Titulación | Tipo | Curso | Semestre |
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2501922 Nanociencia y Nanotecnología | OB | 3 | 1 |
Se recomienda haber aprobado el primer curso entero (especialmente Introducción a la nanociencia y la nanotecnología, Enlace Químico y Estructura de la Materia, y Reactividad Química) y las asignaturas Termodinámica, Cinética y Transformaciones de Fase, Química Orgánica, Química del Elementos y laboratorio de microscopias y caracterización de materiales del segundo curso.
Se recomienda estar cursando al mismo tiempo, sino se ha hecho con anterioridad, la asignatura de tercero: Síntesis y Estructura de Materiales Cristalinos y Amorfos.
El objetivo de esta asignatura es dar a conocer una ciencia tan importante e interdisciplinar como la ciencia de las superficies, frontera entre la física, la química, la biología y la ingeniería. Se tratarán los aspectos más básicos de los fenómenos químico-físicos que tienen lugar en las interfases líquido-gas, sólido-líquido, sólido-gas y sólido-sólido. Se profundizará en diversos temas introducidos en las asignaturas "Introducción a la nanociencia y la nanotecnología" de primer curso y "Laboratorio de microscopias y caracterización de materiales" de segundo curso. Se utilizarán los conocimientos en química y en Termodinámica para abordar los fenómenos de superficie, interfaz y catálisis heterogénea, discutiendo los diferentes tipos de catalizadores. Se describirá con detalle la estructura superficial de los sólidos y su modificación así como las principales técnicas de caracterización superficial desde un punto de vista estructural, morfológico, microestructural y composicional. Se introducirán las técnicas de crecimiento de capas delgadas, destacando la importancia del crecimiento epitaxial en las aplicaciones en nanotecnología.
Módulo A (Dr. José A. Ayllón)
1. Introducción a las superficies.
- Superficies líquidas. Tensión superficial. Técnicas de medida de tensión superficial. Condensación capilar.
- Termodinámica de las interfases. Isoterma de Gibbs.
2. Adsorción. superficie electrificada
- fisisorción y quimisorción. Isotermas de adsorción. Adsorción de gases. Cinética de adsorción
- Interfase solución-electrodo. Velocidad de transferencia de carga. Corrosión. Electrólisis.
3. Catálisis heterogénea.
- Mecanismo. Catalizadores bifuncionales. Ejemplos de procesos de catálisis heterogénea : Cracking. Reformado.
- Oxidación catalítica.
Módulo B (Dra. Gemma Garcia)
4. Estructura de superficies sólidas y modificación
- 4.1. Notación de las estructuras de superficie
- 4.2. reconstrucción superficial
- 4.3. Estructura de monocapas adsorbidas
5. Técnicas de caracterización de las superficies
- 5.1. Espectroscopías AES, XPS
- 5.2. Microscopias de proximidad: AFM, STM, SPM
6. Crecimiento cristalino de capas delgadas.
- 6.1. Nucleación y crecimiento a partir de fase vapor - Epitaxia
La asignatura consta de: 28 horas de teoría + 14 horas de problemas + 10 horas de laboratorio, por alumno.
Clases de teoría
Se llevarán a cabo combinando la utilización de material en formato digital y la pizarra. El profesorado planteará casos prácticos para ejemplificar la aplicación de las diversas teorías y modelos.
Clases de problemas
Se tratará de impulsar la participación del alumnado durante las clases de problemas. Algunas sesiones de problemas se realizarán en grupo. Cuando el profesorado lo determine, será obligatoria la entrega de problemas resueltos. Cuando el profesorado lo determine utilizarán las horas de problemas para la realización de pruebas de evaluación continua.
Prácticas de laboratorio i en el aula.
Las prácticas son de asistencia obligatoria, no se aceptará ninguna ausencia no justificada. El trabajo previo de lectura de guiones, enunciados y la revisión de los contenidos teóricos, será fundamental para la buena resolución de los problemas y de las prácticas.
- El módulo A realizará dos sesiones de prácticas de laboratorio de 3 horas.
- El módulo B realizará una sesión práctica de 4 horas.
Tutorías
El profesorado estará disponible para las consultas del alumnado. Se recomienda fuertemente el uso de este recurso didáctico.
Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
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Tipo: Dirigidas | |||
Clases de teoría | 28 | 1,12 | 6, 5, 8, 24, 23, 11, 10, 18 |
Practicas en laboratorio o aula | 10 | 0,4 | 1, 2, 3, 7, 4, 14, 22, 24, 23, 9, 13, 12, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 25, 27, 28, 31, 32 |
Resolución de problemas | 14 | 0,56 | 2, 6, 8, 24, 23, 9, 12, 16, 18, 21, 29, 30, 31 |
tutorias | 12 | 0,48 | 2, 7, 4, 8, 9, 13, 16, 17, 27 |
Tipo: Autónomas | |||
Estudio individual | 36 | 1,44 | 1, 2, 3, 7, 6, 5, 8, 22, 9, 11, 10, 17, 19, 21, 28 |
Informes de practicas | 12 | 0,48 | 2, 7, 4, 22, 24, 23, 9, 13, 12, 16, 18, 19, 20, 21, 27, 28, 31 |
Resolución de problemas | 26 | 1,04 | 2, 4, 8, 24, 23, 17, 18, 21, 29 |
lectura de guiones | 6 | 0,24 | 2, 3, 9 |
La evaluación global se realizará de forma continuada y consta de:
- 1 parcial sobre los contenidos del Módulo A, la nota será del 40% de la nota final. (Obligatorio)
- 1 parcial sobre los contenidos del Módulo B, la nota será del 40% de la nota final. (Obligatorio)
- 1 entrega de problemas y / o Informes de prácticas, individual o en grupo, del Módulo A, la nota será del 10% de la nota final.
- 1 entrega de problemas y / o Informes de prácticas, individual o en grupo ,, cuya nota será del 10% de la nota final.
IMPORTANTE: Para superar la asignatura será necesario: I / tener una nota global igual o superior a 5,0 y II / haber obtenido como mínimo 5.0 puntos sobre 10 a la media de las dos pruebas parciales. Cuando no se supere la evaluación continuada, incumpliendo alguno de estos dos criterios, pero se obtenga un mínimo de 3.5 en el global de la asignatura, se tendrá derecho a una prueba escrita de recuperación sobre los contenidos de los dos módulos (parciales ) que permitirá aprobar la asignatura (nota de 5 sobre 10).
Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
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Entrega de problemas y informes de prácticas Módulo A | 10 | 0 | 0 | 1, 2, 3, 7, 4, 6, 5, 14, 8, 22, 24, 23, 9, 10, 13, 12, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32 |
Parcial Módulo A | 40 | 3 | 0,12 | 4, 6, 5, 8, 24, 23, 10, 12, 18, 20, 27 |
Parcial Módulo B | 40 | 3 | 0,12 | 2, 4, 5, 11, 10, 12, 18, 21, 27, 30 |
entrega de problemas y informes de prácticas Módulo B | 10 | 0 | 0 | 1, 2, 3, 7, 4, 5, 14, 22, 9, 11, 13, 12, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32 |
G. A. Somorjai, Fundamentos de química de superficies, versión española de J.A. Rodríguez Renuncio, 1975 Ed. Alhambra
H.-J. Butt, K. Graf, M.Kappl, Physics and Chemistry of Interfaces, 2003 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. ISBN 3-527-40413-9
G.T. Barnes, I.R. Gentle, Interfacial Science: an introduction (2on ed.), 2010 Oxford University Press, ISBN 978-0-19-657118-5
A. J. Bard, L. R. Faulkner, Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications (2on ed.) 2001 John Wiley and Sons, ISBN: 978-0471043720
LLibres digitals UAB (mòdul 2)
- Surface Analysis –The PrincipalTechniques 2nd Edition EditorsJOHN C. VICKERMANManchester Interdisciplinary Biocentre,University of Manchester, UKIAN S. GILMORE National Physical Laboratory, Teddington, UK
https://onlinelibrary-wiley-com.are.uab.cat/doi/book/10.1002/9780470721582
- Crystallography and Surface Structure - 2e An Introduction for Surface Scientists and Nanoscientists; By: Klaus Hermann. Wiley-VCH Verlag GmBH. ISBN: 978-3-527-33970-9, 978-3-527-69712-0, 978-3-527-69713-7, 978-3-527-69714-4.