mikroskopet (AFM) og Scanning Tunnel Mikroskopet (STM). En introduktion til fabrikation af sensorer på nanoskala vil også blive gennemgået. I anden halvdel af kurset fokuseres der på anvendelser af nano fænomener til sensorer, her vil en række eksperimenter, hvor nanoteknologi er anvendt blive gennemgået: ændringer af overflader til brug som sensorer, self-assembly, kraftmålinger på individuelle molekyler og celler, bio-chip baseret DNA-analyse, og nanoskala manipulatorer. Afsluttende vil der blive givet en introduktion til komplette sensorsystemer, hvori nanoteknologi er en vigtig del af systemet. Eksempler inden for biokemiske og medicinske anvendelser vil blive behandlet.
Litteratur:
Undervisningen er baseret på forelæsningsnoter og videnskabelige artikler. Dette materiale er elektronisk tilgængeligt.
Mulighed for GRØN DYST deltagelse:
Dette kursus giver den studerende en mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk/kursustilmelding.aspx
