Zdobywanie wiedzy o nowoczesnych technologiach materiałowych na Uniwersytecie Wrocławskim

Możliwości grafenu i metamateriałów rozbudzają wyobraźnię futurologów i fantastów próbujących przewidzieć, jak będzie wyglądał świat przyszłości. To materiały, które dzięki swoim cechom już teraz w warunkach laboratoryjnych szokują swoimi właściwościami. Nanotechnologia? Elektronika? Optoelektronika? Fotonika? Te wszystkie dziedziny inżynierskie starają się wynaleźć kolejne metody wykorzystywania materiałów o wyjątkowych właściwościach. Za to przyszli specjaliści od wytwarzania materiałów mogą kształcić się na studiach Chemia Materiałów dla Nowoczesnych Technologii” Specjalność prowadzi Wydział Chemii Uniwersytetu Wrocławskiego na studiach licencjackich i magisterskich.

Materiały przyszłości

Trudno spotkać kogoś, kto nie słyszał o grafenie. To najmodniejszy chyba z nowoczesnych materiałów. Grafen to płaszczyzna o grubości jednego atomu węgla, złożona z atomów połączonych jak plaster miodu w sześciokąty. Grafen ma nawet lepsze właściwości elektryczne i mechaniczne niż krzem, obecnie wykorzystywany powszechnie w elektronice. Materiały grafenowe mają lepsze przewodnictwo elektryczne niż krzem, a na dodatek są przeźroczyste. Nie jest jeszcze jednak opracowana technologia kontrolowanego uzyskiwania pożądanych kształtów grafenu. Dlatego prowadzone są prace nad stworzeniem grafenowych ekranów dotykowych, które można by zwijać w rolkę. Grafen nadaje się też do produkcji tzw. ogniw fotowoltaicznych wytwarzających odnawialną energię elektryczną. Grafenu można by też używać w wysokowydajnych akumulatorach czy superkondensatorach oraz niezwykle czułych detektorach wykorzystywanych w monitoringu i ochronie środowiska.Mniej znane od grafenu są metamateriały. To takie substancje, gdzie na cechy wytworzonego przedmiotu wpływa to, jaka jest forma materiału, z którego go wytworzono. Metamateriały są wytworzone sztucznie i nie występują naturalnie w przyrodzie . Mówi się o nich, że to są materiały lewoskrętne, które załamują światło i ogólnie fale elektromagnetyczne inaczej niż przedmioty naturalne. Aby spowodować, by jakiś obiekt stał się niewidzialny należałoby go obudować metamateriałem w taki sposób, że promienie światła by go omijały i następnie wracały na swój poprzedni tor. Dla obserwatora znajdującego się za obiektem ten ostatni po prostu znika. Można by skonstruować za pomocą materiałów lewoskrętnych pelerynę-niewidkę Harrego Pottera. Jednak laboratoria zajmujące się metamateriałami mniej zajmują się potrzebami czarodziejów, a bardziej potrzebami wojskowymi. Podczas tajnych badań zapewne pracuje się nad niewidzialnymi pancerzami. Jednak metamateriały mogą służyć także do budowy nowych, lepszych soczewek i tzw. koncentratorów w ogniwach fotowoltaicznych.

Czego się nauczysz?

Studia „Chemia Materiałów dla Nowoczesnych Technologii” to nie tylko grafeny i metamateriały. Program specjalności na naszym Wydziale Chemii Uniwersytetu Wrocławskiego pozwoli Ci zapoznać się także z innymi nowoczesnymi materiałami wykorzystywanymi we współczesnych technologiach lub potencjalnie mogących znaleźć tam swoje zastosowanie. Dowiesz się o właściwościach półprzewodników, w tym organicznych, wykorzystywanych w elektronice i optoelektronice (nanotechnologia). Na wykładach zapoznasz się z właściwościami nie tylko grafenu i metamateriałów, ale i materiałów magnetycznych oraz ferroelektrycznych, a także z metodami ich otrzymywania. Nauczymy Cię nowych metod pomiarowych stosowanych do charakteryzowania tych materiałów, takich jak mikroskopia ostrzowa (SPM), mikroskopia elektronowa (SEM i TEM), spektroskopia (IR, Raman i UV-Vis), rentgenografia czy rozpraszanie i dyfrakcja neutronów. Zapoznasz się z nowoczesnymi metodami diagnostyki medycznej, wykorzystującymi między innymi fotoluminescencję czy rezonans magnetyczny.

Na „Chemii Materiałów dla Nowoczesnych Technologii” oferujemy szkolenie w zaawansowanych metodach analizy właściwości kryształów, takich jak rentgenografia strukturalna, detekcja przemian fazowych, spektroskopia admitancyjna, mikroskopia elektronowa, metody magnetyczne, EPR ciała stałego i obserwacja monokryształów w świetle spolaryzowanym. Na wykładach poznasz możliwości metod synchrotronowych. Studia na specjalności materiałowej pozwalają studentom zapoznać się z metodami syntezy ferroelektryków, luminoforów, koloidów metalicznych i ich stabilizacją jako katalizatorów, materiałów magnetycznych i ciekłych kryształów. Można dowiedzieć się, jakie są wymagania stawiane nowym materiałom w nanoelektronice, medycynie i fotonice. Prezentowane są specjalne zastosowania materiałów w technice. Szczycimy się tym, że pomagamy w aplikowaniu o staże w ośrodkach europejskich. Oczywiście program studiów zawiera także podstawową wiedzę z pozostałych obszarów chemii.

Jaka czeka Cię przyszłość?

Po ukończeniu specjalności „Chemia materiałów dla Nowoczesnych Technologii” możesz pracować w różnych dziedzinach przemysłu wykorzystujących nowoczesne technologie lub prowadzić pracę naukową na wyższych uczelniach i w innych jednostkach badawczych i laboratoriach diagnostycznych z nowoczesną aparaturą. Jako absolwent studiów „Chemia Materiałów dla Nowoczesnych Technologii” będziesz mieć zaawansowaną wiedzę z zakresu projektowania, wytwarzania, charakteryzacji i możliwości zastosowań mono- i polikryształów. To wiedza ceniona przez najbardziej innowacyjne przedsiębiorstwa, działające w sektorze nanotechnologii, elektroniki czy optyki.