DATOS IDENTIFICATIVOS 2014_15
Asignatura (*) NANOCIÈNCIA I NANOTECNOLOGIA Código 20705103
Titulación
Nanociència, Materials i Processos: Tecnologia Química de Frontera (2013)
 Ciclo 2n
Descriptores Cr.totales Tipo Curso Periodo Horarios y datos del examen
5 Obligatòria Primer AN
Modalidad y lengua de impartición Ver grupos de trabajo
Departamento Enginyeria Química
Química Analítica i Química Orgànica
Química Física i Inorgànica
Coordinador/a
RIUS FERRÚS, FRANCISCO JAVIER
 Correo-e f.diaz@urv.cat
fxavier.rius@urv.cat
ciara.osullivan@urv.cat
Profesores/as
DÍAZ GONZÁLEZ, FRANCISCO MANUEL
RIUS FERRÚS, FRANCISCO JAVIER
O'SULLIVAN ., CIARA
Web
Descripción general e información relevante L'objectiu general de l'assignatura és introduir els conceptes bàsics de la Nanociència i Nanotecnologia. S'introdueixen els principis científics que expliquen l'aparició de les noves propietats que mostren les nanoestructures i els nanomaterials. S'estudien els processos de disseny i obtenció de nanoestructures, la seva fabricació, processament i modificació. Es descriuen també les principals tècniques de caracterització dels materials nanoestructurats desenvolupats i les diferents propietats físiques i bioquímiques a escala nanoscòpica i les principals aplicacions dels materials i sistemes nanoestructurats en el camp de la ciència i l'enginyeria (medicina, energia, catàlisi, teixits, disseny de producte i procés de vida). Finalment s'exposa l'impacte social de la Nanotecnologia i les perspectives de futur.

Competències
Tipo A Código Competencias Específicas
 A1.1 Destacar en l'estudi i coneixement de l'àmbit de recerca triat: avaluar la importància cientificotècnica, el potencial tecnològic i la viabilitat de la nanociencia, dels materials, del seu disseny, la seva preparació, propietats, processos i desenvolupaments, tècniques i aplicacions.
 A1.5 Formular, desenvolupar i aplicar materials, productes i dispositius que incorporin nanoestructures.
 A2.2 Avaluar críticament els resultats de recerca, pròpia o aliena, en el camp de la nanotecnologia, els materials i el disseny de producte i procés.
 A2.3 Assessorar en assumptes de nanociència, materials i tecnologia química legal, econòmica i financera relacionada amb l'aplicació dels resultats de recerca en els àmbits industrials.
 A2.4 Sensibilitzar-se en temes mediambientals i socials relacionats amb la nanociència, els materials i el camp general de la tecnologia química.
Tipo B Código Competencias Transversales
 B4.1 Aprendre de forma contínua.
 B4.2 Aprendre de forma autònoma i amb iniciativa.
 B5.1 Treballar de forma autònoma amb responsabilitat i iniciativa, en un context de recerca i innovació.
 B5.3 Aplicar el pensament crític, lògic i creatiu en un context de recerca i innovació.
Tipo C Código Competencias Nucleares
 C1.1 Dominar en un nivell intermedi una llengua estrangera, preferentment l’anglès.
 C1.3 Gestionar la informació i el coneixement.

Resultats d'aprenentage
Tipo A Código Resultados de aprendizaje
 A1.1 Entén i identifica els mètodes de fabricació i processament, estabilització i funcionalització dels materials.
Formula el coneixement general dels principals materials rellevants en el camp de la Nanotecnologia.
Reconeix els principis físics que donen lloc a les propietats relacionades amb el tamany de les nanoestructures.
 A1.5 Dissenya i elabora productes que contenen nanoestructures com a elements diferencials de la seva composició.
 A2.2 Formula un coneixement general de les tècniques més importants de caracterització de les nanoestructures.
 A2.3 Assessora en assumptes de Nanociència i enginyeria legal, econòmica i financera relacionats amb l'aplicació dels resultats de recerca als àmbits industrials.
 A2.4 Demostra que ha adquirit una visió general dels camps principals d'aplicació dels nanomaterials, emfatitzant aquelles que en l'actualitat tenen un major impacte social: nanobiotecnologia, nanomedicina, nanoelectrònica, Nanoenergia, entre d'altres.
Tipo B Código Resultados de aprendizaje
 B4.1 Adopta autònomament les estratègies d'aprenentatge en cada situació.
Estableix els seus propis objectius d'aprenentatge.
 B4.2 Formula preguntes adequades per a resoldre els dubtes o qüestions obertes, i té criteri en la recerca de la informació.
Selecciona un procediment d 'entre els que li proposa el professor.
 B5.1 Analitza les seves limitacions i possibilitats per desenvolupar la seva tasca o treball.
Decideix com gestiona i organitza el treball i el temps que necessita per dur a terme una tasca a partir d'una planificació orientativa.
Decideix com gestiona i organitza el treball i el temps.
Reflexiona sobre el seu procés d'aprenentatge i les seves necessitats d'aprenentatge.
 B5.3 Segueix un mètode lògic per identificar les causes d'un problema.
Tipo C Código Resultados de aprendizaje
 C1.1 Expressa opinions sobre temes abstractes o culturals de forma limitada
Explica i justifica breument les seves opinions i projectes
Comprèn instruccions sobre classes o tasques assignades pels professors
Comprèn informació i articles de caràcter rutinari
Extreu el sentit general dels textos que contenen informació no rutinària dins d'un àmbit conegut
Escriu cartes o prendre notes sobre assumptes previsibles i coneguts
 C1.3 Localitza i accedeix a la informació de manera eficaç i eficient
Avalua críticament la informació i les seves fonts i la incorpora a la pròpia base de coneixements i al seu sistema de valors
Utilitza la informació comprenent les implicacions econòmiques, legals, socials i ètiques de l’ accés a la informació i el seu ús
Reflexiona, revisa i avalua el procés de gestió de la informació

Continguts
tema Subtema
Tema 1. Nanomaterials vs materials macroscòpics. Tècniques 'bottom-up' i 'top-down'. Tipus de nanoestructures: zero-dimensionals: nano-partícules, punts quàntics. Monodimensionals: Nanotubs, nanofils, nanoalambres. Bidimensionals: capes primes, capes autoacoblades, membranes nanoporoses, multicapes. Nanomaterials híbrids. Efectes de la nanoescala en les propietats (electròniques, magnètiques, quàntiques, catalítiques, ...) dels materials. Repercussions a processos d'enginyeria i disseny de productes.
Tema 2. Nanoquímica. Estructura molecular i energia. Fonaments dels efectes quàntics. Reactivitat. Química supramolecular. Naturalesa de les interaccions supramoleculars. Reconeixement molecular i receptors moleculars. Espintrònica: vàlvules d'espín. Electrònica molecular: semiconductors orgànics, interruptors moleculars i interconnectors.
Tema 3. Nanofísica: Nanoelectrònica. Dispositius nanoelectrònics semiconductors. Nanomecánica. Propietats mecàniques fonamentals: elàstiques, tèrmiques i cinètiques dels sistemes físics a escala nanomètrica. Nanotribología (fricció, desgast i contacte mecànic a la nanoescala). Sistemes nanoelectromecànics (NEMS). Nanofluídica. Nanodispositius. Nano-òptica: Detecció de llum en nanoestructures: SNOM. Òptica de pous i fils quàntics. Nanoestructures periòdiques.
Tema 4. Nanobiotecnologia i sistemes biològics nanoestructurats. Nanomanipulació: AFM i pinces òptiques. Micro i nanoarrays. Nanopartícules bio i dendrímers.
Tema 5. Tècniques de nanofabricació. Mètodes químics. Creixement de capes mitjançant mètodes físics. Tècniques de nanoestructuració top-down. Tècniques de nanoestructuració bottom-up. Tècniques de patronatge.
Tema 6. Tècniques de caracterització de nanomaterials. Espectroscopías. Microscòpies: electrònica, de proximitat i altres. Anàlisi de superfície. Tècniques complementàries.
Tema 7. Nanomaterials i energia. Catàlisi i reconeixement molecular: Enzims sintètiques (sinzimas), processos heterogenis. Nanomaterials per a bateries i supercondensadors. Piles de combustible. Cèl • lules solars.
Tema 8. Nanomaterials i medicina. Enginyeria de teixits: polímers funcionals, nanocomposites polímer / inorgànics, nanomaterials bioactius, esquelets nanoestructurats. Materials intel•ligents autoreparables. Disseny de productes per a una dosificació controlada, targeting terapèutic / implants / enginyeria metabòlica.
Tema 9. Aplicació de la Nanobiotecnologia al diagnòstic ia la teràpia. Teragnosis. Biosensors. Lab-on-a-xip. Millora del contrast en MRI. Subministrament de fàrmacs mitjançant nanopartícules i dendrímers. Trànsit intracel•lular.
Tema 10. Impacte social de la Nanotecnologia. Perspectives de futur. Biocompatibilitat i toxicitat. Medi ambient.

Planificació
Metodologías  ::  Pruebas
  Competencias (*) Horas en clase
 Horas fuera de clase
 (**) Horas totales
Activitats Introductòries
C1.1
 1 0.5 1.5
Sessió Magistral
A1.1
A1.5
B5.1
 37 37 74
Seminaris
A2.4
B4.1
B4.2
 3 9 12
Treballs
A1.1
A1.5
A2.3
B4.1
B5.1
C1.1
 7 14 21
Atenció personalitzada
3 1.5 4.5
 
Proves mixtes
A2.2
A2.3
A2.4
B4.2
B5.3
C1.3
 6 6 12
 
(*) En el caso de docencia no presencial, serán las horas de trabajo con soporte virtual del profesor.
(**) Los datos que aparecen en la tabla de planificación son de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologies
Metodologías
  descripción
Activitats Introductòries Activitats encaminades a prendre contacte i a recollir informació dels estudiants i presentació de l’assignatura.
Sessió Magistral Exposició dels continguts de l'assignatura.
Seminaris Treball en profunditat d'un tema (monogràfic). Ampliació i relació dels continguts donats a les sessions magistrals amb el quefer professional.
Treballs Treballs que realitza l'estudiant.
Atenció personalitzada Temps que cada professor té reservat per atendre i resoldre dubtes als estudiants.

Atenció personalitzada
descripción
Dr. F. Xavier Rius Professor of Analytical Chemistry UNIVERSITAT ROVIRA I VIRGILI Department of Analytical Chemistry and Organic Chemistry c/Marcel•lí Domingo s/n 43007 Tarragona SPAIN Tel. +34 977 559 562 Fax +34 977 558 446 http://www.quimica.urv.cat/quimio/nanosensors

Avaluació
Metodologías Competencias descripción Peso        
Treballs
A1.1
A1.5
A2.3
B4.1
B5.1
C1.1
 Treballs individuals o en grup 40-50%
Proves mixtes
A2.2
A2.3
A2.4
B4.2
B5.3
C1.3
 Es realitzaran proves mixtes per avaluar el nivell de competències assolides per l'alumne. Seran proves de desenvolupament o bé proves més curtes que poden ser de tipus test. 50-60%
Otros  
 
Otros comentarios y segunda convocatoria

A la segona convocatòria s'avaluaran les proves objectives tipus test. Les qualificacions obtingudes durant el curs sobre Treballs i presentacions es mantindran

Durant les proves avaluatives, els telèfons mòbils, tablets i altres aparells alectrònics que no siguin expressament autoritzats per la prova, han d'estar apagats i fora de la vista


Fonts d'informació

Bàsica Charles P. Poole, Frank J. Owens Hoboken, Introduction to nanotechnology , Wiley , 2003
Geoffrey A. Ozin and André C. Arsenault , Nanochemistry: a chemical approach to nanomaterials , RSC Publishing, 2005
Christof M. Niemeyer and Chad A. Mirkin Weinheim (eds.) , Nanobiotechnology: concepts, applications and perspectives , Wiley-VCH, 2004
Barbara Karn et al. (eds.) , Nanotechnology and the environment: applications and implications , Oxford University Press, 2004
, Encyclopedia of nanoscience and nanotechnology , ,
Huck Wilhelm T. S., Nanoscale Assembly Techniques. , Springer-Verlag New York, LLC, 2005
Edward L. Wolf, Nanophysics and Nanotechnology: An Introduction to Modern Concepts in Nanoscience , Wiley , 2004
Michael Kohler, Wolfgang Fritzsche, Nanotechnology: An Introduction to Nanostructuring Techniques, Wiley-VCH, 2004
Robert A. Freitas Jr., Nanomedicine, Vol. IIA: Biocompatibility , Landes Biosciences, 2003
Robert A. Freitas Jr. , Nanomedicine: Basic Capabilities, Vol. 1, Landes Biosciences , 1999

Complementària

Recomanacions
(*)La Guía docente es el documento donde se visualiza la propuesta académica de la URV. Este documento es público y no es modificable, excepto en casos excepcionales revisados por el órgano competente o debidamente revisado de acuerdo la normativa vigente.