Overordnede kursusmål
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 kemikursus i regi af NanoDTU, 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,
supermolekuler, carbon nanorør, metalliske nanopartikler, og
molekylære maskiner som "fungerende" kemiske
nanosystemer.
De nye værktøjer: Mekaniske kræfter 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
grafen og metalliske nanopartikler, selv-assemblerede monolag, og
biologiske nanostrukturer samt eksperimentel dataanlyse.
Bemærkninger
Kemi i Nanoskala er integreret i DTU's nanoteknologi initiativ,
NanoDTU.
Kursusmateriale: Kompendium, "Chemistry at the
Nanoscale", øvelsesvejledninger og originalartikler
Sidst opdateret
28. oktober, 2016