Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Laboratorium funkcjonalizacji materiałów/ Materials Functionalisation Laboratory
Koordynator przedmiotu:
dr hab. inż. W.Ziemkowska, prof. PW
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Inżynieria Materiałowa
Grupa przedmiotów:
Kierunkowe
Kod przedmiotu:
LBMAT
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2020/2021
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1. godziny kontaktowe 30 h, w tym: a) obecność na laboratorium 30 h, 2. wyszukanie i zapoznanie się z literaturą 10 h 3. opracowanie otrzymanych wyników w formie pisemnego sprawozdania 10 h Razem nakład pracy studenta: 30h+10h+10h=50 h, co odpowiada 3 punktom ECTS.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1. obecność na laboratorium 30 h, Razem: 30 h, co odpowiada 2 punktom ECTS.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
1. laboratorium 30 h, Razem: 30 h, co odpowiada 2 punktom ECTS.
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład0h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium30h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
-
Limit liczby studentów:
-
Cel przedmiotu:
Po ukończeniu kursu student powinien: • mieć ogólną wiedzę teoretyczną na temat chemicznych i fizykochemicznych metod funkcjonalizacji materiałów oraz metod ich charakteryzacji. • posiadać praktyczne umiejętności pracy w atmosferze gazu obojętnego, • posiadać praktyczne umiejętności z zakresu chemicznych i fizykochemicznych metod funkcjonalizacji materiałów oraz metod charakteryzacji ich budowy i właściwości fizyko-chemicznych, • zebrać i opracować w formie pisemnego sprawozdania otrzymane wyniki doświadczalne.
Treści kształcenia:
I. Synteza i charakterystyka materiałów typu MOF (prowadzący mgr inż. Michał Terlecki). Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z podstawowymi zagadnieniami z dziedziny mechanochemii i funkcjonalnych nanomateriałów półprzewodnikowych. W ramach ćwiczenia studenci będą mieli za zadanie otrzymanie kropek kwantowych ZnO stabilizowanych anionami benzamidowymi. Następnie otrzymany materiał będzie poddany mechanochemicznej modyfikacji z wykorzystaniem β-cyklodekstryny. Otrzymane materiały zostaną scharakteryzowane za pomocą proszkowej dyfraktometrii rentgenowskiej (PXRD) i spektroskopii UV/Vis. Omówienie uzyskanych wyników pozwoli studentom na porównanie wpływu budowy powierzchni nanokryształów na właściwości fizykochemiczne materiału i lepsze zrozumienie procesów mechanochemicznych. Plan zajęć: 1. Wstęp i omówienie zagadnień teoretycznych związanych z koloidalnymi nanomateriałami półprzewodnikowymi i metodami ich syntezy i modyfikacji. 1 h 2. Synteza kropek kwantowych ZnO stabilizowanych anionami benzamidowymi. 4 h 3. Oczyszczenie produktu i jego modyfikacja metodą mechanochemiczną. 1,5 h 4. Przedstawienie techniki proszkowej dyfraktometrii rentgenowskiej (PXRD) i analiza otrzymanych materiałów. 1,5 h 5. Przedstawienie technik spektroskopii UV/Vis i analiza otrzymanych materiałów. 1,5 h 6. Omówienie i podsumowanie wyników. 0,5 h Literatura 1. P. Krupiński, A. Kornowicz, K. Sokołowski, A. M. Cieślak, J. Lewiński, Chemistry - A European Journal 2016, 22, 7817 2. M. Green Semiconductor Quantum Dots: Organometallic and Inorganic Synthesis, RSC, 2014 3. M. Sopicka-Lizer, High-Energy Ball Milling Mechanochemical Processing of Nanopowders, Woodhead Publishing Limited, Cambridge, 2010 2. Wytwarzanie i charakterystyka nanokrystalicznych elektrochemicznych powłok metalicznych i kompozytowych (prowadzący: dr hab. inż. Jerzy Robert Sobiecki, dr inż. Beata Kucharska (WIM)) Celem laboratorium jest zapoznanie studentów z elektrochemicznym otrzymywaniem powłok metalicznych i kompozytowych o strukturze nanokrystalicznej oraz badanie wybranych właściwości uzyskanych warstw powierzchniowych. W pierwszej części zajęć (5 h) zostaną omówione metody kontroli parametrów procesowych wpływających na wielkość krystalitów osadzanych metali. W trakcie zajęć studenci samodzielnie przygotowywać będą podłoża i następnie wytwarzać na nich warstwy nano-niklu, nano-miedzi oraz kompozytów typu Ni-nanoAl2O3 oraz Cu-nanorurki węglowe. W celach porównawczych studenci osadzą również czyste mikrokrystaliczne powłoki Ni oraz Cu. Tak wytworzone powłoki studenci poddadzą badaniom mikrostruktury (mikroskopia optyczna powierzchni warstw), chropowatości i adhezji warstw do podłoża.W drugiej części zajęć (5 h) studenci zapoznani zostaną z techniką preparatyki zgładów metalograficznych i następnie samodzielnie przeprowadzą przygotowanie próbek do obserwacji przekrojów poprzecznych wytworzonych powłok. Na tak przygotowanych preparatach studenci wykonają badania mikrostruktury w przekroju poprzecznym oraz mikrotwardości powłok metodą Vickersa. Dodatkowo w tej części zajęć studenci wykonają badania korozyjne wybranych powłok metodą potencjodynamiczną. Na podstawie przeprowadzonych badań studenci przygotują raport z przeprowadzonego ćwiczenia. 3. Badania katalizatorów w ogniwie paliwowym zasilanym kwasem mrówkowym (DFAFC) Prowadzący: dr inż. Marta Mazurkiewicz-Pawlicka, dr Artur Małolepszy Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z zasadą działania niskotemperaturowych ogniw paliwowych. W ramach ćwiczenia studenci samodzielnie przygotują katalizatory, które zostaną zbadane w ogniwie paliwowym zasilanym kwasem mrówkowym. Ponadto zostanie przeprowadzona analiza ilościowa i jakościowa uzyskanych materiałów. Na podstawie przeprowadzonych badań studenci przygotują raport z przeprowadzonego ćwiczenia.
Metody oceny:
Zaliczenie trzech ćwiczeń
Egzamin:
nie
Literatura:
-
Witryna www przedmiotu:
ch.pw.edu.pl
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W1
Zna zaawansowane techniki funkcjonalizacji nanomateriałów i struktur, w tym metodę pracy w atmosferze gazu obojętnego (technika Schlenka),
Weryfikacja: Efekty pracy laboratoryjnej, prowadzenie dziennika laboratoryjnego
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IM2_W11, IM2_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe: III.P7S_WG.o, I.P7S_WG
Charakterystyka W2
Zna metody charakterystyki budowy sfunkcjonalizowanych materiałów i struktur oraz właściwości fizyko-chemiczne otrzymanych sfunkcjonalizowanych materiałów,
Weryfikacja: rozmowa z prowadzącym, pisemne sprawozdanie
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IM2_W08, IM2_W12
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG, III.P7S_WG.o, I.P7S_WK

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U1
Posiada umiejętności korzystania z danych literaturowych i internetowych w celu samodzielnego rozwiązywania zadanych problemów
Weryfikacja: Rozmowa z prowadzącym
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IM2_U01
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_UW
Charakterystyka U2
Potrafi otrzymać, scharakteryzować i zbadać własności nanomateriałów i nanostruktur
Weryfikacja: Efekty pracy laboratoryjnej, prowadzenie dziennika laboratoryjnego
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IM2_U08, IM2_U09
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_UW, III.P7S_UW.1.o, III.P7S_UW.4.o, III.P7S_UW.2.o
Charakterystyka U3
Potrafi opracować i przedyskutować sprawozdanie z otrzymanych wyników badań
Weryfikacja: Pisemne sprawozdanie, rozmowa z prowadzącym
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IM2_U04
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_UK

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K1
Potrafi pracować samodzielnie nad zadanym zagadnieniem – problemem naukowym oraz podsumować otrzymane wyniki w celu ich zaprezentowania
Weryfikacja: Pisemne sprawozdanie, rozmowa z prowadzącym
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IM2_K06
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_KO