DADES IDENTIFICATIVES 2007_08
Assignatura ORGANITZACIÓ SUPRAMOLECULAR:ENGINYS MOLECULARS Codi 205151215
Ensenyament
Nanociència i Nanotecnologia (2006)
Cicle 2on
Descriptors Crèd. Tipus Curs Període
2.5 Optativa Únic anual
Llengua d'impartició
Anglès
Departament Química Analítica i Química Orgànica
Coordinador/a
Adreça electrònica
Professors/es
Web http://http://www.ub.edu/nanotec/assignatures.php
Descripció general i informació rellevant Objectius: 1. Introduir els conceptes físics bàsics per poder comprendre el funcionament de dispositius i màquines moleculars. 2. Discutir les diferències entre el funcionament d'enginys moleculars i els seus anàlegs macroscòpics. 3. Proporcionar una visió de conjunt dels diferents procediments per a la preparació i l'estudi del funcionament d'enginys moleculars. 4. Relacionar la tipologia del enginys moleculars amb el seu mètode de síntesi. 5. Proporcionar un coneixement de les fonts bibliogràfiques rellevants en l'àmbit. Continguts: 1.- Dispositius i màquines. Estratègies de miniaturització: metodologia ascendent (bottom up) . Dispositius i màquines a nivell molecular i supramolecular. 2.- Arquitectura molecular: organització tridimensional d’àtoms mitjançant la formació d’enllaços covalents. Isomers i conformers. Química supramolecular: organització tridimensional de molècules mitjançant forces intra i intermoleculars (no covalents). 3.- Moviment molecular: translació, rotació i vibració. Rotacions impedides. Transferència d’energia entre diferents tipus de moviment. Interacció amb el medi. Interacció amb la radiació. 4.- Processos de reconeixement molecular i transferència d’informació. Tansferència electrònica: fonaments teòrics. Processos de transferència electrònica i d’energia fotoinduïts. 5.- Fils moleculars. Antenes moleculars. Interruptors. Memòries, portes lògiques i sistemes relacionats. 6.- Concepte de màquina molecular. Aport d’energia. Tipus de moviment. Control del moviment. 7.- Màquines moleculars en sistemes biològics. 8.- Sistemes amb moviment mecànic espontani: rotors, engranatges, frens, helixs i giroscòpis. 9.- Moviments relacionats amb obertura, tancament i translocació. Moviments rotatoris. Moviments d’inserció i desinserció. Moviments lineals. Moviments en catenans i rotaxans. Quiralitat topològica. Màquines moleculars basades en molècules senzilles, catenans i rotaxans, ciclodextrines, cristalls líquids. 10.- Del nivell molecular al material. Màquines moleculars a la nanoescala. Nanopartícules. Llançaderes. Músculs artificials. Aplicacions.

Competències
Tipus A Codi Competències Específiques
  Recerca
Tipus B Codi Competències Transversals
  Recerca
Tipus C Codi Competències Nuclears
  Recerca

Objectius d'aprenentatge
Objectius Competències
Introduir els conceptes físics bàsics per poder comprendre el funcionament de dispositius i màquines moleculars.
Discutir les diferències entre el funcionament d'enginys moleculars i els seus anàlegs macroscòpics.
Proporcionar una visió de conjunt dels diferents procediments per a la preparació i l'estudi del funcionament d'enginys moleculars.
Relacionar la tipologia del enginys moleculars amb el seu mètode de síntesi.
Proporcionar un coneixement de les fonts bibliogràfiques rellevants en l'àmbit.

Continguts
Tema Subtema
1. Dispositius i màquines. Estratègies de miniaturització: metodologia ascendent (bottom up) . Dispositius i màquines a nivell molecular i supramolecular.
2. Arquitectura molecular: organització tridimensional d’àtoms mitjançant la formació d’enllaços covalents. Isomers i conformers. Química supramolecular: organització tridimensional de molècules mitjançant forces intra i intermoleculars (no covalents).
3. Moviment molecular: translació, rotació i vibració. Rotacions impedides. Transferència d’energia entre diferents tipus de moviment. Interacció amb el medi. Interacció amb la radiació.
4. Processos de reconeixement molecular i transferència d’informació. Tansferència electrònica: fonaments teòrics. Processos de transferència electrònica i d’energia fotoinduïts.
5. Fils moleculars. Antenes moleculars. Interruptors. Memòries, portes lògiques i sistemes relacionats.
6. Concepte de màquina molecular. Aport d’energia. Tipus de moviment. Control del moviment.
7. Màquines moleculars en sistemes biològics.
8. Sistemes amb moviment mecànic espontani: rotors, engranatges, frens, helixs i giroscòpis.
9. Moviments relacionats amb obertura, tancament i translocació. Moviments rotatoris. Moviments d’inserció i desinserció. Moviments lineals. Moviments en catenans i rotaxans. Quiralitat topològica. Màquines moleculars basades en molècules senzilles, catenans i rotaxans, ciclodextrines, cristalls líquids.
10. Del nivell molecular al material. Màquines moleculars a la nanoescala. Nanopartícules. Llançaderes. Músculs artificials. Aplicacions.

Planificació
Metodologies  ::  Proves
  Competències (*) Hores a classe Hores fora de classe (**) Hores totals
Activitats Introductòries
0 0 0
 
Sessió Magistral
20 0 20
 
Atenció personalitzada
0 0 0
 
 
(*) 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
Sessió Magistral

Atenció personalitzada
 
Descripció

Avaluació
  Descripció Pes
 
Altres comentaris i segona convocatòria

Fonts d'informació

Bàsica K.E. Drexler, Engines of Creation, The Coming Era of Nanotechnology, Anchor Press, 1986
J.-P. Sauvage and C.O. Dietrich-Buchecker, Eds, Molecular Catenanes, Rotaxanes and Knots, Wiley-VCH, 1999
F. Diederich and P. Stang, Eds., Templated Organic Synthesis, Wiley-VCH, 2000
J. F. Stoddart, Ed., Molecular Machines Special Issue, Acc. Chem. Res. 34(6), Acc. Chem. Res., 2001
B. L. Feringa, Ed., Molecular Switches, Wiley-VCH, 2001
J.-P. Sauvage, Ed., Molecular Machines and Motors, Structure & Bonding 99, Structure & Bonding, 2001
M. Schliwa, Ed., Molecular Motors, Wiley-VCH, 2002
V. Balzani, M. Venturi, A. Credi, Molecular Devices and Machines, Wiley-VCH, 2003

Complementària

Recomanacions