Antal högskolepoäng: 7,5. Betygsskala: TH. Nivå: G2 (Grundnivå, fördjupad). Huvudområde: Teknik. Undervisningsspråk: Kursen ges på svenska. Obligatorisk för: N2. Kursansvarig: Prof. Reine Wallenberg, reine.wallenberg@polymat.lth.se, Materialkemi. Förutsatta förkunskaper: Allmän och oorganisk kemi KOKA01 och Organisk kemi KOKA05 (båda krävs) eller KOO101 Grundläggande kemi och KOK012 Organisk kemi (båda krävs). Prestationsbedömning: Skriftlig tentamen och godkända inlämningsuppgifter. Tentamensresultatet ger slutbetyg. Övrigt: Undervisningen sker i form av föreläsningar, gruppövningar i stor sal och enskilda inlämningsuppgifter (obligatoriska). PBL-övningar genomförs under föreläsningarna. Hemsida: http://www.polymat.lth.se.

Syfte

• Att ge studenten en översikt av tekniskt viktiga (oorganiska och polymera) material, samt deras tillämpningar, ur ett atomärt och molekylärt perspektiv

• Att genom inlämningsuppgifter och föreläsningar ge exempel på tillämpningar av materialkunskap inom nanoteknologin

• Ge studenten insikt i hur man framställer funktionella material, dvs material eller kombinationer av olika material, som designas på atomär- , eller nanoskala med tanke på en speciell funktion.

Mål

Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten

• kunna beskriva framställning och egenskaper hos metallegeringar, keramer och polymerer av teknisk betydelse.

• kunna förklara hur mikro- och nanostrukturen på olika nivåer påverkar egenskaperna hos olika material.

• kunna beskriva principer för viktiga metoder för materialkarakterisering.

• kunna exemplifiera metoder för nanostrukturering av material.

Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten

• kunna föreslå enkla verktyg, prepararations- och syntesmetoder för att åstadkomma nanometerstrukturer

• kunna tillämpa grundläggande kunskaper om ett brett utbud av olika materials egenskaper och använda dessa i nya konstruktioner inom fysik, biomedicin, mekanik, nanoskaliga lab etc.

Innehåll
Följande moment behandlas:

• Nanotillämpningar av polymerer

• Vanliga kristallstrukturer för nanomaterial

• Katalys på nanoskala

• Nano- och mikroporösa material

• Piezoelektriska nanoverktyg

• Rat-on-a-chip

• Kemiska bindningars mekaniska egenskaper

• Kristallstrukturer (positioner, riktningar, plan)

• Kristalldefekter av olika dimensionalitet

• Dislokationer och plastisk deformation

• Punktdefekter och diffusion

• Mekaniska egenskaper och olika brottyper

• Metallhärdning och binära fasdiagram

• Viktiga legeringar baserade på järn, aluminium, koppar och titan

• Keramer

• Elektriska och magnetiska materialegenskaper

• Klassificering, nomenklatur och molekylviktsbegrepp hos polymererekanismer och begrepp inom stegvis- och kedjevis polymerisation

• Polymerisationsmetoder i industriell skala

• Polymerers konformation och löslighet

• Struktur-egenskasrelationer hos amorfa och semikristallina polymerer

• Mekaniska egenskaper hos polymerer, polymerblandningar och kompositer

• Bearbetning och reologi hos polymerer

• Polymertillämpningar: membran och elektronik

Litteratur
Askeland, D R, Phulé, P P: Essentials of Materials for Science and Engineering, 1st edition. Thomson Engineering 2004. ISBN: 0534253091.
Fried, J R: Polymer Science and Technology. Prentice Hall Ptr. 2003. ISBN: 0-13-018168-4.
Utdelat material och material utlagt på hemsida.
'Handouts' till föreläsningar om nanotillämpningar (tillgängliga via hemsida).