Slide background

Νανοϋλικά και Νανοτεχνολογία

1. ΓΕΝΙΚΑ

ΣχολήΧημικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος
Επίπεδο ΣπουδώνΠροπτυχιακό
ΚατεύθυνσηΧημικών Μηχανικών
Κωδικός μαθήματος        ΧΜ 403Εξάμηνο Σπουδών7ο
Είδος μαθήματοςΥποχρεωτικό
Αυτοτελείς Διδακτικές ΔραστηριότητεςΕβδομαδιαίες Ώρες ΔιδασκαλίαςΠιστωτικές Μονάδες

Διαλέξεις

3
Θ=3, Α=0,  Ε=0
6
Τύπος ΜαθήματοςΕπιστημονικής περιοχής
Προαπαιτούμενα Μαθήματα 
Γλώσσα Διδασκαλίας και εξετάσεωνΕλληνική
Το Μάθημα προσφέρεται σε φοιτητές ERASMUSΝαι
Ηλεκτρονική Σελίδα Μαθήματος (URL) 

2. MΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, ο/η φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση:

  1. Να συνθέτει, με τη χρήση διάφορων εξελιγμένων και καλά ελεγχόμενων μεθόδων, νανοδομές και νανοδιατάξεις της επιλογής του και να τις ταξινομεί σε κατηγορίες παρόμοιων ιδιοτήτων.
  2. Να διαθέτει εξειδικευμένες γνώσεις σε νανοϋλικά ειδικών κατηγοριών (π.χ. υλικά με βάση τον άνθρακα, μεσοπορώδη, ζεολιθικά και μικροπορώδη, φυλλόμορφα, κεραμικά, μεταλλικά, ημιαγώγιμα, καταλυτικά, πολυμερικά) και στις ποικίλες εφαρμογές τους.
  3. Να μπορεί να επιλέξει ή/και παράξει έξυπνα νανοϋλικά για εφαρμογή σε τεχνολογίες αιχμής, όπως πχ: Τεχνολογίες υδρογόνου, Βιομιμιτικά υλικά και βιοκατάλυση, Βιοϊατρική και φαρμακευτική τεχνολογία.   

Οι δεξιότητες που αναμένεται να αναπτύξει ο φοιτητής/τρια με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος είναι αντίστοιχες των προαναφερόμενων 1 έως 3 σημείων

Γενικές Ικανότητες
 
  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
  • Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
  • Σχεδιασμός και Διαχείριση Έργων
 

3. ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

 
  1. Εισαγωγή – Ορισμοί Νανοϋλικών και Νανοτεχνολογίας -Ταξινόμηση νανοϋλικών
  2. Συνθετικές μέθοδοι παρασκευής υλικών σε νάνο-διαστάσεις: Εισαγωγή, Κεραμικές μέθοδοι (αντιδράσεις στερεάς κατάστασης), Σύνθεση με μικροκύματα, Μέθοδος sol-gel, Μέθοδος εκμαγείου («χημική μηχανική»), Μέθοδος προδρόμου ενώσεως, Υδροθερμικές μέθοδοι, Χημική εναπόθεση ατμών (CVD), Επιστρωματική ανάπτυξη με ατμούς (VPE), Επιστρωματική ανάπτυξη με μοριακή δέσμη (MBE), Χημική μετάθεση ατμών (CVT), Αντιδράσεις ένθεσης (intercalation), Μέθοδος Langmuir-Blodgett, Κανόνες επιλογής μεθόδου.
  3. Νανοδομικά υλικά με βάση τον άνθρακα: φουλερένια, νανοσωλήνες άνθρακα, γραφένιο, οξείδιο του γραφενίου, νανοδίσκοι άνθρακα, νανοτελείες άνθρακα, μεσοπορώδεις άνθρακες, κυβοειδής άνθρακας, ιεραρχημένοι πορώδεις άνθρακες, κ.ά.
  4. Μεσοπορώδη υλικά: Εισαγωγή –ταξινόμηση πορωδών υλικών, μεσοπορώδη πυριτικά υλικά (MCM-41, SBA-15), περιοδικά μεσοπορώδη οργανοπυριτικά υλικά (PMOs), οργανωμένοι πορώδεις άνθρακες OPCs (CMK-3 & 3DOM/m), μεταλλο-οργανικά πλέγματα (ΜΟFs), ομοιοπολικά οργανικά πλέγματα (COFs).
  5. Ζεόλιθοι και άλλα μικροπορώδη υλικά: ταξινόμηση πυριτικών υλικών, δομή, ιδιότητες, παρασκευή, αντιδράσεις, εφαρμογές.
  6. Φυλλόμορφοι (-ες) άργιλοι και διπλά φυλλόμορφα υδροξείδια (LDH): δομή, ιδιότητες, αντιδράσεις, εφαρμογές, υποστυλωμένοι άργιλοι, νανοσύνθετα υλικά αργίλων/πολυμερών
  7. Άλλα φυλλόμορφα (2D) υλικά: γερμανάνιο, σιλισένιο, διχαλκογονίδια στοιχείων μετάπτωσης (TMDs), MoS2, φθορογραφένιο, εξαγωνικό νιτρίδιο του βορίου (‘λευκό γραφένιο’) MX-ένια (MXenes), ‘μαύρος φώσφορος’ κ.ά.
  8. Νανοσωματίδια (κεραμικά, μεταλλικά, ημιαγώγιμα, καταλυτικά, πολυμερικά, με βάση τον άνθρακα, με βάση τα λιπίδια): ταξινόμηση, ιδιότητες, εφαρμογές, μέθοδοι παρασκευής, χαρακτηρισμός, υγεία και ασφάλεια
  9. Εφαρμογές σε (α) Τεχνολογίες υδρογόνου: υλικά αποθήκευσης υδρογόνου, Κελία καυσίμου (Fuel Cells), τεχνολογία ‘διάσπασης’ νερού (water splitting), (β)  Βιομιμιητικά υλικά και βιοκατάλυση: biomineralization, βιομιμητικές αρχές χημείας υλικών, ακινητοποίηση ενζύμων σε νανοϋλικά, (γ) Ιατρικές εφαρμογές νανοδομικών υλικών: υλικά για στοχευμένη μεταφορά φαρμάκων (Drug Delivery), ανίχνευση (Detection), απεικόνιση (Imaging), υπερθερμία (Hyperthermia)
 

4. ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ και ΜΑΘΗΣΙΑΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ - ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ

Τρόπος ΠαράδοσηςΣτην αίθουσα διδασκαλίας

Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών

Υποστήριξη Μαθησιακής διαδικασίας μέσω της ηλεκτρονικής πλατφόρμας e-class

Οργάνωση ΔιδασκαλίαςΔραστηριότηταΦόρτος Εργασίας Εξαμήνου (ώρες)
- Διαλέξεις39
-Αυτοτελής Μελέτη111
Σύνολο Μαθήματος150

Αξιολόγηση Φοιτητών

Ι. Γραπτή τελική εξέταση (80%)

ΙΙ. Βιβλιογραφική μελέτη ως Εργασία στο σπίτι (20%)

6. ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΕΣ

Υπεύθυνος/η μαθήματος:Νέο μέλος ΔΕΠ - ΧΗΜΗΠΕΡ
Διδασκαλία μαθήματος:Νέο μέλος ΔΕΠ - ΧΗΜΗΠΕΡ
Φροντιστηριακές ασκήσεις:Νέο μέλος ΔΕΠ - ΧΗΜΗΠΕΡ
Εργαστηριακές ασκήσεις: