CHEM-A1400, Tulevaisuuden materiaalit Kurssin esittely

Samankaltaiset tiedostot
CHEM-A1400, Tulevaisuuden materiaalit. Kurssin esittely. Kurssin esittely. Kurssin tavoitteet. Kurssin tavoitteet CHEM-A1400 esittely 1

CHEM-A1410, Materiaalitieteen perusteet Kurssin esittely

Harjoitustyö litiumioniakuista

KJR-C2004 Materiaalitekniikka. Käytännön järjestelyt, kevät 2017

Aalto-yliopisto Kemian tekniikan korkeakoulu Kemian laitos Epäorgaaninen kemia Fysikaalinen kemia Litiumioniakku

CHEM-C2400 Sidoksesta Rakenteeseen. Ville Jokinen, Sami Lipponen, Orlando Rojas


Kon Hydrauliikka ja pneumatiikka Tutkimustehtävät - info

Fysiikan opinnot Avoimen yliopiston opiskelijoille

Prosessi-, kemian- ja materiaalitekniikka. Laboratorioalan Ammatillisiin Opintoihin Tutustuminen

CHEM C2400 Materiaalit sidoksesta rakenteeseen (5op)

Kurssin käytännön järjestelyt. Tuotantotalous 1 Tuomo Tanila

CHEM-A1200 Kemiallinen rakenne ja sitoutuminen, syksy 2016

MS-A0102 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1


CHEM-A1000 Korkeakouluopiskelijan ABC

ELEC-C1210 Automaatio 1 ELEC-C1220 Automaatio 2. Kurssien esittely lukukausi

CHEM-A1200 Kemiallinen rakenne ja sitoutuminen, syksy 2019

Kurssijärjestelyt. ME-C2300 Verkkojulkaisemisen perusteet (5 op) Mari Hirvi Informaatioverkostot / Mediatekniikan laitos

22A00110 Laskentatoimen perusteet (6 op) SYLLABUS. Opettaja. Jari Melgin Huone H 3.35/Töölö Puhelin

Kurssiesite. Rakentamisen tekniikat RAK-C3004. Syksy 2016, periodi I (+ II)

ELEC-C1210 Automaatio 1 ELEC-C1220 Automaatio 2. Kurssien esittely lukukausi

CHEM-A1000 Korkeakouluopiskelijan ABC

KVANTITATIIVISET TUTKIMUSMENETELMÄT MAANTIETEESSÄ

Nanoteknologian tulevaisuuden näkymistä. Erja Turunen Vice President, Applied Materials

ELEC-C1210 Automaatio 1 ELEC-C1220 Automaatio 2. Kurssien esittely lukukausi

Kurssin käytännön järjestelyt. Tuotantotalous 1 Joel Kauppi

Tervetuloa opiskelemaan DIGITAALI- TEKNIIKKAA! Digitaalitekniikan matematiikka Luku 0 Sivu 1 (9)

CHEM-A1250 KEMIAN PERUSTEET kevät 2016

T Multimediatekniikka

Aalto CHEM Kandidaattiseminaari (+ BTT/KEM/MTE seminaarit)

Kurssin käytännön järjestelyt. Tuotantotalous 1 Jukka Kurki

Teknologiaa kouluun -projekti

Kuvankäsi/ely. Vieraana Jorma Laaksonen Tietotekniikan laitos. Viikko Luento Ope-ajat Harjoitus 7: Tietoliikenteen signaalinkäsi/ely

Kurssiesite. Rakentamisen tekniikat RAK-C3004

Aalto-yliopisto Kemian tekniikan korkeakoulu Kemian tekniikan lukujärjestys SYKSY 2012

PHYS-A0120 Termodynamiikka (TFM) Maanantai

Kurssin käytännön järjestelyt. Tuotantotalous 1 Tuomo Tanila

MS-C1340 Lineaarialgebra ja differentiaaliyhtälöt

Kemia. Kemia Tutkii luontoa, sen rakenteita. Tutkii ainetta, sen koostumusta. sekä reaktioita. Eli kuinka aine muuttuu toiseksi aineeksi.

Toiminta fysiikan laboratoriossa

PHYS-A3131 Sähkömagnetismi (ENG1) (5 op)

ELEC-C1210 Automaatio 1 ELEC-C1220 Automaatio 2. Kurssien esittely lukukausi

OHJEITA TYÖSELOSTUKSEN LAATIMISEEN

Näkökulmia monimuoto-opetukseen

CHEM-A1200 Kemiallinen rakenne ja sitoutuminen, syksy 2016

HAHMONTUNNISTUKSEN PERUSTEET

Harjoitustyöinfo kevät TU-A1100 Tuotantotalous 1

Kurssin aloitus. AS XML-kuvauskielten perusteet Janne Kalliola

ENG3042.Kand Kandidaatintyö ja seminaari (10 op) ENY ENG3044.Kand Kandidaatintyö ja seminaari (10 op) RYM Saija Toivonen

Harjoitustyöinfo kevät TU-A1100 Tuotantotalous 1

IIZT4020 Projektitoiminta

22A00110 Laskentatoimen perusteet (6 op) SYLLABUS. Opettaja (alkukurssi)

Reaktiot ja tasapaino

SMG-4150 Uusiutuvien energiamuotojen työkurssi. 5 op

Kon Rakenneaineet jännitysten ja ympäristön vaikutusten alaisina 5 op Periodit I II. Luennoitsija: Iikka Virkkunen Harjoitukset: Timo Kiesi

OPETUSSUUNNITELMALOMAKE

Johdanto kurssille. Vastuuopettaja: Ilona Mikkonen, Yliopiston lehtori. Tapaaminen sopimuksen mukaan;

MITTAUSTEKNIIKAN ERIKOISTUMISOPINNOT (30 op)

PHYS-A3121 Termodynamiikka (ENG1) (5 op)

Kurssijärjestelyt. CS-1180 Verkkojulkaisemisen perusteet (5 op) Hanna Hämäläinen Informaatioverkostot / Mediatekniikan laitos

Ene LVI-tekniikan mittaukset ILMASTOINTIKONEEN MITTAUKSET TYÖOHJE

METSÄTALOUDEN TEORIAOPINTOJAKSOT, yht. 10 op

ENG3042.Kand Kandidaatintyö ja seminaari (10 op) ENY. ENG3044.Kand Kandidaatintyö ja seminaari (10 op) RYM

CHEM-A1100. Teollisuuden toimintaympäristö ja prosessit

Additions, deletions and changes to courses for the academic year Mitä vanhoja kursseja uusi korvaa / kommentit

HAHMONTUNNISTUKSEN PERUSTEET

780301A TUTKIMUSHARJOITTELU: ORGAANISEN KEMIAN LABORATORIO-OSUUS TYÖLUENTO SYKSY 2015

ELEC-C1210 Automaatio 1 ELEC-C1220 Automaatio 2. Kurssien esittely lukukausi

CHEM-A1400 Tulevaisuuden materiaalit (5 op) LABORATORIOTYÖN RAPORTTI

Tervetuloa jatkamaan DIGITAALI- TEKNIIKAN opiskelua! Digitaalitekniikka (piirit) Luku 0 Sivu 1 (8)

477011P Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta 1. Syksy 2012 Vastuuopettaja prof. Timo Fabritius Prosessimetallurgian laboratorio

TIETEEN PÄIVÄT OULUSSA

Biokemian menetelmät I P (10 op / 8 op / 3,5 op) Juha Kerätär (F210, Kontinkangas,

Reaktiot ja tasapaino

Työn tavoitteita. Yleistä. opetella suunnittelemaan itsenäisesti mittaus kurssin teoriatietojen pohjalta

VIENTI- JA TUONTITOIMINTA Syksy 2010

DEE Aurinkosähkön perusteet (Foundations of Solar Power) Sali SE211 Keskiviikkoisin ja perjantaisin klo

Master s Programme in Life Science Technologies (LifeTech) Intotilaisuus

Kurssin käytännön järjestelyt. Tuotantotalous 1 Tuomo Tanila

Talousmatematiikan perusteet: Johdanto. Kurssin tavoitteet Käytännön järjestelyt Suosituksia suorittamiseen

Pedagogiset haasteet tutkimuksessa: kirjapakettikurssi

PHYS-A3121 Termodynamiikka (ENG1) (5 op)

477011P Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta 1. Syksy 2012 Vastuuopettaja prof. Timo Fabritius Prosessimetallurgian laboratorio

Mallilukujärjestys 1. vuosi 2013

CHEM-A1100. Teollisuuden toimintaympäristö ja prosessit (5op) (H1-5 -fuksiryhmät ja HX-ryhmä)

TU-A Itsensä tunteminen ja johtaminen Tervetuloa kurssille!

CHEM-A1000 II periodin palaute. Tapani Vuorinen, Päivi Palosaari-Aubry, Susanna Saarinen, Pia Lahti Palautetilaisuus

KJR-C2002 Kontinuumimekaniikan perusteet Kurssiesite

VALINNAISET OPINNOT Laajuus: Ajoitus: Kood Ilmoittautuminen weboodissa (ja päättyy )

TU-A Itsensä tunteminen ja johtaminen Tervetuloa kurssille!

Ohjelmistoarkkitehtuurit. Kevät

Virukset Materiaalitieteiden Rakennusaineina Suomalainen Tiedeakatemia

KE1 Ihmisen ja elinympäristön kemia

Teknillisen fysiikan pääaineen tupsut / Mallilukujärjestys I periodi / viikot /

35C00250 Hankintojen johtaminen Kurssin esittely

Nanomateriaalien mahdollisuudet ja riskit Näkökohtia, muutoksia vuoden 2008 jälkeen?

T Käyttäjäkeskeisen tuotekehityksen harjoitustyö kevät 2005

PHYS-C6360 Johdatus ydinenergiatekniikkaan (5op), kevät 2019

Insinöörimatematiikan tentin toteuttaminen EXAM-järjestelmällä

Transkriptio:

CHEM-A1400, Tulevaisuuden materiaalit Kurssin esittely Kurssin esittely 1. Kurssin tavoitteet 2. Kurssin toteutus 3. Kurssin suorittaminen 4. Tarpeelliset resurssit 5. Kurssin järjestelyt ja tiedottaminen 6. Laboratorioharjoitukset 1

Kurssin tavoitteet Opinto-oppaan mukaan: tietää materiaaliryhmät, metallit, keraamit, polymeerit, biomateriaalit, puolijohteet, komposiitit ja minkä ominaisuuksien perusteella niitä käytetään eri kohteissa tietää materiaalitieteen peruskäsitteet ja kuinka ne vaikuttavat ominaisuuksiin perehtyy valittuihin materiaaleihin ja osaa tehdä ohjeen perusteella mittauksia materiaalien ominaisuuksista ja laatia raportin tuntee tärkeimmät materiaalien kehitystrendit. Kurssin tavoitteet 2

Kurssin toteutus 12 luentokertaa. Luennoitsijat Kemiantekniikan koulun eri tutkimusryhmistä. 5 ryhmissä tehtävää laboratoriotyötä, joista ryhmä laatii raportit. 11 luentoihin liittyvää viikkotehtävää, jokainen palauttaa tehtävän itsenäisesti. Kurssin suoritus raporttien ja viikkotehtävien perusteella. Ei tenttiä. Kurssin toteutus Viikkotehtävät liittyvät tulevaan luentoon. Viikkotehtävät käsittävät laskutehtäviä, monivalintatehtäviä yms. ja ne palautetaan viimeistään luentopäivän iltana. Laboratoriotyöt alkavat työturvallisuustenttien jälkeen viikolla 39. Kolme ryhmää yhdellä työvuorolla. Työvuorojen varaus MyCourses kautta, ryhmän vetäjä vastaa varauksesta ja tiedottamisesta ryhmälle ja töiden vetäjille. Työohjeeseen on perehdyttävä ennen työtä. 3

Kurssin aikataulu 1. periodi Materiaalitieteen perusteita 2. periodi Tulevaisuuden sovelluksia 8.9 Materiaaliryhmät 27.10 Energiamateriaalit 15.9 Materiaalin ominaisuudet 3.11 Luonnonmateriaalit 22.9 Metallit 1 10.11 Composites and hybrid materials 29.9 Metallit 2 17.11 Biomimeettiset materiaalit 6.10 Polymeerit 1 24.11 Toiminnalliset materiaalit 13.10 Polymeerit 2 1.12 Nanomateriaalit Kurssin suorittaminen Laboratoriotyöt tehdään ryhmissä ja ryhmä pysyy samana koko kurssin ajan. Kurssin arvosana määräytyy laboratoriotöiden työselostuksista ja viikkotehtävien vastauksista. Jokaisen työselostuksen max. pistemäärä on 10. Jokaisen viikkotehtävän max. pistemäärä on 5. Läpipääsyn raja on 55, max. pistemäärä on 105. Kaikki työt on tehtävä ja kaikki selostukset palautettava syyslukukauden 2015 aikana. 4

Kurssin suorittaminen Viikkotehtävistä on saatava yhteensä vähintään 25 pistettä. Viiteen laboratorioharjoitukseen on osallistuttava. Vaihtoehtoja on yhdeksän eri työtä. Laboratorioharjoituksien työselostuksista on saatava yhteensä vähintään 25 pistettä. Alle 5 pisteen selostukset palautetaan korjattaviksi, korjatun ja hyväksytyn selostuksen maksimipistemäärä on 5. Kurssin suorittaminen Kokoontumispaikat Kemian pääaula (talo 11) Materiaalitekniikan Chillew, aula ruokalan vieressä (talo 12) Puu1 aula (talo 13). 5

Kurssin suorittaminen Ryhmä tekee työstään aina yhden työselostuksen käyttäen tieteellisen julkaisun rakennetta: 1. Johdanto (työn tarkoitus, tutkimuskysymysten esittely, taustateoriat) 2. Mittausten suorituksen kuvaus 3. Mittausten tulosten esittely 4. Mittaustulosten tulkinta 5. Johtopäätökset mittaustuloksista (vastaukset tutkimuskysymyksiin ja niiden luotettavuuden arviointi) 6. Yhteenveto 7. Käytetyt kirjallisuusviitteet Kurssin resurssit William D. Callister, David G. Rethwisch, Materials Science and Engineering, 7.-9. painos. http://eu.wiley.com/wileycda/wileytitle/productcd- 1118319222.html Paperikirjana 260, e-kirjana 47. Vihko laboratoriotyökirjaksi. Tietokone raporttien laatimiseen. Aikaa, ajattelua, yhteistyökykyä. 6

Kurssin resurssit Laboratoriotyökirja, laboratoriopäiväkirja Tärkein muistiinpanoväline Mielellään kovakantinen sidottu vihko, jossa numeroidut sivut. Kaikki kokeeseen liittyvä oleellinen tieto kirjataan päiväkirjaan. Raportit kirjoitetaan päiväkirjan pohjalta. Kurssin resurssit Laboratoriotyökirjaan merkitään esimerkiksi: otsikko, työn tarkoitus, työn tausta, koejärjestelyt, tulokset, laskelmat eli tulosten tulkinta, tulosten tarkastelu ja virheanalyysi eli mitä tulokset kertovat ja kuinka luotettavasti, johtopäätökset, yhteenveto tuloksista 7

Kurssin järjestelyt ja tiedotus Kurssille ilmoittaudutaan WebOodin kautta. Kurssilla on yli 120 opiskelijaa. Tiedotus hoidetaan MyCourses-järjestelmän kautta sekä tarvittaessa WebOodin kautta sähköpostilla. Tarkastakaa, että teillä on WebOodissa oikea ja toimiva sähköpostiosoite ja MyCourses-profiilissa @aalto.fi -sähköpostiosoite. Kurssin järjestelyt ja tiedotus MyCourses-järjestelmää käytetään kurssin materiaalin jakamiseen. Laboratorioryhmien varaukset tulevat MyCoursesjärjestelmään. Harjoitustyöt palautetaan MyCourses kautta. 8

Kurssin järjestelyt ja tiedotus Vastaava opettaja on professori Jari Koskinen. Prof. Jari Koskinen Pirjo Pietikäinen Ilkka Penttinen Jari Aromaa Prof. Monika Österberg Prof. Mark Hughes Prof. Markus Linder Prof. Simo-Pekka Hannula Prof. Maarit Karppinen Prof. Jukka Seppälä Prof. Sami Franssila Laboratoriotöistä Laboratoriotöiden alustava aikataulu: 1. Muistimetallit (viikot 44-46) 2. Materiaalien tunnistus (viikot 39-42) 3. Hopeamusteen tulostus (viikot 40-44) 4. Superhydrofobinen pinta (viikot 39-42) 5. Litiumakun valmistus (viikot 39-41) 6. Polyamidin synteesi (viikot 44-49) 7. Nanoselluloosa (viikot 44-47) 8. 3-D tulostus (viikot 39-41) 9. Komposiittien ominaisuudet (viikot 44-46) Vuorojen määrä per työ vaihtelee, yhteensä ainakin 180 vuoroa tulee. 9

Muistimetalli Metallien kyky muistaa muotonsa perustuu kiteisen atomirakenteen räätälöintiin. Koulutettu metalli muistaa sille opetetun atomien järjestyksen ja palautuu tähän järjestykseen lämpötilan ollessa sopiva. Samalla myös muokkauksella rutistetun kappaleen muoto palautuu alkuperäiseksi eli koulutuksen mukaiseksi. Työssä tutustutaan yleisimpään kaupalliseen muistimetalliin NiTi (Nitinol). Työn vaiheet ovat: 1) Nitinol-langasta valmistetaan jousi 2) Materiaali koulutetaan muistamaan jousi-muotonsa 3) Jousesta mitataan muodonmuutoslämpötila ja jousivakio Materiaalien tunnistus Harjoituksessa sovelletaan erilaisia menetelmiä materiaalin ominaisuuksien arvioimiseen ja mittaamiseen. Tutkimuksen tuloksia verrataan kirjallisuuteen ja pyritään selvittämään mitä materiaaleja oli kyseessä. Fysikaalisia, kemiallisia ja sähkökemiallisia mittauksia Metalleja, keraameja ja polymeerejä. 10

Miten luonto pitää pinnan puhtaana superhydrofobinen pinta Opitaan jäljittelemään luonnon itsepuhdistuvaa pintaa Oppilas valmistaa superhydrofobisen pinnan kemiallisesti kuparilevyn päälle Vesipisaran käytös pinnalla mitataan Verrataan luonnon materiaaliin ilma vesi nano-mikro karkea pinta Harjoitustyö litiumioniakuista Energian varastointi on eräs suurista haasteita uusiutuvan energian käytön lisääntyessä. Keveytensä ansiosta litiumioniakut ovat yleistyneet nopeasti hybridiautojen energiavarastoina. Lisäksi niitä käytetään kannettavissa laitteissa kuten kännyköissä ja tietokoneissa. Työssä tutustutaan litiumioniakkuihin ja akkututkimukseen. Siinä pohditaan mm. seuraavia kysymyksiä: Miksi, miten ja millaista akkututkimusta tehdään? Mitä kemikaaleja litiumioniakku sisältää? Millaisia turvallisuustoimenpiteitä liittyy akkujen käsittelyyn? Millaisia sähkökemiallisia tutkimusmenetelmiä akkujen testauksessa yleisimmin käytetään Työn aikana kukin ryhmä kokoaa itse litiumioniakun ja perehtyy akun toiminnan mittaamiseen. 11

Polyamidin valmistus rajapintapolymeroinnilla Harjoituksessa syntetisoidaan polyamidilankaa kahden faasin rajapinnassa tapahtuvan polykondensaatioreaktion avulla Työssä opitaan Laboratoriotyöskentelyä Polymeerisynteesin teoriaa Lisäksi tutustutaan polymeerin Ohjaimet karakterisointiin ja tehdään vertailuja kaupallisiin polymeereihin Reaktioastia Tuotteen huuhtelu 3D tulostus Harjoituksessa tutustutaan 3D tulostukseen. Työssä kukin ryhmä tulostaa mallikappaleita FDM-menetelmällä. Työn aikana käydään läpi perusteet mm. seuraavista asioista: 3d-mallien suunnittelu Materiaalit Laitteiston toimintaperiaate Säädettävät tulostusparametrit Kappaleiden jälkikäsittely Tulostuslaatu 12

Learning from Nature: composites Composite materials are abundant in Nature and are extensively used by Humankind Composites are formed from two or more constituents The properties of a composite depend upon the properties of the constituents, how much of each there is and the way in which they are organised in the composite This enables composites to be designed for particular purposes We will look at how the structure of a composite affects its behaviour Mitä seuraavaksi Ryhmien organisoituminen, jonkun ryhmän jäsenistä on ryhdyttävä vetämään ryhmää eli: kerää ryhmän yhteystiedot pitää ryhmän ajan tasalla varaa aikanaan laboratoriotyövuorot Kirjan, labratyökirjan, läppärin hankinta Lähitulevaisuudessa: Työvuorojen varaukset MyCoursesissa. Viikkotehtävän teko 13