Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Kompozyty w technice i medycynie
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
CIM-2-103-BK-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Biomateriały i kompozyty
Kierunek:
Inżynieria Materiałowa
Semestr:
1
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
prof. dr hab. inż. Chłopek Jan (chlopek@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr inż. Gryń Karol (kgryn@agh.edu.pl)
dr hab. inż. Szaraniec Barbara (szaran@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Kurs ma na celu rozszerzenie i rozwinięcie wiedzy z obszaru szeroko pojętych materiałów kompozytowych ze szczególnym uwzględnieniem cech materiałowych innych niż wyłącznie właściwości mechaniczne.

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 posiada poszerzoną wiedzę z zakresu materiałów kompozytowych o osnowach metalicznych, ceramicznych i polimerowych, zna podstawowe trendy w rozwoju nowoczesnych materiałów kompozytowych dla medycyny i techniki, zna podstawowe czynniki decydujące o doborze materiałów do konkretnej dziedziny medycyny i techniki zgodnie z ich przeznaczeniem. IM2A_W14, IM2A_W15, IM2A_W06, IM2A_W07 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Prezentacja,
Udział w dyskusji,
Wynik testu zaliczeniowego
M_W002 posiada poszerzoną wiedzę w zakresie projektowania, doboru surowców i wzajemnych relacji między strukturą, mikrostrukturą i właściwościami materiałów kompozytowych IM2A_W03, IM2A_W14, IM2A_W06, IM2A_W07 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Prezentacja,
Wynik testu zaliczeniowego,
Udział w dyskusji
M_W003 zna podstawowe uwarunkowania konstrukcyjno-materiałowe wyrobów kompozytowych stosowanych w chirurgii kostnej, w chirurgii miękkiej, neurochirurgii, kardiochirurgii, chirurgii naczyniowej, w zaopatrzeniu ortopedycznym i sprzęcie rehabilitacyjnym, w przemyśle samochodowym, w lotnictwie i w budownictwie. IM2A_W03, IM2A_W06, IM2A_W07 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Udział w dyskusji,
Prezentacja,
Wynik testu zaliczeniowego
M_W004 posiada wiedzę na temat pozyskiwania i przygotowania projektów badawczych uczelniano-przemysłowych oraz możliwości wdrożeń nowych rozwiązań materiałowych i technologicznych IM2A_W15, IM2A_W06 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Prezentacja,
Udział w dyskusji,
Wynik testu zaliczeniowego
M_W005 rozumie znaczenie i potrzebę wdrażania zaawansowanych konstrukcji kompozytowych oraz współpracy na płaszczyźnie nauka-przemysł IM2A_K05 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Prezentacja,
Udział w dyskusji,
Wynik testu zaliczeniowego
Umiejętności
M_U001 potrafi wytypować i zaprojektować materiał kompozytowy dla określonej funkcji w medycynie i technice IM2A_U13, IM2A_U09 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Prezentacja,
Udział w dyskusji,
Wynik testu zaliczeniowego
M_U002 potrafi łączyć zagadnienia dotyczące właściwości mechanicznych, cieplnych, elektrycznych, trybologicznych, magnetycznych i biologicznych z konkretnymi materiałami, uwzględniając zapotrzebowanie i dostępność surowców oraz technologie IM2A_U17, IM2A_U09, IM2A_U15 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Prezentacja,
Udział w dyskusji,
Wynik testu zaliczeniowego
Kompetencje społeczne
M_K001 ma świadomość zagrożeń wynikających z produkcji, stosowania i utylizacji materiałów kompozytowych IM2A_K03, IM2A_K01, IM2A_K06 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Prezentacja,
Udział w dyskusji,
Wynik testu zaliczeniowego
M_K002 rozumie znaczenie i potrzebę wdrażania zaawansowanych konstrukcji kompozytowych oraz współpracy na płaszczyźnie nauka-przemysł IM2A_K05 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Prezentacja,
Udział w dyskusji,
Wynik testu zaliczeniowego
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 posiada poszerzoną wiedzę z zakresu materiałów kompozytowych o osnowach metalicznych, ceramicznych i polimerowych, zna podstawowe trendy w rozwoju nowoczesnych materiałów kompozytowych dla medycyny i techniki, zna podstawowe czynniki decydujące o doborze materiałów do konkretnej dziedziny medycyny i techniki zgodnie z ich przeznaczeniem. + - - - - + - - - - -
M_W002 posiada poszerzoną wiedzę w zakresie projektowania, doboru surowców i wzajemnych relacji między strukturą, mikrostrukturą i właściwościami materiałów kompozytowych + - - - - + - - - - -
M_W003 zna podstawowe uwarunkowania konstrukcyjno-materiałowe wyrobów kompozytowych stosowanych w chirurgii kostnej, w chirurgii miękkiej, neurochirurgii, kardiochirurgii, chirurgii naczyniowej, w zaopatrzeniu ortopedycznym i sprzęcie rehabilitacyjnym, w przemyśle samochodowym, w lotnictwie i w budownictwie. + - - - - + - - - - -
M_W004 posiada wiedzę na temat pozyskiwania i przygotowania projektów badawczych uczelniano-przemysłowych oraz możliwości wdrożeń nowych rozwiązań materiałowych i technologicznych + - - - - + - - - - -
M_W005 rozumie znaczenie i potrzebę wdrażania zaawansowanych konstrukcji kompozytowych oraz współpracy na płaszczyźnie nauka-przemysł + - - - - + - - - - -
Umiejętności
M_U001 potrafi wytypować i zaprojektować materiał kompozytowy dla określonej funkcji w medycynie i technice - - - - - + - - - - -
M_U002 potrafi łączyć zagadnienia dotyczące właściwości mechanicznych, cieplnych, elektrycznych, trybologicznych, magnetycznych i biologicznych z konkretnymi materiałami, uwzględniając zapotrzebowanie i dostępność surowców oraz technologie - - - - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 ma świadomość zagrożeń wynikających z produkcji, stosowania i utylizacji materiałów kompozytowych + - - - - + - - - - -
M_K002 rozumie znaczenie i potrzebę wdrażania zaawansowanych konstrukcji kompozytowych oraz współpracy na płaszczyźnie nauka-przemysł + - - - - + - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

Wykłady z udziałem specjalistów lekarzy i producentów materiałów kompozytowych. Wykład ma na celu przedstawienie tendencji rozwoju tych grup materiałowych, nowych rozwiązań technologicznych dotyczących materiałów kompozytowych, problemów wytwórczych, badawczych, możliwości wdrożeń, marketingu wyrobów gotowych, przygotowania projektów badawczych uczelniano-przemysłowych przede wszystkim małych firm oraz możliwości zatrudnienia w obszarze kompozytów.
Tematyka wykładów:
1. Materiały kompozytowe w chirurgii kostnej (stomatologii, ortopedii)
2. Materiały kompozytowe w chirurgii miękkiej (więzadła, mięśnie, ścięgna)
3. Kompozyty w neurochirurgii, kardiochirurgii i chirurgii naczyniowej
4. Kompozyty w nowoczesnym zaopatrzeniu ortopedycznym i sprzęcie rehabilitacyjnym – funkcja biomechaniczna
5. Kompozyty w przemyśle samochodowym
6. Kompozyty w lotnictwie
7. Kompozyty dla budownictwa

Zajęcia seminaryjne:

Modyfikacja właściwości mechanicznych, elektrycznych, magnetycznych i biologicznych kompozytów.
Materiały kompozytowe o podwyższonej odporności na ścieranie.
Kompozyty z surowców odnawialnych.
Kompozyty w wyposażeniu sali operacyjnej (narzędzia, elementy aparatury medycznej).
Zaopatrzenie ortopedyczne-gorsety ortopedyczne, aparaty ortopedyczne (ortezy), zaopatrzenie ortopedyczne stopy, sprzęt rehabilitacyjny.
Implanty stomatologiczne, implanty uszne, implanty krtani i tchawicy
Materiały na biosensory – działanie biosensorów

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 60 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Przygotowanie do zajęć 14 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Udział w wykładach 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 14 godz
Udział w zajęciach seminaryjnych 15 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Warunki zaliczenia seminarium:
1. Kolokwia
2. Prasówka (nowe materiały, nowe konstrukcje)
3. Dyskusja, aktywność
OK=(0,5*KZ)+(0,5*S)
K Z– ocena z kolokwium zaliczeniowego
S – ocena z zajęć seminaryjnych
KZ, S – oceny uzyskane w pierwszym terminie lub średnia arytmetyczna z ocen uzyskanych we wszystkich terminach

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Seminarium:
1. Przygotowanie projektu wyrobu z materiału kompozytowego uwzględniającego inżynierską strategię postępowania tj. przeprowadzenie procedury od określenia i zidentyfikowania problemu naukowego, poprzez analizę źródeł literaturowych, dobór odpowiednich materiałów, propozycję prototypowej konstrukcji oraz testów weryfikacyjnych.
2. Przedstawienie projektu w formie prezentacji mutimedialnej.
3. Dyskusje nad przedstawionymi projektami, uwagi i komentarze.
3. Końcowe kolokwium zaliczeniowe. Tematyka zrealizowana podczas wykładów i seminariów.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Literatura
1. K.Konsztowicz, Kompozyty wzmacniane włóknami. Podstawy Technologii, Wyd AGH, 1983
2. L. Nicolais Composite Materials, Springer 2011
3. D. Gay, S. V.Hoa, Composite materials, design and applications, Taylor and Francis Group, 2007
3. L. A. Dobrzański, Materiały inżynierskie i projektowanie materiałowe, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa 2006

Czasopisma
1. Biomaterials
2. Journal of Materials Science – Materials in Medicine
3. Journal of Biomedical Materials Research
4. Journal of Biomaterials Applications
5. Journal of Biomaterials Science
6. Journal of Applied Biomaterials & Biomechanics
7. Engineering of Biomaterials/Inżynieria Biomateriałów
8. Acta of Bioengineering and Biomechanics
9. Acta Biomaterialia
10. Bio-medical Materials and Engineering
11. Biomedical Materials
12. Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications
13.Dental Materials
14. Dental Materials Journal
15. Composites Theory and Practice
16. Journal of Composite Materials
17. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing
18. Composites Part B: Engineering
19. Composites Science and Technology
20. Applied Composite Materials
21. Polymer Composites

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Biokompozyty z surowców odnawialnych: praca zbiorowa / pod red. S. Kuciela i H. Rydarowskiego: Ocena trwałości w środowisku naturalnym — [Study of biocomposites durability in natural environment] / Barbara SZARANIEC, Anna MORAWSKA-CHOCHÓŁ — Kraków : Politechnika Krakowska, 2012

2. Influence of the intramedullary nail preparation method on nail’s mechanical properties and degradation rate / Anna MORAWSKA-CHOCHÓŁ, Jan CHŁOPEK, Barbara SZARANIEC, Patrycja DOMALIK-PYZIK, Ewa Balacha, Maciej Boguń, Rafael Kucharski // Materials Science and Engineering. C, Biomimetic Materials, Sensors and Systems ; ISSN 0928-4931. — 2015 vol. 51, s. 99–106

3. Biowchłanialne płytki zespalające dla weterynarii — Biodegradable fixation plates for veterinary medicine / Barbara SZARANIEC, Karol GRYŃ, Tomasz Szponder, Beata Żylińska // Inżynieria Biomateriałów – Engineering of Biomaterials 2014, 125, s. 30–36

4. Mechanical, biological and microstructural properties of biodegradable models of polymeric stents made of PLLA and alginate fibers / Magdalena Bartkowiak-Jowsa, Romuald Będziński, Barbara SZARANIEC, Jan CHŁOPEK // Acta of Bioengineering and Biomechanics — 2011 vol. 13 no. 4, s. 21–28

5. Wytrzymałość zmęczeniowa wielofunkcyjnej resorbowalnej płytki kompozytowej w symulowanych warunkach biologicznych — Fatigue strength tests of multifunctional resorbable composite plates in simulated biological conditions / Karol GRYŃ, Barbara SZARANIEC, Jan CHŁOPEK // Inżynieria Biomateriałów = Engineering of Biomaterials / Polskie Stowarzyszenie Biomateriałów ; ISSN 1429-7248. — 2018 vol. 21 no. 147, s. 21–30.

6. Badania biologiczne kompozytów polimerowych zawierających nanocząstki srebra — Biological studies of polymer composites containing silver nanoparticles / Magdalena ZIĄBKA, Michał DZIADEK, Karol GRYŃ, Karolina Klesiewicz, Elżbieta Menaszek // Acta Bio-Optica et Informatica Medica = Inżynieria Biomedyczna ; ISSN 1234-5563. — 2017 vol. 23 nr 2, s. 75–86

7. The influence of bioactive additives on polylactide accelerated degradation / Anna MORAWSKA-CHOCHÓŁ, Paulina Uszko, Barbara SZARANIEC, Karol GRYŃ, Jan CHŁOPEK // e-Polymers [Dokument elektroniczny]. — Czasopismo elektroniczne ; ISSN 1618-7229. — 2016 vol. 16 iss. 6, s. 475–480

Informacje dodatkowe:

Brak