Functional Materials

Course manual 2017/2018

Course content

Het brede thema van het vak is te onderzoeken hoe de chemie en de structuur van materialen hen in staat stellen hun vereiste functie te vervullen. De specifieke onderwerpen bevatten:

• De voorbereiding en functionalisering van polymeren, en de algemene eigenschappen van polymere systemen en netwerken.
• Sterkte en flexibiliteit, biologische vezels en hun associatie met moleculaire motoren.
• Colloïdale suspensies, basisconcepten voor het afstemmen van hun eigenschappen, toepassingen in levensmiddelentechnologie, colloïdale kristallen en hun toepassing.
• Amfifielen en hun toepassing in membranen en micellization.
• Vloeibare kristallen, eigenschappen en toepassingen.
• Materialen voor de productie van energie, opslag van gas, adsorptie, scheiding en katalyse.
• Magnetische materialen
• Instrumentele technieken voor materiaal karakterisatie zoals XRD, TPR, adsorptie, (Instrumental techniques for materials characterization such as XRD, TPR, adsorption)

Voorbeelden zijn microporeus, mesoporeus, nanomaterialen en metaal-organische kaders. De focus ligt op de studenten vertrouwd te maken met de uitdagingen van materialen ontwerp voor belangrijke technologische toepassingen. Bijvoorbeeld leren wat de uitdagingen zijn vanuit de materialen gezien voor de succesvolle uitvoering van nieuwe energie productie/conversie apparaten zoals brandstofcellen en met zonne-energie aangedreven thermochemische dissociatie van H2O en CO2. Verder leren ze ook hoe de materialen te karakteriseren (door technieken zoals GPC, XRD, TPR, adsorptie) door het praktische gedeelte en het gebruik van demonstraties zowel in het lab als in de collegezaal.

Study materials

Literature

• Jeremy Ramsden, 'Essentials of Nanotechnology', 1st ed., Bookboon.com, ISBN: 978-87-7681-418-2 (gratis e-book).
• Peter G. Nelson, 'Introduction to Inorganic Chemistry; Key ideas and their experimental basis', 2nd ed., Bookboon.com, ISBN: 978-87-7681-732-9 gratis e-book).
• Topics in Current Chemistry, vol. :nctional Metal-Organic Frameworks; Ed. M. Schroder; 2010, Springer.
• Clayden and Greeves, 'Organic Chemistry', Warren & Wothers, OUP Oxford.

Other

• http://cnx.org/ Connexions is een van de open onderwijs sites. Het is een digitaal educatief ecosysteem dat bestaat uit een educatief content repository en een content managementsysteem.
• Materiaal op Blackboard.

Objectives

• Definiëren hoe de chemie en de structuur van materialen betrekking op hun functionaliteit hebben.
• Beschrijven en vergelijken van verschillende synthese technieken voor functionele materialen.
• De verschillende technieken om de functionele materialen te karakteriseren te illustreren.
• De concepten beschrijven die nodig zijn voor rationeel ontwerp van nieuwe functionele materialen, variërend van nano- tot bulkmaterialen.

Het vak is zo ontworpen dat de doelstellingen variëren van basisniveau (kennis) naar hogere niveaus (synthese/evaluatie), alsook van feitenniveau naar metacognitie.

Teaching methods

• Hoorcollege
• (Computer)practicum
• Bedrijfsexcursies
• Zelfstandig werken aan bijv. project/scriptie
• Zelfstudie

Hoorcollege en practicum, oefeningen, opdrachten en scriptie. Studenten maken een korte scriptie over een door hen geselecteerd onderwerp over hoe de functionaliteit van de chemie van materialen.

Learning activities

Academic skills

Academic writing skills, observation and interpretation skills.

Attendance

Aanwezigheidseisen opleiding (OER-B):

• Van elke student wordt actieve deelname verwacht aan het onderdeel waarvoor hij staat ingeschreven.
• Als een student door overmacht niet aanwezig kan zijn bij een verplicht onderdeel van het onderdeel, dient hij dit zo snel mogelijk schriftelijk te melden bij de betreffende docent. De docent kan, eventueel na overleg met de studieadviseur, besluiten om de student een vervangende opdracht op te leggen.
• Het is niet toegestaan om verplichte onderdelen van een onderdeel te missen als er geen sprake is van overmacht.
• Bij kwalitatief of kwantitatief onvoldoende deelname, kan de examinator de student uitsluiten van verdere deelname aan het onderdeel of een gedeelte daarvan. Voorwaarden voor voldoende deelname worden van te voren vastgelegd in de studiewijzer en/of op BlackBoard.

Additional requirements for this course:

Attendance at all aspects of the course such as lectures, tutorials and practicum are highly recommended. The industrial visit (if present) gives the students a chance to see the real application of concepts taught in lecture rooms, which should greatly help in broadening the knowledge, and also highly recommended.

Assessment

There is a written exam at the end of the course. Students also hand in a report on a material selected by them,
which is assessed. A report on the practical is required.
The final mark is composed of: 60% exam mark, 20% report mark, 20% practical report. A minimum of 5,5 is required
in the examination and, except under exceptional circumstances, completion of all the above parts of the course.
Student reports will be graded on the following criteria.
• Clarity of the abstract
• Clarity of the report (context and content)*
• Scientific content (defining the research question)
• Use of literature
• Structure of the report
• Layout of the report
* what particular function the material or type of material is required to fulfill. How the nature of the material allows it to fulfill
this function. Limitations of the material fulfilling its function. Is there room for improvement?

Assignments

Industrial visit report

• If there is an industrial visit, a short report on the industrial visit is required, which will be assessed. Assessment will be based on how well the students structure the report, the content and how well they connected the concepts they learned in the classroom to the industrial practice.

Practicum

• A short report on practical is required. The manual for the practicum contains what is expected from the report.

Literature report

• Literature report is part of this course, which will be graded. Students are also encouraged to choose their own topics within the theme ‘functional materials’ and approval of the topic by the course coordinator is required.

Fraud and plagiarism

Dit vak hanteert de algemene 'Fraude- en plagiaatregeling' van de UvA. Hier wordt nauwkeurig op gecontroleerd. Bij verdenking van fraude of plagiaat wordt de examencommissie van de opleiding ingeschakeld. Zie de Fraude- en plagiaatregeling van de UvA: www.uva.nl/plagiaat

Timetable

Het rooster van dit vak is in te zien op DataNose.

Additional information

Aanbevolen voorkennis: Anorganische chemie en natuurkundige chemie.

Contact information

Coördinator

• dr. Stefania Grecea