Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Nowoczesne materiały i techniki w analityce
Course of study:
2019/2020
Code:
CIMT-2-315-MF-s
Faculty of:
Materials Science and Ceramics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Materials Science
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. nadzw. dr hab. Migdalski Jan (migdal@agh.edu.pl)
Module summary

Zapoznanie studentów z nowoczesnymi materiałami stosowanymi do konstrukcji sensorów chemicznych i biosensorów, jak również ze współczesnymi technikami pomiarowymi pozwalającymi polepszyć stosunek sygnału do szumu.. Poznanie metod eksperymentalnych wykorzystywanych w trakcie opracowywania nowych konstrukcji sensorów chemicznych i biosensorów oraz w trakcie ich testowania i praktycznego wykorzystania

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Rozumie ważność problemów związanych z opracowywaniem materiałów dedykowanych do zastosowań w konstrukcjach nowoczesnych bezobsługowych sensorów chemicznych oraz z aplikacją takich urządzeń w w systemach analizy procesowej i systemach monitoringu. Activity during classes,
Test,
Oral answer,
Presentation,
Participation in a discussion
Skills: he can
M_U001 Potrafi dobrać optymalną technikę pomiarową do stosowanego czujnika, dobrać optymlne procedury pomiarowe oraz prawidłowo zinterpretować uzyskane wyniki. Activity during classes,
Test,
Oral answer,
Presentation,
Participation in a discussion
M_U002 Potrafi rozpoznać objawy wadliwego funkcjonowania sensora, wadliwego funkcjonowania instrumentu pomiarowego jak również problemy związane z niewłaściwym dopasowaniem instrumentu pomiarowego do wykorzystywanego sensora Activity during classes,
Test,
Oral answer,
Presentation,
Participation in a discussion
M_U003 Potrafi poprzez dobór materiałów receptorowych i/lub technik pomiarowych zminimalizować lub wyeliminować problemy pomiarowe związane ze składem matrycy analizowanej próbki. Activity during classes,
Test,
Oral answer,
Presentation,
Participation in a discussion
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Zna zasady działania wybranych grup czujników chemicznych oraz wpływ różnorodnych czynników materiałowych i konstrukcyjnych jak również wpływ stosowanych technik pomiarowych na ich parametry metrologiczne takie jak selektywność, limit detekcji, czas odpowiedzi i inne. Activity during classes,
Test,
Presentation,
Participation in a discussion
M_W002 Zna nowoczesne materiały (także z grup nanomateriałów) i zasady ich prawidłowego stosowania w analityce, np. w konstrukcjach bezobsługowych czujników chemicznych Activity during classes,
Test,
Oral answer,
Presentation,
Participation in a discussion
M_W003 Zna różnorodne sposoby polepszania stosunku sygnału do szumu (poprzez modyfikacje konstrukcji czujnika, wykorzystanie nowo opracowywanych materiałów jak również poprzez modyfikacje stosowanych technik i procedur pomiarowych oraz procedur interpretacyjnych). Activity during classes,
Test,
Oral answer,
Presentation,
Participation in a discussion
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
30 0 0 0 0 0 30 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Rozumie ważność problemów związanych z opracowywaniem materiałów dedykowanych do zastosowań w konstrukcjach nowoczesnych bezobsługowych sensorów chemicznych oraz z aplikacją takich urządzeń w w systemach analizy procesowej i systemach monitoringu. - - - - - + - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi dobrać optymalną technikę pomiarową do stosowanego czujnika, dobrać optymlne procedury pomiarowe oraz prawidłowo zinterpretować uzyskane wyniki. - - - - - + - - - - -
M_U002 Potrafi rozpoznać objawy wadliwego funkcjonowania sensora, wadliwego funkcjonowania instrumentu pomiarowego jak również problemy związane z niewłaściwym dopasowaniem instrumentu pomiarowego do wykorzystywanego sensora - - - - - + - - - - -
M_U003 Potrafi poprzez dobór materiałów receptorowych i/lub technik pomiarowych zminimalizować lub wyeliminować problemy pomiarowe związane ze składem matrycy analizowanej próbki. - - - - - + - - - - -
Knowledge
M_W001 Zna zasady działania wybranych grup czujników chemicznych oraz wpływ różnorodnych czynników materiałowych i konstrukcyjnych jak również wpływ stosowanych technik pomiarowych na ich parametry metrologiczne takie jak selektywność, limit detekcji, czas odpowiedzi i inne. - - - - - + - - - - -
M_W002 Zna nowoczesne materiały (także z grup nanomateriałów) i zasady ich prawidłowego stosowania w analityce, np. w konstrukcjach bezobsługowych czujników chemicznych - - - - - + - - - - -
M_W003 Zna różnorodne sposoby polepszania stosunku sygnału do szumu (poprzez modyfikacje konstrukcji czujnika, wykorzystanie nowo opracowywanych materiałów jak również poprzez modyfikacje stosowanych technik i procedur pomiarowych oraz procedur interpretacyjnych). - - - - - + - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 57 h
Module ECTS credits 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 30 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 h
Realization of independently performed tasks 10 h
Examination or Final test 2 h
Module content
Seminar classes (30h):
|Nowoczesne materiały i techniki w analityce

Etap 1: Kontrola, uzupełnienie i poszerzenie wiadomości z zakresu chemii fizycznej, chemii organicznej i chemii analitycznej, (ze szczególnym uwzględnieniem metod elektrochemicznych) w stopniu umożliwiającym zrozumienie zasad budowy i funkcjonowania wybranych grup sensorów chemicznych. Uzupełnienie wiadomości z zakresu podstawowych technik i procedur pomiarowych oraz interpretacyjnych stosowanych w instrumentalnych metodach analizy chemicznej.

Etap 2, (realizowany głownie z wykorzystaniem wyselekcjonowanych prac z najnowszych czasopism naukowych): Omówienie aktualnych trendów w dziedzinie konstrukcji sensorów. Omówienie nowoczesnych materiałów wykorzystywanych w analityce,(np. materiałów z grup polimerów przewodzących, nanorurek węglowych, grafenu i jego pochodnych, wybranych nanomateriałów niewęglowych). Omówienie nowoczesnych technik i procedur pomiarowych oraz procedur interpretacyjnych stosowanych współcześnie do obróbki sygnałów sensorów chemicznych.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Seminar classes: Na zajęciach seminaryjnych podstawą jest prezentacja multimedialna oraz ustna prowadzona przez studentów. Kolejnym ważnym elementem kształcenia są odpowiedzi na powstałe pytania, a także dyskusja studentów nad prezentowanymi treściami.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Obecność i aktywność na zajęciach, przygotowanie i wygłoszenie prezentacji przygotowanej na podstawie najnowszych doniesień literaturowych, pozytywna ocena z kolokwium zaliczeniowego

Participation rules in classes:
  • Seminar classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci prezentują na forum grupy temat wskazany przez prowadzącego oraz uczestniczą w dyskusji nad tym tematem. Ocenie podlega zarówno wartość merytoryczna prezentacji, jak i tzw. kompetencje miękkie.
Method of calculating the final grade:

Na ocenę końcową składa się ocena z aktywności na zajęciach (20%) ocena z przygotowanej/przygotowanych prezentacji (40-50%) oraz ocena z kolokwium zaliczeniowego (30-40%)

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Ustalany indywidualnie

Prerequisites and additional requirements:

Zaliczone przedmioty kanonu – chemia nieorganiczna, chemia fizyczna, chemia organiczna, instrumentalne metody analizy.

Recommended literature and teaching resources:

- Adam Hulanicki „Współczesna chemia analityczna – wybrane zagadnienia”, Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 (lub wydanie późniejsze)
- Henryk Scholl, Tadeusz Błaszczyk, Paweł Krzyczmonik, Elektrochemia, Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź 1998 (lub wydanie późniejsze)
- Zbigniew Brzózka, Wojciech Wróblewski „Sensory chemiczne”, Oficyna wydawnicza Politechniki warszawskiej, Warszawa 1998 (lub wydanie późniejsze)
- A. Cygański „ Podstawy metod elektroanalitycznych.” PWN Warszawa 1995r.(lub wydanie późniejsze)
- Zbigniew Galus „Teoretyczne podstawy elektroanalizy chemicznej” , PWN Warszawa 1977 (lub wydanie późniejsze)
- Jiri Koryta, Jiri Dvorak, Vlasta Bohackowa, „Elektrochemia”, PWN, Warszawa 1980
(lub wydanie późniejsze)
- Bieżąca lektura publikacji w czasopismach naukowych takich jak: Analytical Chemistry, Analytica Chimica Acta, Electroanalysis, Talanta, Microchimica Acta, Electrochemistry Communications, Sensors&Actuators i innych.
Zalecana literatura uzupełniająca:
- A.J.Bard and L.R. Faulkner, „Electrochemical Methods, Fundamentals and application”, Wiley, New York 1980 (lub wydanie późniejsze)
- Christopher A.Brett, Ana Maria Oliveura Brett, „Electroanalysis” , Oxford University Press 1998 (lub wydanie późniejsze)
- Joseph Wang, „Analytical Electrochemistry” 1994 VCH Publisher, Inc, New York, Cambridge (lub wydanie późniejsze)

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

„Conducting polymer based ion-selective electrodes” – J.Migdalski, T.Błaż, A.Lewenstam, Anal. Chim. Acta, 322, 141, 1996. (106 cytowań wg. WoS)

“Multielectrode potentiometry in a one-drop sample”, T. Błaż, B. Baś, J. Kupis, J. Migdalski, A. Lewenstam, Electrochemistry Communications 34, 181–184, 2013

„Conducting polymers – mechanisms of cationic sensitivity and the methods of inducing thereof”, Migdalski J., Błaż T., Lewenstam A., Electrochimica Acta 133, 316-324, 2014

“Biomimetic membranes based on molecularly imprinted conducting polymers as a sensing element for determination of taurine”, Kupis-Rozmysłowicz J., Wagner M., Bobacka J., Lewenstam A., Migdalski J. Electrochimica Acta 188, 537–544, 2016.

“All-solid-state reference electrode with heterogeneous membrane”, T. Błaż, A. Lewenstam, J. Migdalski, Analytical Chemistry 89, 1068–1072, 2017

“Calibration free solid contact electrodes with two PVC based membranes” B. Bartoszewicz, S. Dąbrowska, A Lewenstam, Jan Migdalski, Sensors and Actuators B. Chemical 274, 268–273, 2018.

„A Breakthrough Application of a Cross-Linked Polystyrene Anion-Exchange Membrane for a Hydrogencarbonate Ion-Selective Electrode”, S. Dąbrowska, Jan Migdalski, A Lewenstam, Sensors 19(6), 1268, 2019

Additional information:

None