Τμημα Επιστημης και Τεχνολογιας Υλικων Πανεπιστημιου Κρητης

Νανοϋλικά για Ενέργεια και Περιβάλλον (ΕΤΥ 346)

Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα "Νανοτεχνολογία για Ενεργειακές Εφαρμογές"

Nanomaterials for Energy

Παλαιός τίτλος μαθήματος: "Επιστήμη Επιφανειών - Νανοϋλικών"

Γιάννης Ρεμεδιάκης (Β207 CSD, ώρες γραφείου: Τετάρτη 12-1, Πέμπτη 9-10).

Κωνσταντίνος Στούμπος (Γ203 Χημικό).

Διαλέξεις: Τρίτη 2-5, αίθουσα A2 CSD.

Για το εαρινό εξάμηνο του 2021 όλες οι πληροφορίες του μαθήματος θα βρίσκονται στο https://teleclass.materials.uoc.gr/courses/SEM6105/. Η παρούσα ιστοσελίδα ΔΕΝ θα ανανεώνεται. Επίσης, φέτος δεν απαιτειαι εγγραφή στην ομάδα του facebook.

Αντικείμενο και περιεχόμενα μαθήματος

Το μάθημα εστιάζει στις θεμελιώδεις θεωρητικές αρχές και πειραματικές τεχνικές που χρησιμοποιούνται στη μελέτη επιφανειών και νανοϋλικών, με έμφαση σε ενεργειακές και περιβαλλοντικές εφαρμογές.

Η σύγχρονη νανοτεχνολογία επιτρέπει την σύνθεση και χαρακτηρισμό συστημάτων στα οποία οι θεμελιώδεις μονάδες έχουν διαστάσεις μερικών νανομέτρων. Τέτοια συστήματα χρησιμοποιούνται στην ηλεκτρονική (επεξεργαστές), στη χημική βιομηχανία (καταλύτες), στην ιατρική (φάρμακα), στην οπτική (κβαντικές τελείες), και βεβαίως στον τομέα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (φωτοβολταϊκά).

Στόχοι του μαθήματος είναι η εξοικείωση με τεχνικές της Νανοφυσικής, Νανοχημείας, και της Επιστήμης Επιφανειών, η κατανόηση των βασικών διαφορών μεταξύ μακροσκοπικής και νανο-φυσικής και η εξοικείωση με τους βασικούς μηχανισμούς που λαμβάνουν χώρα στις ηλιακές κυψέλες, στις σύγχρονες μπαταρίες και σε άλλα συστήματα μετατροπής ενέργειας.

Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα είναι η εισαγωγή σε σημαντικούς κλάδους της επιστήμης υλικών και συγκεκριμένα στα υλικά για αποθήκευση δεδομένων, αισθητήρες, μπαταρίες, φωτοβολταϊκά, ενώ παράλληλα εμπεδώνονται αρχές από τους τομείς της κρυσταλλογραφίας, της χημική κινητικής και της φυσικής στερεάς κατάστασης.

Τα κύρια μέρη του μαθήματος είναι:

Αρχές νανοφυσικής: ειδική επιφάνεια, κβαντικός περιορισμός, κβαντικές τελείες, φραγή Κουλόμπ.
Ατομική δομή επιφανειών στερεών, κρυσταλλογραφία δυο διαστάσεων.
Ενέργεια επιφανειών, επιφανειακή τάση και σχήμα νανοσωματιδίων.
Προσρόφη, active sites. Αισθητήρες. Κατάλυση και αποδόμηση ρύπων.
Νανοϋλικά για ηλιακές κυψέλες: από την κυψέλη Γκρέτσελ στους περοβσκίτες.
Νανοϋλικά για ανεμογεννήτριες και για άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Νανοϋλικά για μπαταρίες.

Συγγράματα

- P. W. Atkins, J. de Paula, Φυσικοχημεία, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης (2014)

- G. W. Hanson, Αρχές νανοηλεκτρονικής, Εκδόσεις Τζιόλα, Θεσσαλονίκη (2009)

- Κωνσταντίνος Α. Χαριτίδης, Νανοδομές - Νανοϋλικά, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις ΕΜΠ (2018).

Δείτε επίσης την σελίδα της βιβλιογραφίας του μαθήματος με αναλυτικές οδηγίες ανά κεφάλαιο.

Πριν το 2019, το μάθημα 346 λεγόταν "Επιστήμη Επιφανειών -Νανοϋλικών" και περιελάμβανε παρόμοια ύλη, με λίγο περισότερο Επιστήμη Επιφανειών και λίγο λιγότερο Περιβάλλον και Ενέργεια. Περισότερες πληροφορίες στις σελίδες:

Ημερολόγιο μαθήματος (του 2015)

Σελίδα Opencourses

Σημειώσεις και βίντεο διαλέξεων του 2015

Βιβλιογραφία και χρήσιμοι σύνδεσμοι.

Ασκήσεις (μέχρι το 2018) και ασκήσεις 2019

Εργασίες-παρουσιάσεις φοιτητών για το 2020 (εργασίες παλαιότερων ετών εδώ).

Παλιά θέματα εξετάσεων.

Τρόπος βαθμολόγησης

30% από τεστάκια στην αρχή κάθε μαθήματος, από το τέταρτο μάθημα έως το δέκατο. Θα μετρήσουν οι πέντε καλύτεροι βαθμοί. Μόνο όσοι συγκεντρώσουν 1 μονάδα από τις 3 (ή 3.33 στις 10) στα τεστάκια μπορούν να κάνουν παρουσίαση.
70% από παρουσιάσεις το οποίο προκύπτει από:
1. 10% από την περίληψη.
2. 50% από την παρουσίαση.
3. 10% από την συμμετοχή στις παρουσιάσεις.
Το μάθημα δεν θα έχει εξέταση στην εξεταστική του Ιουνίου.
Είναι υποχρεωτική η παρουσία όλων στα τρία τελευταία μαθήματα (28/4, 5/5, 12/5).
Οι μεταπτυχιακοί φοιτητές θα πρέπει να παραδώσουν επιπλέον και μια εργασία.

Ασκήσεις

Αρχείο με ασκήσεις

Ημερολόγιο μαθήματος

Εβδ.	Ημ/νία	Ύλη	Υποχρεώσεις φοιτητών
1	4/2/20	Διάλεξη 1α	-
2	11/2/20	Διάλεξη 1β.	-
3	18/2/20	Διάλεξη 1γ.	-
4	25/2/20	Διάλεξη 2.	Τεστ 1.
5	3/3/20	Διάλεξη 3.	Τεστ 2.
6	10/3/20	Διάλεξη 4.	Τεστ 3. Ασκήσεις για το σπίτι 4 (παράδοση 23/3: ασκήσεις 4.1 και 4.14. Οι μεταπτυχιακοί να κάνουν και την 4.17).
7	31/3/20	Διάλεξη 5α .	.
8	7/4/20	Διάλεξη 5β .	Ασκήσεις για το σπίτι 5 και 6: 5.1-5.5 όπως είπε ο κ. Στούμπος στο μάθημα).
9	14/4/20	Διάλεξη 6.	Ασκήσεις για το σπίτι 7: δυο από τις 6.1-6.3- οι μεταπτυχιακοί να λύσουν και τις τρείς. παράδοση 27/4).
10	28/4/20	Διάλεξη 7.	Παράδοση σετ ασκήσεων 5, 6 και 7.
11	5/5/20	Συζήτηση αποριών, πρόβες.	Παράδοση περίληψης παρουσίασης.
12	12/5/20	Παρουσιάσεις Πρόγραμμα	Ανέβασμα αρχείου παρουσίασης το αργότερο ώρα 12:30.
13	19/5/20	Παρουσιάσεις Πρόγραμμα	Ανέβασμα αρχείου παρουσίασης το αργότερο ώρα 12:30.

Ανακοινώσεις

Ανακοινώσεις κατά τη διάρκεια του εξαμήνου θα γίνονται στην ομάδα του facebook ΤΕΤΥ 346 Νανοϋλικά. Παρακαλείστε να γραφτείτε όσοι παίρνετε το μάθημα.

Για το εαρινό εξάμηνο του 2021 όλες οι πληροφορίες του μαθήματος θα βρίσκονται στο https://teleclass.materials.uoc.gr/courses/SEM6105/. Η παρούσα ιστοσελίδα ΔΕΝ θα ανανεώνεται. Επίσης, φέτος δεν απαιτειαι εγγραφή στην ομάδα του facebook.