course-details-portlet

TKP4190 - Fabrikasjon og anvendelse av nanomaterialer

Om emnet

Vurderingsordning

Vurderingsordning: Samlet karakter
Karakter: Bokstavkarakterer

Vurdering Vekting Varighet Delkarakter Hjelpemidler
Prosjekt 40/100
Skriftlig skoleeksamen 60/100 4 timer D

Faglig innhold

Emnet starter med utledning av termodynamiske drivkrefter og kinetikken ved kimdanning og vekst av nanopartikler, med fokus på utfelling fra løsninger. Ulike mekanismer for kimdanning og krystallvekst danner grullaget for design av ulike partikkelpopulasjoner, sammen med strategier for å kontrollere partikkelstørrelse (og -distribusjon). Den klassiske krystalliseringsteorien presenteres som den grunnleggende teoretiske bakgrunnen, og nylig fremkomne alternative hypoteser blir diskutert.

Syntese og funksjonalisering av metalliske og polymere nanopartikler vil bli presentert med forståelse for hvordan veksten kan styres ved å justere synteseparametere. Funksjonalisering av partikkeloverflater for å skreddersy dem mot bestemte applikasjoner, vil bli gjennomgått. Løsningsbaserte karakteriseringsteknikker vil bli diskutert fra grunnleggende prinsipper som er relevante for slike nanomaterialer.

Notasjonen for beskrivelse av krystallinske overflater og deres relevans som katalysatorer og nanopartikkel-modellsystemer blir presentert. Eksperimentelle prinsipper og teknikker for å bestemme overflatestruktur og overflateareal, morfologi, sammensetning og krystallstruktur, blir introdusert. Metoder for fabrikasjon av katalysatorer og (porøse) bærere basert på utfelling blir presentert, sammen med metoder med relevans for katalysatorenes nanostruktur og mikroporøsitet.

Et prosjektarbeid utføres som en del av emnet, som involverer fabrikasjon og karakterisering av nanomaterialer for å støtte læringsutbyttet via praktisk erfaring.

Læringsutbytte

Etter endt emne skal studentene kunne:

- Forstå grunnlaget og drivkreftene som er nødvendige for produksjon av nanopartikler.

- Beskrive ulike mekanismer for kimdanning og vekst av amorfe og krystallinske nanopartikler i forhold til den termodynamiske drivkraften og effektive parametere.

- Beregne kimdannings- og veksthastigheter for nanopartikler.

- Foreslå måter for å skreddersy nanopartikkelpopulasjoner i form av utfellende fase, faserenhet, partikkelstørrelse, partikkelstørrelsesfordeling og morfologi, basert på endringer i viktige systemparametere og valg av metode.

- Forstå hvordan overflatefunksjonalisering kan endre sluttbruk / applikasjoner av nanomaterialer.

- Forstå de underliggende prinsippene og begrensningene ved karakteriseringsteknikker som ofte brukes til å studere nanostrukturer, inkludert nanostrukturer i løsning, tørre nanopartikler og katalytiske overflater.

- Forstå de de grunnleggende prinsippene for fabrikasjon av katalysatorer ved utfelling, hydrotermal syntese og bruk av kolloide partikler.

- Gi eksempler på katalytiske reaksjonssystemer der signifikansen av partikkelstørrelse og/eller nanostrukturen har blitt identifisert.

- Analysere og tolke eksperimentelle data.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, obligatoriske øvinger og obligatorisk prosjektarbeid.

Obligatoriske aktiviteter

  • Øvinger

Mer om vurdering

Delvurdering gir grunnlaget for sluttkarakteren i emnet. I vurderingen inngår en skriftlig avsluttende eksamen (60%) og et prosjektarbeid (40%). Resultatet for delene angis i bokstavkarakter, og den samlede vurderingen gis en bokstavkarakter.

Ved utsatt eksamen (pga stryk på eksamen, kontinuasjonseksamen), kan eksamenformen endres fra skrifltig til muntlig.

Kursmateriell

Fabrication and Applications of Nanomaterials, S. Bandyopadhyay, Mc Graw Hill.

Crystallization, J.W. Mullin, 4th ed, Elsevier.

Concepts of Modern Catalysis and Kinetics, I. Chorkendorff and J.W. Niemantsverdriet, Wiley.

Flere sider om emnet

Ingen

Fakta om emnet

Versjon: 1
Studiepoeng:  7.5 SP
Studienivå: Høyere grads nivå

Undervisning

Termin nr.: 1
Undervises:  VÅR 2025

Undervisningsspråk: Engelsk

Sted: Trondheim

Fagområde(r)
  • Teknologiske fag
Kontaktinformasjon
Emneansvarlig/koordinator: Faglærer(e):

Ansvarlig enhet
Institutt for kjemisk prosessteknologi

Timeplan

Listevisning
Kalendervisning

Eksamensinfo

Vurderingsordning: Samlet karakter

Termin Statuskode Vurdering Vekting Hjelpemidler Dato Tid Eksamens- system Rom *
Vår ORD Skriftlig skoleeksamen 60/100 D 27.05.2025 09:00 INSPERA
Rom Bygning Antall kandidater
SL520 Sluppenvegen 14 16
Vår ORD Prosjekt 40/100 INSPERA
Rom Bygning Antall kandidater
Sommer UTS Skriftlig skoleeksamen 60/100 D INSPERA
Rom Bygning Antall kandidater
  • * Skriftlig eksamen plasseres på rom 3 dager før eksamensdato. Hvis mer enn ett rom er oppgitt, finner du ditt rom på Studentweb.
Eksamensinfo

For mer info om oppmelding til og gjennomføring av eksamen, se "Innsida - Eksamen"

Mer om eksamen ved NTNU