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Academic Year/course: 2023/24

543 - Master's in Molecular Chemistry and Homogeneous Catalysis

60461 - Chemistry of advanced materials


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
60461 - Chemistry of advanced materials
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
543 - Master's in Molecular Chemistry and Homogeneous Catalysis
ECTS:
2.0
Year:
1
Semester:
Second semester
Subject type:
Optional
Module:
---

1. General information

The objective of the subject is to acquire basic knowledge for the development of advanced materials based on the relationship between chemical structure and properties associated to a specific application, to know synthetic methodologies to obtain the designed material and to plan the preparation and processing depending on the optimal structure to be obtained.

These goals are aligned with the following Sustainable Development Goals: SDG4 (Quality Education), SDG5 (Gender Equality) and SDG10 (Reducing Inequalities).

A previous knowledge (undergraduate or graduate level) of inorganic and organic Chemistry, as well as a basic knowledge of materials science is recommended. It is complemented by other elective subjects of the master's degree such as Supramolecular Chemistry and Advanced Structural Characterization Techniques.

2. Learning results

  • To learn about advanced materials of current interest, both organic and inorganic in nature.
  • To identify the involvement of chemistry in the current development of advanced materials.
  • To know the fundamentals of the rational design of these materials.
  • To apply novel chemical principles to the synthesis and preparation of advanced materials.
  • To assess  the most appropriate techniques for the preparation and characterization of advanced materials.

3. Syllabus

1. Introduction to advanced materials

2. Synthetic bases of macromolecules

Conventional polymerization techniques. Controlled radical polymerizations: RAFT and ATRP. Ring-opening polymerization and enzymatic polymerization: application to the development of biodegradable and renewable-based polymers.

3. Design and functionalization of macromolecules.

Copolymer design: topology and composition control. Hyperbranched macromolecules. Functionalization of macromolecules. Application to the development of advanced polymers.

4.Development of nanoparticles: inorganic, organic and hybrid.

Nanoparticle preparation methods. Functionalization of nanoparticles and applications.

5. Porous materials: Microporous, mesoporous and macroporous materials. Applications.

4. Academic activities

The program offered to the student to help them achieve the expected results includes the following activities:

  • Classroom lectures with active student participation (1.5 ECTS)
  • Problem solving or practical cases (0.4 ECTS)
  • Supervised work (0.1 ECTS)
  • Tutorials

The teaching and assessment activities will be conducted in person unless, due to the health situation, the provisions issued by the competent authorities and by the University of Zaragoza make it necessary to carry them out telematically or semi-telematically with rotating reduced seating capacity.

5. Assessment system

1. The continuous assessment of this subject is based on the following activities with the weighting shown below:

A1.- Performance, presentation and defence of a paper based on a scientific article or on a specific topic related to advanced materials. The critical discussion of the work will be assessed (30 %).

A2.- Written test of the subject based, mainly, on theoretical-practical questions (70 %).

 

2. For those students who have not passed the subject or wish to improve their grade, there will be a global test in the two official calls. This test will consist of a written exam based on theoretical and practical questions, problems or case studies. In addition, the completion, presentation and discussion of a paper will be required. The weighting of each of these parts will be as follows:

70 % grade for the overall written test + 30 % for the work done

However, those students who have obtained a grade equal to or higher than 5 in the A2 activity (during the continuous assessment), can keep their grade for the global evaluation in the official calls for exams.


Curso Académico: 2023/24

543 - Máster Universitario en Química Molecular y Catálisis Homogénea

60461 - Química de materiales avanzados


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
60461 - Química de materiales avanzados
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
543 - Máster Universitario en Química Molecular y Catálisis Homogénea
Créditos:
2.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

El objetivo de la asignatura es adquirir conocimientos básicos para el desarrollo de materiales avanzados a partir de la relación entre estructura química y propiedades asociadas a una determinada aplicación, conocer metodologías sintéticas propias para la obtención del material diseñado y plantear la preparación y procesado en función de la estructura óptima a conseguir.

Estos objetivos están alineados con los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible: ODS4 (Educación de calidad) ODS5 (Igualdad de género) y OD10 (Reducción de las desigualdades).

Es recomendable conocimientos previos (nivel Grado o Licenciatura) de Química Inorgánica y Química Orgánica, y conocimientos básicos de Ciencia de Materiales. Se complementa con otras asignaturas optativas del máster como Química Supramolecular y Técnicas de Caracterización Estructural Avanzada de este master.

2. Resultados de aprendizaje

  • Conocer materiales avanzados de interés actual, tanto de naturaleza orgánica como inorgánica.
  • Identificar la implicación de la Química en el desarrollo actual de materiales avanzados.
  • Conocer los fundamentos del diseño racional de estos materiales.
  • Aplicar principios químicos novedosos a la síntesis y preparación de materiales avanzados.
  • Evaluar las técnicas más adecuadas para la preparación y caracterización de materiales avanzados

3. Programa de la asignatura

1. Introducción a los materiales avanzados

2. Bases sintéticas de macromoléculas

Técnicas convencionales de polimerización. Polimerizaciones controladas radicalarias: RAFT y ATRP. Polimerización por apertura de anillo y polimerización enzimática: aplicación al desarrollo de polímeros biodegradables y basados en fuentes renovables.

3. Diseño y funcionalización de macromoléculas

Diseño de copolímeros: control de la topología y composición. Macromoléculas hiperramificadas. Funcionalización de macromoléculas. Aplicación al desarrollo de polímeros avanzados.

4. Desarrollo de nanopartículas: inorgánicas, orgánicas e híbridas

Métodos preparativos de nanopartículas. Funcionalización de nanopartículas y aplicaciones.

5. Materiales porosos: Materiales microporosos, mesoporosos y macroporosos. Aplicaciones.

4. Actividades académicas

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades:

  • Clases magistrales en aula con participación activa del estudiante (1.5 ECTS)
  • Resolución de problemas o casos prácticos (0.4 ECTS)
  • Trabajos tutelados (0.1 ECTS)
  • Tutorías

Las actividades docentes y de evaluación se llevarán a cabo de modo presencial salvo que, debido a la situación sanitaria, las disposiciones emitidas por las autoridades competentes y por la Universidad de Zaragoza obliguen a realizarlas de forma telemática o semi-telemática con aforos reducidos rotatorios.

 

5. Sistema de evaluación

1.  La evaluación continua de esta asignatura está basada en las siguientes actividades, con la ponderación final que se indica:

A1.- Realización, presentación y defensa de un trabajo basado en un artículo científico o en una temática específica relacionada con los materiales avanzados. Se valorará la discusión crítica del trabajo (30 %)

A2.- Prueba escrita de la asignatura basada, principalmente, en cuestiones teórico-prácticas (70 %).

 

2.  Para aquellos estudiantes que no hubieran superado la asignatura o desearan mejorar su calificación, se realizará una prueba global en cada convocatoria oficial. Esta prueba consistirá en un examen  escrito basado en cuestiones teórico-prácticas, problemas o casos prácticos. Además, será necesario la realización, presentación y discusión de un trabajo. La ponderación de cada una de estas partes será:

70 % nota de la prueba escrita global + 30 % del trabajo realizado

No obstante, aquellos alumnos que hubieran obtenido una calificación igual o superior a 5 en la actividad A2 (durante la evaluación continua), pueden mantener su calificación para la evaluación global las convocatorias oficiales.