Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Bio-, mikro- i nanotribologia
Koordynator przedmiotu:
prof. dr hab. inż. Tadeusz KAŁDOŃSKI
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Biogospodarka
Grupa przedmiotów:
obowiązkowe
Kod przedmiotu:
1110-BG000-ISP- 6303
Semestr nominalny:
6 / rok ak. 2021/2022
Liczba punktów ECTS:
2
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
W 20/+ ; C -/- ; L 10/+; sem -/-; Razem: 30 aktywność / obciążenie studenta w godz. 1. Udział w wykładach /20 2. Udział w laboratoriach /10 3. Udział w ćwicz. audytoryjnych /0 4. Udział w projektach /0 5. Udział w seminariach /0 6. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 16 7. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 10 8. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 0 9. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0 10. Samodzielne przygotowanie do projektów / 0 11. Udział w konsultacjach (1+2+3+4+5) / 4,5 12. Przygotowanie do egzaminu (1+2+3+4+5) / 0 13. Przygotowanie do zaliczenia (1+2+3+4+5) / 12 14. Udział w egzaminie / 0 15. Sumaryczne obciążenie pracą studenta ( poz. 1÷13) 72,5 / 30 = 2,4 = 2,0 pkt ECTS 16. Zajęcia z udziałem nauczycieli ( poz. 1+2+3+4+5 +11+14): 34,5 / 30 = 1,15 = 1,0 pkt ECTS 17. Zajęcia o charakterze praktycznym ( poz. 2+3+4+5+7+8+9+10) 20 / 30 = 0,7 = 0,5 pkt ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
1
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Matematyka 1, Matematyka 2 / wymagania wstępne: znajomość aparatu matematycznego do opisu zagadnień mechanicznych Fizyka 1, Fizyka 2 / wymagania wstępne: znajomość budowy i właściwości materii, znajomość rodzajów oddziaływań pomiędzy materią Chemia ogólna 1, Chemia ogólna 2 / wymagania wstępne: znajomość podstawowych zależności między składem chemicznym substancji a jej właściwościami, znajomość podstawowych reakcji chemicznych, znajomość procesów chemicznych zachodzących w przetwórstwie płynów eksploatacyjnych Materiałoznawstwo / wymagania wstępne: znajomość rodzajów materiałów konstrukcyjnych i ich własności, wielkości charakteryzujących materiały Mechanika płynów / wymagania wstępne: znajomość modeli płynów, właściwości płynów, umiejętność interpretacji zjawisk i procesów z zakresu przepływu płynów lepkich Metrologia i systemy pomiarowe / wymagania wstępne: znajomość zasad wykonywania pomiarów Płyny eksploatacyjne / wymagania wstępne: znajomość podstawowych właściwości płynów eksploatacyjnych Inżynieria biomateriałów / wymagania wstępne: znajomość rodzajów biomateriałów i ich własności, wielkości charakteryzujących biomateriały
Limit liczby studentów:
90
Cel przedmiotu:
Etapy i perspektywy rozwoju bio-, mikro- i nanotribologii. Mikro- i nanosytemy tribologiczne. Biomikro- i bionanosystemy tribologiczne. Wybrane techniki badawcze mikrosystemów tribologicznych. Badania mikro- i nanomechaniczne. Badania mikro- i nanotribologiczne. Badania biomikro- i bionanosystemów tribologicznych. Zastosowanie wyników badań mikro- i nanotribologicznych.
Treści kształcenia:
Wykład /metody dydaktyczne 1. Etapy i perspektywy rozwoju bio-, mikro- i nanotribologii Rys historyczny rozwoju współczesnej tribologii. Podstawowe problemy analizowania procesów tribologicznych. Porównanie mikro- / nanotribologii i makrotribologii – od nanotribologii do teratribologii. Geneza i znaczenie mikro- / nanotribologii. Determinanty rozwoju mikro- / nanotribologii. Zakres i perspektywy rozwoju bio-, mikro- i nanotribologii. / 4 godz. 2. Mikro- i nanosytemy tribologiczne Urządzenia z pamięcią magnetyczną MSD. Systemy mikroelektromechaniczne i nanoelektromechaniczne (MEMS i NEMS). Znaczenie mikro- / nanotribologii i mikro- / nanomechaniki dla MSD oraz MEMS i NEMS. / 2 godz. 3. Biomikro- i bionanosystemy tribologiczne Biotribologia – przykłady materiałów i systemów. Bionika inspiracją dla inżynierów – wybrane zagadnienia. Biomikroelektromechaniczne i bionanoelektromechaniczne systemy (BioMEMS i BioNEMS). / 2 godz. 4. Wybrane techniki badawcze mikrosystemów tribologicznych Mikroskopia skaningowego próbnikowania – skaningowy mikroskop tunelowy i mikroskop sił atomowych. Aparatura do oceny sił powierzchniowych. Urządzenia wspomagające badania systemów mikro- i nanotribologicznych – mikroskopia elektronowa, spektroskopia elektronowa, spektroskopia fotonowa, spektroskopia elektronowa powierzchni, mikrograwimetria, mikrotensometria, mikrokalorymetria, uniwersalne mikro- / nanotestery / 4 godz. 5. Badania mikro- i nanomechaniczne Ocena właściwości mikro- i nanomechanicznych warstw powierzchniowych ciał stałych i cienkich powłok. Energia powierzchniowa ciał stałych i cieczy. Siły powierzchniowe i nanoreologia molekularnych cienkich warstw. / 2 godz. 6. Badania mikro- i nanotribologiczne Ocena właściwości mikro- i nanotribologicznych materiałów i mikro- i nanostruktur. Tarcie i zużycie w mikro- i nano- oraz w atomowej skali. Przykłady badań smarowania granicznego w mikro- i nanoskali. / 2 godz. 7. Badania biomikro- i bionanosystemów tribologicznych Problemy biotribologii stawów człowieka – kierunki badań. Badania biomikroelektromechanicznych i bionanoelektromechanicznych systemów (BioMEMS i BioNEMS). Badania włosów i skóry człowieka. / 2 godz. 8. Zastosowanie wyników badań mikro- i nanotribologicznych Znaczenie skali pomiarów w ocenie właściwości mechanicznych i tribologicznych. Mikro- i nanotribologia oraz mikro- i nanomechaniki MSD, MEMS i NEMS. / 2 godz. Laboratoria /metody dydaktyczne 1. Badanie właściwości mikro- i nanomechanicznych materiałów i cienkich powłok na UNMT-CETR / 2 godz. 2. Badanie adsorpcyjności cieczy za pomocą mikrowagi kwarcowej (QCM) / 1 godz. 3. Badanie podatności polaryzacyjnej cieczy za pomocą refraktometru / 1 godz. 4. Ocena właściwości reologicznych molekularnych cienkich warstw cieczy wagą Langmuira / 2 godz. 5. Ocena efektów tribochemicznych na powierzchniach tarcia metodą FTIR / 2 godz. 6. Badania tarcia i zużycia w skali mikro na UNMT / 2 godz.
Metody oceny:
Przedmiot zaliczany jest na podstawie: zaliczenia Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie uzyskania pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych oraz opracowanych sprawozdań; Zaliczenie przedmiotu jest prowadzone w formie sprawdzianu pisemnego; Warunkiem koniecznym do uzyskania zaliczenia jest uzyskanie pozytywnej oceny ze sprawdzianu pisemnego, który obejmuje całość treści programowych przedmiotu oraz uzyskanie pozytywnej oceny z ćwiczeń laboratoryjnych efekty W1 i W2 sprawdzane są podczas ćwiczeń laboratoryjnych oraz sprawdzianu pisemnego; efekt U1 i U2 – sprawdzane są w czasie realizacji ćwiczeń laboratoryjnych; efekty K1 i K2 – sprawdzane są w czasie realizacji ćwiczeń laboratoryjnych
Egzamin:
nie
Literatura:
-
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:
podstawowa: T. Kałdoński: Zarys mikro- / nanotribologii. Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa 2016 T, Kałdoński (Ed.): Wybrane metody badań systemów tribologicznych. Wojskowa Akademia Techniczna (w druku) B. Bhushan (Ed.): Nanotribology and Nanomechanics. An introduction, Sec, Ed. Springer – Verlag, Berlin – Heidelberg 2008 C. M. Mate: Tribology on the Small Scale. A bottom Up Approach to Friction, Lubrication and Wear. Oxford University, Press Inc, New York 2008 uzupełniająca: M. Hebda, A. Wachal: Tribologia. WNT, Warszawa, 1980 F. Franek, W.J. Bartz, A. Pauschitz (Eds.): Tribology 2001. 2nd World Tribology Congress Osterreichische Tribologische Gessellschaft – OTG (The Austrian Tribology Society), Wien – Austria, 2001 W. J. Bartz, F. Franek (Eds.): Micro- and Nano- Technology. 1st Vienna Int. Conf. Osterreichische Tribologische Gessellschaft, Wien – Austria, 2005 A. Samek, A. Sioma: Bionika. Twórcza inspiracja dla inżynierów. Agencja Specjalistyczna Prasa i Książka, Katowice-Kraków 2007 R.W. Kesal, I.W. Hamley, M. Geoghean: Nanotechnologie (tłumaczenie polskie). Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W_01
Ma podstawową wiedzę w zakresie teoretycznych podstaw opisu i analizy procesów tarcia, zużywania i smarowania elementów maszyn, metod badania procesów tarcia, zużywania i smarowania elementów maszyn, rozróżniania rodzajów tarcia, smarowania i zużywania elementów maszyn
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W06
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka W_02
Ma podstawową wiedzę w zakresie aktualnych problemów tribologii, w tym dotyczącą, makrotribologii, nanotribologii i biotribologii oraz ich wpływu na rozwój inżynierii łożyskowania węzłów tribologicznych i technologii przeciwzużyciowych, współczesnych materiałów łożyskowych, prognozowania zużycia i trwałości węzłów tribologicznych
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W06, K_W09
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U_01
Nabywa umiejętności w zakresie praktycznego stosowania w tribotechnice teoretycznej wiedzy tribologicznej, m.in. stawiania wymagań w zakresie doboru płynów eksploatacyjnych i przeciwdziałania zużywaniu elementów maszyn podczas ich eksploatacji
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U09, K_U10, K_U13
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka U_02
Nabywa umiejętności w zakresie kompleksowej analizy procesów tribologicznych w ujęciu systemowym, doboru odpowiednich metod badań tribologicznych
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U08, K_U09
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K_01
Nabywa umiejętności pracy w grupie, odpowiedzialności za własną pracę; ma świadomość wpływu prawidłowej eksploatacji w zakresie przeciwdziałania zużywaniu elementów maszyn na pozatechniczne aspekty ich eksploatacji, w tym oddziaływanie na środowisko naturalne / K_K02, K_K03, K_K04 K2 / Potrafi myśleć i ma świadomość roli społecznej absolwenta uczelni technicznej systemowym, doboru odpowiednich metod badań tribologicznych
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K02, K_K03, K_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka K_02
Potrafi myśleć i ma świadomość roli społecznej absolwenta uczelni technicznej
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K06, K_K07
Powiązane charakterystyki obszarowe: