Emne - Videregående nanoskala overflatedynamiske prosesser - MM8444
Videregående nanoskala overflatedynamiske prosesser
Om
Om emnet
Faglig innhold
Overflater er komplekse og dynamiske. Fysiske og kjemiske prosesser er ansvarlig for en at overflaten stadig er i endring over en rekke lengdeskalaer. Disse fenomenene har store implikasjoner. Friksjon for eksempel er ansvarlig for et stort energitap (23% av verdens energitap) med påfølgende signifikante økonomiske og miljørelaterte konsekvenser. Ekte overflater er komplekse, ikke flate, ikke uniforme, og med en endelig om enn liten tykkelse- Dette gir opphav til store fluktuasjoner der dynamiske prosesser driver evolusjonen av komplekse 3D-strukturer, fra atomar til makroskala.
Dette kurset handler om nanoskala overflatedynamiske fenomener som er viktig innen flere ulike disipliner og med fokus på ekte systemer og systemfunksjoner. Dette inkluderer småskala elektronikk, biologiske overflater, kompositt materialer og eksperimentell infrastruktur. Hovedfokuset i dette kurset vil være: adsorpsjon, elektrokjemi, overflatetransport, modelleringsmetoder, overflatekarakterisering på nanoskala includert spektroskopiske og mikroskopiske metoder (som f.eks spektroskopi, AFM, QCM, XPS), nanotribologi, smøring og smøremidler, overflatekjemi.
Læringsutbytte
Kunnskap:
- Forstå hva en overflate er
- Hvordan overflater påvirker materialegenskaper
- Interaksjonen mellom en overflate og omgivelsene
- Overflatedynamikk (adsorpsjon, diffusjon, etc.)
- Teoretisk forståelse av overflatefenomener og hvordan disse modelleres
Ferdigheter:
- Velg riktig eksperimentelle teknikker for å studere spesifikke overflatefenomener
- Bruke den ervervede kunnskapen til å vurdere hvordan en overflate vil oppføre seg i et ekte system
- Lære hvordan å bruke beregningsressurser for å modellere og forstå overflater
Generell kompetanse:
- Vurdere begrensninger for vanlige tilnærminger innen overflater og grensesnitt
- Forstå hvilke nanoskala eksperimentelle teknikker som egner seg for å studere ulike overflatefenomen
Læringsformer og aktiviteter
Forelesninger og gruppearbeid.
Mer om vurdering
Mappeevaluering er grunnlaget for vurderingen i emnet. I mappen inngår 4 prosjekter, hvert prosjekt har ulike leveranser og alle rapportene må leveres for å få en sluttkarakter på faget (bestått/ikke bestått): rapport for prosjekt 1 (25%), rapport for prosjekt 2 (25%), rapport for prosjekt 3 (25%) og presentasjon for prosjekt 4 (25%). Hele mappen vil bli vurdert som gjennomsnitt av de karakterene gitt for de 4 leveransene. Rapportene vil bli vurdert rett etter innlevering, og en ny innlevering for å forbedre karakterene vil bli tilbudt. I tillegg skal det arrangeres et seminar hvor studentene skal lære å forberede en vitenskapelig presentasjon om et selvvalgt tema. Seminaret er valgfritt, men dersom studentene lager en presentasjon, ekstra poeng skal legges til sluttkarakteren. Datoene for leveransene vil bli annonsert på blackboard.
For å ta evalueringen på nytt, kan det arrangeres en muntlig eksamen som vil omfatte alle temaene i mappen.
Anbefalte forkunnskaper
Grunnleggende kunnskap innen materialvitenskap, inkludert materialers mekaniske egenskaper, korrosjon, elektrokjemi, metaller og legeringer, etc.
Grunnleggende kunnskap innen matematikk, fysikk og kjemi.
Forkunnskapskrav
Krever godkjent opptak til et ph.d.-studieprogram ved NTNU eller et annet universitet.
Kursmateriell
Det finnes ingen tekstbok som dekker alle temaene i dette kurset. Derfor vil kursmateriellet være som følger: forelesningsnotater og PowerPoint presentasjoner, utvalgte vitenskapelige artikler, og utvalgte bokkapitler.
Studiepoengreduksjon
| Emnekode | Reduksjon | Fra |
|---|---|---|
| TMM4204 | 7,5 sp | Høst 2024 |
Fagområder
- Kondenserte mediers fysikk
- Maskinkonstruksjon og materialteknikk - Mekanisk integritet
- Materialteknologi
- Maskinkonstruksjon og materialteknologi
- Materialteknologi og elektrokjemi
- Maskinkonstruksjon og materialteknikk - Overflateteknikk
- Fysikalsk kjemi
- Overflatefysikk
- Nanoteknologi
Kontaktinformasjon
Emneansvarlig/koordinator
Faglærere
- Andreas Erbe
- Angelika Brink
- Astrid Silvia de Wijn
- Hamid Khanmohammadi
- Nuria Espallargas Alvarez
- Xu Lu