Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Nowoczesne materiały i techniki w analityce
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
CIMT-2-315-MF-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Materiałowa
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. nadzw. dr hab. Migdalski Jan (migdal@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

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

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
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. Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Prezentacja,
Udział w dyskusji
M_W002 Zna nowoczesne materiały (także z grup nanomateriałów) i zasady ich prawidłowego stosowania w analityce, np. w konstrukcjach bezobsługowych czujników chemicznych Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Odpowiedź ustna,
Prezentacja,
Udział w dyskusji
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). Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Odpowiedź ustna,
Prezentacja,
Udział w dyskusji
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi dobrać optymalną technikę pomiarową do stosowanego czujnika, dobrać optymlne procedury pomiarowe oraz prawidłowo zinterpretować uzyskane wyniki. Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Odpowiedź ustna,
Prezentacja,
Udział w dyskusji
M_U002 Potrafi rozpoznać objawy wadliwego funkcjonowania sensora, wadliwego funkcjonowania instrumentu pomiarowego jak również problemy związane z niewłaściwym dopasowaniem instrumentu pomiarowego do wykorzystywanego sensora Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Odpowiedź ustna,
Prezentacja,
Udział w dyskusji
M_U003 Potrafi poprzez dobór materiałów receptorowych i/lub technik pomiarowych zminimalizować lub wyeliminować problemy pomiarowe związane ze składem matrycy analizowanej próbki. Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Odpowiedź ustna,
Prezentacja,
Udział w dyskusji
Kompetencje społeczne: jest gotów do
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. Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Odpowiedź ustna,
Prezentacja,
Udział w dyskusji
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
30 0 0 0 0 0 30 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
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). - - - - - + - - - - -
Umiejętności
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. - - - - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
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. - - - - - + - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 57 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 30 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 10 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Zajęcia seminaryjne (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.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Zajęcia seminaryjne: 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

Zasady udziału w zajęciach:
  • Zajęcia seminaryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
Sposób obliczania oceny końcowej:

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

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

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

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

- 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)

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

„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

Informacje dodatkowe:

Brak