Nanomaterialer

Emnet skal gi en innføring i grunnleggende kjemiske og fysiske prinsipper for å lage uorganiske nanomaterialer, samt grunnleggende prinsipper for størrelseseffekter og fysiske og kjemiske egenskaper til nanomaterialer. Det vil også bli en enkel gjennomgang av ulike metoder brukt for å produsere og karakterisere ulike typer nanostrukturer. Emnet forutsetter basiskunnskaper i kjemi, fysikk og materialteknologi. Emnet skal gi grunnlag for videre undervisning i TKP4190 Fabrikasjon og anvendelse av nanomaterialer.

Etter avsluttet kurs skal studenten kunne: - Beskrive kvalitativt hvordan størrelsen på nanopartikler kan innvirke på morfologi, krystallstruktur, reaktivitet og elektriske egenskaper. - Beskrive flere syntesemetoder for å lage uorganiske nanopartikler, endimensjonale nanostrukturer (nanorør, nanostaver, nanotråder), tynne filmer, nanoporøse materialer, og bulkmaterialer som er sammensatt av nanostrukturerte byggeklosser, samt kunne beskrive hvordan forskjellige typer litografi kan brukes for å lage strukturer på nanoskala. Studenten skal kunne redegjøre for grunnleggende størrelsesavhengige fysiske og kjemiske egenskaper for nanomaterialer og sentrale teknologiske og medisinske anvendelser. Studenten skal forstå den generelle teorien for syntese/produksjon av nanomaterialer. - Utføre enkle geometriske beregninger av overflateenergi, koordinasjonstall og volumfraksjon knyttet til nanoskala egenskaper og syntese, samt enkle kjemiske beregninger knyttet til syntese. - Bruke kunnskapen til å vurdere hvilke syntesemetoder som kan være best egnet til å produsere nanostrukturerte materialer av forskjellige uorganiske forbindelser (metaller, halvledere, oksider, fullerener) og sammensetninger av disse. - Identifisere grunnleggende etiske, helsemessige og miljømessige hensyn knyttet til nanopartikler og nanomaterialer generelt, og med fokus på bærekraft spesielt.

Basert på forelesninger, midtsemesterprøve og øvinger. Midtsemesterprøve og 6 av 12 øvinger kreves godkjent for å få gå opp til eksamen. Avsluttende eksamen er grunnlaget for karakteren i emnet. Sluttkarakteren angis med bokstavkarakter. Forventet tidsbruk: Forelesninger: 70 timer, Øvinger: 30 timer. Selvstudium: 100 timer.