Ytvetenskap

Mål

Det övergripande målet med kursen är att studenten skall få fördjupad teoretisk förståelse för komplexa molekylära system i form av tunna organiska och biologiska mönstrade skikt på fasta ytor samt praktisk kunskap i avancerade metoder för ytanalys.

Efter genomgången kurs ska studenten självständigt kunna:

• utföra praktisk provberedning genom våtkemisk ytmodifiering med hjälp av molekylära system, för att åstadkomma mjuk mönstring på plana ytor
• med systematisk noggrannhet och metodisk säkerhet genomföra ytanalyser med hjälp av avancerad utrustning för att undersöka och karakterisera fasta materials, ytors samt ultratunna filmers struktur, kemiska sammansättning och fysikaliska egenskaper
• analysera och förklara hur olika prepareringssteg påverkar ytstruktur och funktion, med särskilt beaktande av tidsberoende aspekter, renhetskrav och risk för kontamination
• värdera och på ett insiktsfullt sätt ge konstruktiv återkoppling på andra studenters arbete och med ett tydligt vetenskapligt förhållningssätt argumentera för och emot analyser och resultat
• förklara hur biologiska molekyler interagerar med och på ytor samt analysera hur olika strategier för molekylär ytmodifiering påverkar ytans egenskaper på nano-, mikro- och makronivå
• förklara och jämföra principerna bakom analytiska metoder för materials karakterisering, inklusive elementspecifik analys och avbildande tekniker, samt relatera metodval till relevant frågeställning

Innehåll

Kursen behandlar adsorptionsdynamik, adsorption från komplexa biologiska lösningar, self-assembly och ytmodifiering. Studenten ges en introduktion i ytanalytiska metoder, innefattande bl.a. infrarödspektroskopi, avbildande fotoelektronspektroskopi, fotoemission elektronmikroskopi, fluorescensmikroskopi, ytenergimätningar, ellipsometri.

Stegvis bygger studenten upp ett molekylärt system där mönstring följs av analys med hjälp av avbildande tekniker (element-specific imaging, WF mapping, fluorescensmikroskopi). Detta sker genom riktad kopplingskemi med olika typer av mönstring på sub-mikronivå. Varje teknik bidrar med pusselbitar till en helhetsförståelse för ett komplext system.

I kursen ingår en genomgång av grundläggande principer inom mikro- och nanoteknologi samt diskussion kring hur dessa används vid utveckling av diagnostiska metoder, biosensorer och biomaterial. Dessutom belyses hur materialval, experimentella processer och avancerade analysmetoder inom kursens område kan planeras för att minska risker, resursanvändning och miljöpåverkan.