Datos Identificativos 2022/23
Asignatura (*) Síntesis y Preparación de Nanomateriales Código 610G04020
Titulación
Grao en Nanociencia e Nanotecnoloxía
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Grado 2º cuatrimestre
Segundo Obligatoria 6
Idioma
Castellano
Gallego
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Química
Coordinador/a
Castro Garcia, Socorro
Correo electrónico
socorro.castro.garcia@udc.es
Profesorado
Bermúdez García, Juan Manuel
Castro Garcia, Socorro
Mosquera Mosquera, Jesús
Sanchez Andujar, Manuel
Correo electrónico
j.bermudez@udc.es
socorro.castro.garcia@udc.es
j.mosquera1@udc.es
m.andujar@udc.es
Web http://https://campusvirtual.udc.gal/login/index.php
Descripción general DESCRICIÓN: Comprensión das estratexias sintéticas fundamentais para a preparación de nanomateriais e o uso dalgunhas técnicas básicas para a súa caracterización. CONTEXTO: a materia enmárcase no cuarto semestre do Grao en Nanociencia e Nanotecnoloxía, cando xa se cursaron materias que proporcionan coñecementos básicos sobre estrutura e enlace, equilibrio químico, química de elementos, cristalografía, técnicas básicas de laboratorio e difracción de raios X (entre outros), que serven de base para esta materia. Á súa vez, esta materia serve como base para profundar na caracterización, reactividade e estudo das propiedades e aplicacións dos nanomateriais en cursos posteriores.

Competencias del título
Código Competencias del título
A3 CE3 - Reconocer y analizar problemas físicos, químicos, matemáticos, biológicos en el ámbito de la Nanociencia y Nanotecnología, así como plantear respuestas o trabajos adecuados para su resolución, incluyendo el uso de fuentes bibliográficas.
A4 CE4 - Desarrollar trabajos de síntesis y preparación, caracterización y estudio de las propiedades de materiales en la nanoescala.
A5 CE5 - Conocer los rasgos estructurales de los nanomateriales, incluyendo las principales técnicas para su identificación y caracterización
A6 CE6 - Manipular instrumentación y material propios de laboratorios para ensayos físicos, químicos y biológicos en el estudio y análisis de fenómenos en la nanoescala.
A8 CE8 - Aplicar las normas generales de seguridad y funcionamiento de un laboratorio y las normativas específicas para la manipulación de la instrumentación y de los productos y nanomateriales.
B3 CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética
B5 CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía
B8 CG3 - Aplicar un pensamiento crítico, lógico y creativo.
B9 CG4 - Trabajar de forma autónoma con iniciativa.
B10 CG5 - Trabajar de forma colaborativa.
C3 CT3 - Utilizar las herramientas básicas de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) necesarias para el ejercicio de su profesión y para el aprendizaje a lo largo de su vida
C6 CT6 - Adquirir habilidades para la vida y hábitos, rutinas y estilos de vida saludables
C7 CT7 - Desarrollar la capacidad de trabajar en equipos interdisciplinares o transdisciplinares, para ofrecer propuestas que contribuyan a un desarrollo sostenible ambiental, económico, político y social.
C8 CT8 - Valorar la importancia que tiene la investigación, la innovación y el desarrollo tecnológico en el avance socioeconómico y cultural de la sociedad
C9 CT9 - Tener la capacidad de gestionar tiempos y recursos: desarrollar planes, priorizar actividades, identificar las críticas, establecer plazos y cumplirlos

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
Reconocer los diferentes tipos de materiales y las estrategias básicas para su síntesis. A3
B3
B5
B8
C3
C8
Reconocer los aspectos de las leyes físicas que predominan en el comportamiento de sistemas de dimensiones nanométricas. A3
A5
B3
B5
B8
C3
C8
Planificar, diseñar y desarrollar métodos para la síntesis de nanopartículas y nanomateriales, en función de las propiedades deseadas A4
A6
A8
B8
B9
B10
C6
C7
C9
Reconocer y analizar problemas asociados a la síntesis de nanomateriales y plantear estrategias para solucionarlos. A5
B8
B9
B10
C3
C6
C7
C9
Comprender la necesidad de uso de un laboratorio de ambiente controlado (sala blanca). A6
A8
B5
C6

Contenidos
Tema Subtema
Clasificación de materiales Clasificación de materiales
Técnicas de síntesis y preparación de nanomateriales Fundamentos de la síntesis de nanomateriales mediante técnicas top-down y bottom-up. Aspectos generales: nucleación y crecimiento; estabilidad. Uso de laboratorios de ambiente controlado (sala blanca).
Principales métodos de síntesis de nanopartículas, nanoestructuras de carbono, superficies nanoestructuradas, materiales mesoporosos, otros.
Caracterización básica de nanomateriales Difracción de RX en polvo cristalino.
Métodos térmicos (análisis termogravimétrico y termodiferencial).
Microscopía electrónica (de transmisión y de barrido).
Medida del tamaño de partículas y potencial Z Fundamentos de la técnica de Dispersión de Luz Dinámica (Dynamic Ligth Scattrering, DLS).
Fundamentos de la medida de Potencial zeta.
PREPARACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE VARIOS NANOMATERIALES Selección del método de síntesis, en base a las características del material a preparar.
Selección de las condiciones y materiales necesarios para la síntesis (reactivos, cálculos previos, material, montajes...).
Evaluación de los riesgos asociados al experimento y su prevención.
Procedimiento experimental de síntesis.
Selección y/o manejo de técnicas instrumentales básicas para su caracterización.
Interpretación de los resultados de la caracterización.
Elaboración del cuaderno de laboratorio.
Elaboración y presentación del informe final.

Planificación
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Actividades iniciales A3 C6 C8 1 0 1
Sesión magistral A3 A5 B5 B8 C6 C8 10 22 32
Prácticas de laboratorio A3 A4 A5 A6 A8 B3 B8 B9 B10 C7 C9 44 5 49
Trabajos tutelados A3 A5 B3 B5 B8 B9 C3 C8 1 35 36
Resumen B3 B8 B9 C3 0 20 20
Presentación oral B3 B5 B8 B9 B10 C3 C7 C9 2 8 10
 
Atención personalizada 2 0 2
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Actividades iniciales Presentación de la materia: metodología a seguir y contextualización en el Grado de Nanociencia y Nanotecnología.
Sesión magistral Sesiones previas a las prácticas de laboratorio. Sirven para introducir las nociones básicas necesarias para la comprensión de las estrategias de síntesis y caracterización que se llevarán a cabo en el laboratorio. Consisten en exposiciones orales del profesorado, interactivas, con continuo intercambio de ideas entre profesorado y alumnado.
Abarcan los cuatro primeros temas del apartado "Contenidos".
Prácticas de laboratorio Trabajo en el laboratorio, individual, de síntesis y caracterización de varios nanomateriales (entre 2 y 4), bajo la tutela y supervisión del profesorado.
Abarca el último tema del apartado “Contenidos".
Trabajos tutelados Previos al trabajo de laboratorio. Preparación individual, y dirigida, mediante revisión bibliográfica, del trabajo que se realizará en el laboratorio.
Resumen Posterior al trabajo de laboratorio. Cuaderno de laboratorio y breve informe de cada una de las prácticas. Se entregarán de manera individual al finalizar las prácticas, y serán corregidos y evaluados.
Presentación oral Posterior al trabajo de laboratorio. Sesión grupal en la que se presentará de manera individual, y se debatirá en grupo, el trabajo realizado en las prácticas de laboratorio.

Atención personalizada
Metodologías
Trabajos tutelados
Descripción
La fase de PRÁCTICAS DE LABORATORIO incluye varias sesiones de atención personalizada:
i) Sesión para ORIENTAR en la preparación del trabajo experimental (a petición de cada estudiante, si se necesita, y con la duración necesaria, según cada caso).
ii) Sesión obligatoria, inmediatamente anterior al comienzo de las prácticas de laboratorio, para EVALUAR el grado de comprensión por parte de cada estudiante del trabajo experimental que va a realizar (ha de alcanzar un mínimo para poder comenzar dicho trabajo experimental).
iii) Sesión obligatoria, al finalizar las prácticas de laboratorio, para EVALUAR el trabajo realizado y ORIENTAR sobre las posibles carencias en la formación lograda

Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Prácticas de laboratorio A3 A4 A5 A6 A8 B3 B8 B9 B10 C7 C9 La evaluación de la PARTE EXPERIMENTAL de la asignatura supone el 100 % de la calificación final. Incluye las siguientes metodologías:
PRÁCTICAS DE LABORATORIO: El trabajo experimental: planificación, organización, destreza, seguridad y resultados de la síntesis y caracterización. Evaluados durante las sesiones en el laboratorio.
TRABAJOS TUTELADOS: El grado de preparación previa de las prácticas y la interpretación de los resultados y las conclusiones extraídos de las mismas. Evaluados mediante entrevistas personales.
PRESENTACIÓN ORAL: La presentación oral, en una sesión grupal en la que se presentará de manera individual, y se debatirá en grupo, el trabajo realizado en las prácticas de laboratorio.
RESUMEN: Cuaderno del laboratorio e informes de cada una de las prácticas.
20
Presentación oral B3 B5 B8 B9 B10 C3 C7 C9 (Metodología incluída en la PARTE EXPERIMENTAL) 15
Trabajos tutelados A3 A5 B3 B5 B8 B9 C3 C8 (Metodología incluída en la PARTE EXPERIMENTAL) 35
Resumen B3 B8 B9 C3 (Metodología incluída en la PARTE EXPERIMENTAL) 30
 
Observaciones evaluación

La asistencia a todas las actividades presenciales es obligatoria.

PRIMERA OPORTUNIDAD:

La puntuación máxima es 10 puntos.

Se requiere un mínimo de 5 puntos (en total) para aprobar la materia.

Se precisa un mínimo de 4 sobre 10 puntos en cada una de las partes evaluables para aprobar la materia (de no alcanzarse dicho mínimo en alguna de las partes, la calificación global será “suspenso”, con la puntuación numérica alcanzada, hasta un máximo de 4,5).

Si se llega a comenzar el trabajo presencial de prácticas de laboratorio, se da por comenzado el proceso de evaluación y la calificación no podrá ser "no presentado".

SEGUNDA OPORTUNIDAD:

La puntuación máxima es 10 puntos.

Se requiere un mínimo de 5 puntos (en total) para aprobar la materia.

Se realiza una PRUEBA MIXTA (que computa un máximo de 2,5 puntos sobre 10), y una PRUEBA PRÁCTICA DE LABORATORIO (que computa un máximo de 7,5 puntos sobre 10).

Si se obtuvo un mínimo de 4 puntos en la primera oportunidad, se está exento de realizar la PRUEBA PRÁCTICA DE LABORATORIO en la segunda oportunidad.

Es necesario haber realizado las "Prácticas de Laboratorio" durante el curso para poder recuperar la PRUEBA PRÁCTICA DE LABORATORIO en la segunda oportunidad.

La PRUEBA PRÁCTICA DE LABORATORIO consiste en la preparación y ejecución de una práctica de laboratorio, siguiendo los mismos criterios detallados en el apartado "Metodología", pero la preparación previa no será tutorizada. Si la preparación previa se realiza de manera inadecuada, la calificación será "suspenso" antes de comenzar el trabajo experimental.

Sólo se podrá optar a la Matrícula de Honor en la segunda oportunidad si el número máximo de MH para el correspondiente curso no se hubiese agotado en la primera oportunidad.

EN SUCESIVOS CURSOS ACADÉMICOS:

El proceso enseñanza-aprendizaje (incluida la evaluación) se refiere a un curso académico y, por lo tanto, vuelve a comenzar con un nuevo curso académico, incluyendo todas las actividades y procedimientos de evaluación que se programen para el nuevo curso.

RECONOCIMIENTO DE DEDICACIÓN A TIEMPO PARCIAL y DISPENSA ACADÉMICA DE EXENCIÓN DE ASISTENCIA: Tanto para la primera como para la segunda oportunidades, para los estudiantes en esta situación:

La PARTE EXPERIMENTAL (Prácticas de laboratorio, Trabajos tutelados, Resumen y Presentación oral) es obligatoria, y computa como para el alumnado con dedicación total.

Están exentos de asistencia a las clases de “docencia expositiva”.

IMPORTANTE: “A realización fraudulenta dalgún exercicio ou proba esixida para a avaliación dunha materia implicará a cualificación de suspenso na convocatoria correspondente” (Artigo 35.1 do Estatuto do Estudantado da UDC).


Fuentes de información
Básica Geoffrey Ozin, Andre Arsenault, Ludovico Cademartiri (2008). Nanochemistry: A Chemical Approach to Nanomaterials.. London: Royal Society of Chemistry
Dieter Vollath (2013). Nanomaterials: an introduction to synthesis, properties and applications. Berlin: Wiley.VCH
Guozhong Cao, Ying Wang (2004). Nanostructures and Nanomaterials: Synthesis, Properties and Applications. Singapore: World Scientific

- G. Cao (2004) Nanostructures and Nanomaterials: Synthesis, Properties and Applications

- G. A. Ozin (2008). Nanochemistry: A Chemical Approach to Nanomaterials. Royal Society of Chemistry

- D. Vollath (2013). Nanomaterials: an introduction to synthesis, properties and applications. Wiley-VCH

- Kenneth J. Klabunde (2009). Nanoscale materials in chemistry. Wiley-Interscience.

https://onlinelibrary-wiley-com.accedys.udc.es/doi/book/10.1002/9780470523674

Complementária K.T. Ramesh (2009). Nanomaterials: Mechanics and Mechanisms. Berlin: Springer-Verlag
S. K. Kulkarni (2015). Nanotechnology: principles and practices. Berlin: Springer
C.N.R. Rao (1997). New Directions in Solid State Chemistry. Cambrdge: Cambridge University Press
Anthony R. West (2014). Solid State Chemistry and its Applications. Berlin: Wiley.VCH
Ulrich Schubert, Nicola Hüsing (2004). Synthesis of inorganic materials. Berlin: Springer-Verlag

- A.R. West (2014). Solid State Chemistry and its Applications. Wiley-VCH

- C. N. R. Rao, Chintamani Nagesa Ramachandra Rao (1997). New Directions in Solid State Chemistry. Cambridge UniversityPress

- U. Schubert, N. Hüsing (2004). Synthesis of Inorganic Materials. Wiley-VCH

- K. T. Ramesh (2009). Nanomaterials: Mechanics and Mechanisms. Springer-Verlag


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
Análisis Instrumental/610G04014
Química de los Elementos/610G04011
Química: Equilibrio y Cambio/610G04008
Química: Enlace y Estructura/610G04005
Cristalografía y Simetría/610G04006
Laboratorio Básico Integrado/610G04004

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente
Termodinámica: Equilibrio y Fases/610G04018
Espectroscopía/610G04017

Asignaturas que continúan el temario
Técnicas de Caracterización de Nanomateriales 2/610G04030
Técnicas de Caracterización de Nanomateriales 1/610G04025
Química Supramolecular/610G04027
Polímeros/610G04028
Ciencia de Superficies/610G04021
Estado Sólido/610G04022

Otros comentarios
Para garantizar las condiciones de seguidad en el laboratorio, durante el desarrollo de la materia se utilizará un "cuaderno de laboratorio" preferiblemente en formato físico. No obstante, la entrega de trabajos se podrá hacer en soprote informático.


(*) La Guía Docente es el documento donde se visualiza la propuesta académica de la UDC. Este documento es público y no se puede modificar, salvo cosas excepcionales bajo la revisión del órgano competente de acuerdo a la normativa vigente que establece el proceso de elaboración de guías