Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Techniki inżynierii powierzchni
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
NMTN-1-612-s
Wydział:
Metali Nieżelaznych
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Materiały i Technologie Metali Nieżelaznych
Semestr:
6
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. dr hab. inż. Jaworska Lucyna (ljaw@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Na wykładach omawiane będą techniki modyfikacji i badań warswy wierzchniej wyrobów przeznaczonych do zastosowań biologicznych, w medycynie i do celów antybakteryjnych i mykologicznych.

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 Posiada ogólną wiedzę z zakresu fizyki i chemii niezbędną do zrozumienia technik produkcyjnych i technologii związanych z inżynierią powierzchni i modyfikacją warstwy wierzchniej zwłaszcza wyrobów przeznaczonych do zastosowań w medycynie. MTN1A_W01 Egzamin
M_W002 Posiada wiedzę w zakresie projektowania procesów kształtowania warstwy wierzchniej wyrobów otrzymywanych metodami metalurgicznymi do zastosowań biologicznych. MTN1A_W02 Egzamin
M_W003 Posiada podstawową wiedzę w zakresie metodologii i technik wykorzystywanych w badaniach materiałowych MTN1A_W04 Sprawozdanie
Umiejętności: potrafi
M_U001 Zdobytą wiedzę potrafi wykorzystać do rozwiązywania problemów inżynierskich zwiazanych z technikami i technologiami wytwarzania powłok i innych technologii modyfikacji warstwy wierzchniej. MTN1A_U01 Projekt
M_U002 Posiada umiejętność wykorzystania zaawansowanych technik informacyjno-komunikacyjnych do rozwiązywania problemów inżynierskich w zakresie technologii wytwarzania powłok i innych technik modyfikacji warstwy wierzchniej. MTN1A_U05 Prezentacja
M_U003 Potrafi posługować się aparaturą pomiarową i badawczą podczas badań laboratoryjnych, a także ma umiejętność oceny przydatności poszczególnych metod badawczych do określania struktury i właściwości powłok i warstwy materiałów. MTN1A_U03 Sprawozdanie
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Jest gotów do nawiązywania współpracy ze specjalistami oraz z grupami eksperckimi w przypadku problemów technicznych i organizacyjnych w miejscu pracy MTN1A_K01 Aktywność na zajęciach
M_K002 Wykazuje dużą aktywność społeczną i jest gotów do rozwiązań kompromisowych bazując na swojej wiedzy i intuicji MTN1A_K02 Aktywność na zajęciach
M_K003 Rozumie potrzebę przestrzegania zasad etyki zawodowej, podtrzymuje i przekazuje tradycje Akademii Górniczo-Hutniczej i Wydziału Metali Nieżelaznych w kraju i na świecie MTN1A_K03 Aktywność na zajęciach
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
75 30 0 15 30 0 0 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 Posiada ogólną wiedzę z zakresu fizyki i chemii niezbędną do zrozumienia technik produkcyjnych i technologii związanych z inżynierią powierzchni i modyfikacją warstwy wierzchniej zwłaszcza wyrobów przeznaczonych do zastosowań w medycynie. + - - - - - - - - - -
M_W002 Posiada wiedzę w zakresie projektowania procesów kształtowania warstwy wierzchniej wyrobów otrzymywanych metodami metalurgicznymi do zastosowań biologicznych. + - - - - - - - - - -
M_W003 Posiada podstawową wiedzę w zakresie metodologii i technik wykorzystywanych w badaniach materiałowych + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Zdobytą wiedzę potrafi wykorzystać do rozwiązywania problemów inżynierskich zwiazanych z technikami i technologiami wytwarzania powłok i innych technologii modyfikacji warstwy wierzchniej. - - - + - - - - - - -
M_U002 Posiada umiejętność wykorzystania zaawansowanych technik informacyjno-komunikacyjnych do rozwiązywania problemów inżynierskich w zakresie technologii wytwarzania powłok i innych technik modyfikacji warstwy wierzchniej. - - - + - - - - - - -
M_U003 Potrafi posługować się aparaturą pomiarową i badawczą podczas badań laboratoryjnych, a także ma umiejętność oceny przydatności poszczególnych metod badawczych do określania struktury i właściwości powłok i warstwy materiałów. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Jest gotów do nawiązywania współpracy ze specjalistami oraz z grupami eksperckimi w przypadku problemów technicznych i organizacyjnych w miejscu pracy - - - + - - - - - - -
M_K002 Wykazuje dużą aktywność społeczną i jest gotów do rozwiązań kompromisowych bazując na swojej wiedzy i intuicji - - - + - - - - - - -
M_K003 Rozumie potrzebę przestrzegania zasad etyki zawodowej, podtrzymuje i przekazuje tradycje Akademii Górniczo-Hutniczej i Wydziału Metali Nieżelaznych w kraju i na świecie - - - + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 127 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 75 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 30 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):

Studenci zapoznają się z materiałami zaliczanymi do grupy materiałów biokompatybilnych, obojętnych dla organizmu oraz resorbowalnych z grupy ceramik, polimerów i metali oraz bioaktywnych. Studenci zostaną wprowadzeni w zagadnienia wykorzystania inżynierii powierzchni do wprowadzania takich materiałów do organizmu, najczęściej w postaci tzw. cienkich filmów. Poznają takie materiały jak hydroksyapatyt, materiały węglowe oraz ultracienkie powłoki polimerowe z nanocząstkami, które wykazują przeciwdrobnoustrojowe działania i mogą posłużyć jako warstwy ochronne np. w protezach, cewnikach czy specjalistycznych materiałach dentystycznych, jak i również materiałach szpitalnych ograniczając rozwój bakterii. Podobne do srebra właściwości antybakteryjne mają również niektóre inne metale, w szczególności miedź, jak też niektóre tlenki metali (np. tlenek cynku, ditlenek tytanu). Technologie bioaktywne znajdują coraz większe zastosowanie w różnych wyrobach konsumenckich, począwszy od tekstyliów i kosmetyków aż do urządzeń gospodarstwa domowego. Zostaną przedstawione metody nanoszenia powłok: elektroforeza, CVD, PVD, rozpylanie jonowe IBAD, osadzanie elektrochemiczne. Scharakteryzowane zostaną metody badań tych materiałów.
Tematyka wykładów (dla każdego tematu przewidziano około 3 godziny lekcyjne):
1. Przykłady materiałów biokompatybilnych, obojętnych dla organizmu, resorbowalnych oraz bioaktywnych; podstawowe definicje, przykłady i zastosowania.
2. Podstawowe pojęcia z zakresu inżynierii powierzchni: warstwa, powłoka, system areologiczny, adhezja.
3. Metody inżynierii powierzchni stosowane w medycynie; metody dyfuzyjne, metody CVD, PVD, laminowanie, metody drukarskie.
4. Przykłady rozwiązań dla implantologii, farmakologii, dla sprzętu medycznego, itp.
5. Powłoki węglowe, diamentowe ich otrzymywanie i zastosowanie.
6. Powłoki hydroksyapatytowe ich otrzymywanie i zastosowanie.
7. Warstwy i materiały bioaktywne (zawierające srebro, miedź, ditlenek tytanu
8. Metody badań warstwy wierzchniej; skład chemiczny, mikrostruktura, adhezja, odporność na zużycie, składowe struktury geometrycznej.
9. Metody badań właściwości biologicznych; podłoża do hodowli tkanek, właściwości powłok antybakteryjnych.
10. Właściwości eksploatacyjne warstwy wierzchniej.

Ćwiczenia laboratoryjne (15h):

1. Badania mikrostruktur materiałów biologicznych.
2. Przygotowanie preparatyka dla cienkich warstw.
3. Charakterystyka materiałów porowatych.
4. Ocena grubości powłok.
5. Wycieczka technologiczna mająca na celu zapoznanie się technikami wytwarzania cienkich warstw i metod ich badań.

Ćwiczenia projektowe (30h):

Wykonanie projektów według tematów przedstawionych przez prowadzącego. Projekty powinny obejmować wyrób, metodę jego wytwarzania, właściwości ze szczególnym uwzględnieniem cech użytkowych. Projekt powinien być przygotowany w formie opracowania pisemnego oraz zaprezentowany w formie 5-10 minutowej prezentacji dla grupy ćwiczeniowej.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Przedstawienie treści wykładu w postaci prezentacji multimedialnej i ustnej.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego
  • Ćwiczenia projektowe: 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. Przewiduje się przygotowanie projektów w formie pisemnej.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Kolokwium kontrolne z treści wykładu, ocena z egzaminu.
Ocena z kolokwium zaliczającego laboratorium i ćwiczenia.
Obecność na ćwiczeniach i laboratorium obowiązkowa. Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest pozytywna ocena z ćwiczeń i laboratorium oraz kolokwium kontrolnego z wykładu. Premiowana obecność na wykładach.

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie zaliczenia z laboratoriów i ćwiczeń projektowych.
Zgodnie z regulaminem studiów Student ma prawo do trzykrotnego przystąpienia do egzaminu w zaplanowanych terminach, w tym jeden raz w terminie podstawowym i dwa razy w terminie poprawkowym. Nieusprawiedliwiona nieobecność na egzaminie w danym terminie powoduje utratę tego terminu.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego.
  • Ćwiczenia projektowe:
    – 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:

Średnia ocen z egzaminu, ćwiczeń projektowych i laboratorium.

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

W przypadku usprawiedliwionej nieobecności, ustalenie terminu z prowadzącym i odrobienie laboratorium. W przypadku niepisania kolokwium z treści wykładowych, z usprawiedliwionej przyczyny, zaliczenie kolokwium w innym terminie ustalonym z wykładowcą. W przypadku usprawiedliwionej nieobecności podczas ćwiczeń, samodzielne wykonanie projektu i jego ocena w ustalonym z wykładowcą terminie.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Bogunia-Kubik K. Sugisaka M.: From molecular biology to nanotechnology and nanomedicine. Biosystems, 2002.

Kaliszan R.: Nanotechnologia w medycynie i farmacji. Medycyna Praktyczna, 2007, Online (www.mp.pl/kurier/index.php). Kubik T, Bogunia-Kubik K, Sugisaka M.: Nanotechnology on duty in medical applications. Curr Pharm Biotechnol., 2005.

M.Blicharski, Inżynieria powierzchni, WNT, 2016.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Twardowska A., Jaworska L., Mędala M. Rajchel B. Functional coatings on Ti-Si-C and Ti-B systems deposited by PLD, Rudy i Metale Niezelazne, 2015, vol 60, s. 275-281 ISSN 0075-9696 Doi 10.15199/67.2015.6.4.
2. Patent nr 230657 – Tarcza do nanoszenia powłok węglowych domieszkowanych metalami aktywnymi biologicznie i sposób jej wytwarzania. Zgłoszenie patentowe w bazach EPO nr PL20130404207 20130604 – Shield for coating the carbon-doped bioactive metal and a method for its preparation. Twórcy: Putyra P., Rajchel B., Jaworska L., Kwiatkowska J., Podsiadło M., Stobierski L., opubl. WUP nr 11/2018 r

Informacje dodatkowe:

Brak