DADES IDENTIFICATIVES 2020_21
Assignatura (*) NANOCIÈNCIA I NANOTECNOLOGIA Codi 20705103
Ensenyament
Cicle 2n
Descriptors Crèd. Tipus Curs Període
5 Obligatòria Primer AN
Llengua d'impartició
Anglès
Departament Enginyeria Química
Química Analítica i Química Orgànica
Química Física i Inorgànica
Coordinador/a
ANDRADE , FRANCISCO JAVIER
Adreça electrònica f.diaz@urv.cat
fxavier.rius@urv.cat
ciara.osullivan@urv.cat
franciscojavier.andrade@urv.cat
Professors/es
DÍAZ GONZÁLEZ, FRANCISCO MANUEL
RIUS FERRÚS, FRANCISCO JAVIER
O'SULLIVAN -, CIARA KATHLEEN
ANDRADE , FRANCISCO JAVIER
Web http://http://etseq.urv.es/etseq/masters/nanociencia/
Descripció general i informació rellevant 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
Tipus A Codi Competències Específiques
Tipus B Codi Competències Transversals
Tipus C Codi Competències Nuclears

Resultats d'aprenentage
Tipus A Codi Resultats d'aprenentatge
Tipus B Codi Resultats d'aprenentatge
Tipus C Codi Resultats d'aprenentatge

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
Metodologies  ::  Proves
  Competències (*) Hores a classe
Hores fora de classe
(**) Hores totals
Activitats Introductòries
1 0.5 1.5
Sessió Magistral
A1.1
A1.5
B5.1
18 37 55
Seminaris
A2.4
B4.1
3 9 12
Treballs
A1.1
A1.5
A2.3
B4.1
B5.1
8 14 22
Supòsits pràctics/ estudi de casos a l'aula ordinària
A1.1
A1.5
A2.2
A2.3
A2.4
B4.1
B5.1
B5.2
B5.3
15 0 15
Resolució de problemes, exercicis a l'aula ordinària
A1.1
A1.5
A2.2
A2.3
A2.4
B4.1
B5.1
B5.2
B5.3
15 0 15
Atenció personalitzada
3 1.5 4.5
 
 
(*) En el cas de docència no presencial, són les hores de treball amb suport vitual del professor.
(**) Les dades que apareixen a la taula de planificació són de caràcter orientatiu, considerant l’heterogeneïtat de l’alumnat

Metodologies
Metodologies
  Descripció
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.
Supòsits pràctics/ estudi de casos a l'aula ordinària
Resolució de problemes, exercicis a l'aula ordinària
Atenció personalitzada Temps que cada professor té reservat per atendre i resoldre dubtes als estudiants.

Atenció personalitzada
Descripció
Dr. Francisco Javier Andrade- Professor of Analytical Chemistry UNIVERSITAT ROVIRA I VIRGILI Department of Analytical Chemistry and Organic Chemistry c/Marcel•lí Domingo s/n 43007 Tarragona SPAIN - http://www.quimica.urv.cat/quimio/nanosensors

Avaluació
Metodologies Competències Descripció Pes        
Treballs
A1.1
A1.5
A2.3
B4.1
B5.1
Treballs individuals o en grup 30%
Supòsits pràctics/ estudi de casos a l'aula ordinària
A1.1
A1.5
A2.2
A2.3
A2.4
B4.1
B5.1
B5.2
B5.3
Exercicis lliurats al final de cada classe 50%
Resolució de problemes, exercicis a l'aula ordinària
A1.1
A1.5
A2.2
A2.3
A2.4
B4.1
B5.1
B5.2
B5.3
Elaboració de pòsters, presentacions i discussions a l'aula. 20%
Altres  
 
Altres comentaris i segona convocatòria

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 Guia docent és el document on es visualitza la proposta acadèmica de la URV. Aquest document és públic i no es pot modificar, llevat de casos excepcionals revisats per l'òrgan competent/ o degudament revisats d'acord amb la normativa vigent