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, og at kunne lave
grundlæggende estimater om størrelser og effekter i
nanoteknologi
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
Beskrive de vigtigste nanotoksikologiske og miljø mæssige
effekter af nanostrukturer
Skrive en videnskabelig rapport, inklusiv kildehenvisninger og
citationer om landvindinger indenfor nanoteknologien og dens
anvendelser
Præsentere og forsvare din rapport i klassen
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: Elekctron
mikroskoper (SEM and TEM), 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.
Litteraturhenvisninger:
Undervisningen er baseret på forelæsningsnoter og videnskabelige
artikler. Dette materiale er elektronisk tilgængeligt.
Bemærkninger:
Gæsteforelæsninger med Ulla Vogel om nanotoksikologi og Anders Baun
om økotoksikologi.
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
