Faglig innhold

Ved hjelp av nanoteknologi kan en utvikle mange nye materialer og utstyr med spesielle egenskaper for et bredt spekter av applikasjoner. Nanomekanikk er en viktig del av anvendt nanoteknologi. Kurset har fokus på «state-of-the-art» innen vitenskapelig utvikling og oppdagelser innen både beregningsorientert og eksperimentell nanomekanikk, og studiet av mekaniske egenskaper hos materialer og strukturer med størrelse ned til nano meter skala. På dette nivået er mekaniske egenskaper nært knyttet til kjemi, fysikk og kvantemekanikk. Temaene inkluderer krefter på makroskopisk nivå og atomnivå; elastiske egenskaper og krystall-strukturer, deformasjon og bruddmekanismer på nanonivå, molekylær dynamisk simulering av nano-krystallinske materialer; prinsippet om atommikroskop, «scanning tunneling» mikroskop og fokusert ionstråle; prinsipp og teori om «nanoindentation» teknologi; innvirkning av størrelseseffekten på nanonivå. Kurset består av «hands-on» laboratoriearbeid med «nanoindentation» tester og prosjekter innen molekylær simulering.

Læringsutbytte

Dette kurset har som mål å gi studentene en innføring og bakgrunn i hvordan man analyserer kraft og deformasjon av materialer på atom- og molekylnivå ved hjelp av både beregnings- og eksperimentelle metoder, og koble dette til mekaniske egenskaper på mikro- og makroskopisk nivå.

Generell kompetanse: Studentene vil lære grunnleggende kunnskaper om eksperimentell og beregningsbasert nanomekanikk, kraftinteraksjon på ulike skalaer, metoder for molekylær dynamisk simulering, prinsipper og teorier om nanoindeksasjonsteknologi.

Digitalkompetanse: Studentene vil beherske molekylærdynamikksimuleringskoden LAMMPS og visualiseringsprogrammet OVITO ved å fullføre fire obligatoriske oppgaver og være i stand til å analysere den mekaniske atferden til ulike materialer på atom- og molekylært nivå.

Bærekraftskompetanse: Studentene vil oppnå grunnleggende ferdigheter innen nanomekanikk med tanke på materialdesign med unike mekaniske egenskaper, levetidsforlengelse av infrastrukturer med forbedret mekanisk ytelse, og koblete flerfysiske fenomener i funksjonelle materialer.

Læringsformer og aktiviteter

Emnet vil omfatte forelesninger, inviterte foredrag av gjesteforelesere, laboratoriebesøk, individuelle «hands-on» prosjekter og obligatoriske øvinger for molekylær dynamikk simulering. Undervisningen gis på engelsk.

Obligatoriske aktiviteter

• Øvinger

Anbefalte forkunnskaper

Grunnleggende mekanikk

Kursmateriell

Forelesningsnotater og annet utlevert selvstudie materiale.