Ders AdıKodu Yerel KrediAKTS Ders (saat/hafta)Uygulama (saat/hafta)Laboratuar (saat/hafta)
Nanomalzemeler KimyasıKIM305235300
ÖnkoşullarYok
YarıyılBahar
Dersin Diliİngilizce, Türkçe
Dersin SeviyesiLisans
Dersin TürüSeçmeli @ Kimya Lisans Programı
Ders KategorisiTemel Meslek Dersleri
Dersin Veriliş ŞekliYüz yüze
Dersi Sunan Akademik BirimKimya Bölümü
Dersin KoordinatörüBahadır Keskin
Dersi Veren(ler)Bahadır Keskin
Asistan(lar)ı
Dersin AmacıGünümüzde büyük önem ve talep gören nanoyapılar konusunda dünyada yoğun araştırmalar yapılmakta olup büyük ilerlemeler kaydedilmiştir. Dersin amacı, nanoyapılar konusunda temel bilgiler ve bunun yanı sıra son geliştirilen nanomalzemeler konusunda bilgiler aktarmak, nanoyapıdaki malzemelerin yapıları hakkında bilgi vermek ve nanoyapıdaki malzemelerin uygulamalarını tanıtmaktır.
Dersin İçeriğiNanoyapılı malzemelerin temel ilke ve teorilerini tanıtmak, kullanılan nano ölçekli malzemelerin sentezi, karakterizasyonu, enerji alanında batarya, süperkapasitör, biyolojik ilaç taşıma ve sensörler gibi farklı uygulamalarını ve üstün özelliklerini tanıtmak. Öğrencilere yeni nanoyapıdaki metal oksit, nano gözenekli, grafen ve türevleri, nanokompozit yapılar, nanomalzemelerin genel karakterizasyon ve üretim yöntemleri, nano yapılı inorganik yarıiletkenler ile ilgili ilgili bilgi ve beceri kazandırmak, çok yeni olan bu konunun yaşam boyu öğrenmeyle çok ilişkili olduğunu vurgulamak. Nanoyapılı malzeme, makine, fizik ve kimya gibi farklı disiplinleri bir araya getirdiği için disiplinler arası takımlarda çalışabilme becerisini öğrencilere kazandırmak.
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
  • Awan T. I., Bashir A., Tehseen A., Chemistry of Nanomaterials Fundamentals and Applications, Elsevier Netherlands, 2020.
  • K. Zhou, Carbon Nanomaterials Modeling, Design, and Applications, CRC Pressi Taylor & Francis Group, 2020.
  • A. Pandıkumar, P. Rameshkumar, Nanostructured, Functional, and Flexible Materıals For Energy Conversion and Storage Systems, Elsevier Netherlands, 2020.
  • Yang P., The Chemistry of Nanostructured Materials vol.2, World Scientific, 2011.
  • Broz, P., Polymer-Based Nanostructures, Springer, 2009.
  • Göser, K., Glösekötter, P., Dienstuhl, J., Nanoelectronics and Nanosystems: From Transistors to Molecular And Quantum Devices, New York Sprınger, 2004.
  • Wang D., Cao G. “Nanomaterials for Energy Conversion and Storage” World Scientific Europe, 2017.
  • A. V. Kolobov, J. Tominaga, Two-Dimensional Transition-Metal Dichalcogenides, Springer International Publishing, 2016.
  • Naguib, M.; Mochalin, V.N.; Barsoum, M.W.; Gogotsi, Y. (2011). "25th Anniversary Article: MXenes: A New Family of Two-Dimensional Materials". Advanced Materials. 26 (7): 992–1005.
  • S.i Rajendran, A. Mukherjee vd., Nanotoxicity Prevention and Antibacterial Applications of Nanomaterials, Elsevier Netherlands, 2020.
  • Ders notları.
Opsiyonel Program BileşenleriYok

Ders Öğrenim Çıktıları

  1. Nanobilim ve kimya ile ilgili konularda bağımsız olarak düşünme yeteneğini kullanabilir.
  2. Nanoyapılı malzemeler alanında yeni ve gelişmekte olan uygulamalar hakkında farkındalık; gerektiğinde bunları inceleme ve öğrenebilme becerisi kazanır.
  3. Nanobilim alanına yenilik getiren, yeni bir düşünce, yöntem, tasarım ve/veya uygulama geliştirebilir ve farklı bir alana uygulayabilir.
  4. Nanoyapılı malzemeler ile ilgili çalışmalarının süreç ve sonuçlarını, o alandaki veya dışındaki ulusal ve uluslar arası ortamlarda sistematik ve açık bir şekilde yazılı ya da sözlü olarak aktarabilir.
  5. Modern kimya prensipleri kavrayarak nanobilim alanıyla bağdaştırabilir.

Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları

HaftaKonularÖn Hazırlık
1Nanoyapıların kimyasına giriş, nanomalzemelerin çeşitleri, arayüz ve yüzeyi, temel özellikleri Kitaplar, web siteleri, literatür kaynaklarından ilgili üniteler, kaynak 1, 4
2Nanoyapılı malzemeler; imalatı, karakterizasyon teknikleri, etkileşimleri, nanokristaller, nanopartiküller, nanofiberler, nanokompozitler, nanoplateletlerKitaplar, web siteleri, literatür kaynaklarından ilgili üniteler, kaynak 1, 2
3Karbon nanomalzemeler; sınıflandırılması, reaksiyonları ve kullanım alanları, Karbon nanodot, Nanoelmas, Nanogözenekli karbon yapılarKitaplar, web siteleri, literatür kaynaklarından ilgili üniteler, kaynak 1, 2
4Tek ve 2D boyutlu yarı iletkenler ve oksit nanoyapılar; Grafen, grafen oksit, grafen kuantum dot yapılar; sentezleri, fonksiyonlandırılması ve kullanım alanlarıKitaplar, web siteleri, literatür kaynaklarından ilgili üniteler, kaynak 2, 3, 7.
5Bor nitrür nanoparçacıklar, metal oksit nanomalzemeler. Nanokompozit malzemeler; özellikleri, uygulamalarıKitaplar, web siteleri, literatür kaynaklarından ilgili üniteler, kaynak 2, 4.
6Elektroaktif polimer nanoyapıların elektrokimyasal biriktirilmesi, sıralı ve kendiliğinden oluşan polimerik nanoyapılar, “core-shell” nanoyapılarKitaplar, web siteleri, literatür kaynaklarından ilgili üniteler, kaynak 3, 5, 6.
7Nanoenerji; batarya ve enerji depolama sistemlerinde için nanoyapılı elektrot malzemeleri, hidrojen enerjisi, güneş pilleri, batarya ve süperkapasitörlerde uygulamalarıKitaplar, web siteleri, literatür kaynaklarından ilgili üniteler, kaynak 2, 3, 5, 6, 7.
8Ara Sınav 1
9Manyetik nanoyapılı materyaller, elektronik ve elektro-optik moleküler malzemeler ve araçlar, nanosensörlerKitaplar, web siteleri, literatür kaynaklarından ilgili üniteler, kaynak 2, 3, 7.
10Anorganik yarıiletken nanoyapılar, Kovalent ve metal organik çerçeve yapıları (MOF), inorganik nanomalzemelerin prosesleri, özellikleri ve uygulamaları Kitaplar, web siteleri, literatür kaynaklarından ilgili üniteler, kaynak 3, 11.
11Geçiş metali dikalkojenitler (TMDC'ler), 2D inorganik bileşikler (MXenes), nano katmanlar, özellikleri, spintronic ve diğer uygulamalarıKitaplar, web siteleri, literatür kaynaklarından ilgili üniteler, kaynak 8, 9.
12Nanobiyoteknolojik malzemeler ve uygulamaları, kendiliğinden oluşan nanoyapıdaki moleküler malzemeler ve cihazlar Kitaplar, web siteleri, literatür kaynaklarından ilgili üniteler, kaynak 3,4,9,11.
13Çok fonksiyonlu hibrit nanomalzemeler, çeşitleri, üretim, karakterizasyon teknikleri, uygulamaları, nanoyapılarda çevre ve toksikolojiKitaplar, web siteleri, literatür kaynaklarından ilgili üniteler, kaynak 2, 4, 10,11.
14Nanoyapılar: önümüzdeki yol, Güncel literatür örnekleri, SunumKonu ile ilgili literatür araştırması ve sunum hazırlanması
15Final

Değerlendirme Sistemi

EtkinliklerSayıKatkı Payı
Devam/Katılım14
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Derse Özgü Staj
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Ödev210
Sunum/Jüri
Projeler
Seminer/Workshop120
Ara Sınavlar130
Final140
Dönem İçi Çalışmaların Başarı Notuna Katkısı
Final Sınavının Başarı Notuna Katkısı
TOPLAM100

AKTS İşyükü Tablosu

EtkinliklerSayıSüresi (Saat)Toplam İşyükü
Ders Saati143
Laboratuar
Uygulama13
Arazi Çalışması
Sınıf Dışı Ders Çalışması144
Derse Özgü Staj
Ödev28
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Projeler
Sunum / Seminer115
Ara Sınavlar (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)110
Final (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)115
Toplam İşyükü :
Toplam İşyükü / 30(s) :
AKTS Kredisi :
Diğer NotlarNanomalzemeler Kimyası multidisipliner bir içeriğe sahiptir. Enerji, biyoteknoloji, savunma sanayi, enerji depolama, suların temizlnemesi, inşaat mühendisliği, metalurji ve malzme mühendisliği, çevre mühendisliği, kimya mühendisliği, biyomühendislik gibi birçok öğrenci için nanomalzemelere ilgi duyan ve bu konuda çalışmak isteyenler için uygundur.