KE805: Supramolekylær kemi og nanokemi

Anbefaling:

Det anbefales, at studerende har bestået, eller er samtidig indskrevet på, følgende kurser: Almindelig kemi, Organisk kemi, Fysisk kemi, Uorganisk kemi, Analytisk kemi samt Spektroskopi. Kurset bygger på den grundlæggende viden, der typisk opnås gennem bachelorstudier i fysik, kemi, farmaci eller beslægtede discipliner.

Studerende forventes at have:

•En solid forståelse af generelle kemiske principper, herunder atom- og molekylstruktur, bindingsteorier og kemisk reaktivitet,

•Grundlæggende viden om organisk kemi, omfattende funktionelle gruppeomdannelser, reaktionsmekanismer og stereokemi,

•Grundlæggende kendskab til spektroskopiske teknikker, herunder UV-Vis, IR og NMR-spektroskopi, samt deres anvendelse i molekylær karakterisering,

•Kendskab til centrale begreber inden for fysisk kemi, særligt termodynamik, kinetik og molekylære interaktioner.

Denne akademiske baggrund er afgørende for at kunne arbejde i dybden med de avancerede emner, der behandles i kurset, herunder ikke-kovalente interaktioner, supramolekylær samling, vært–gæst kemi, supramolekylær katalyse, molekylære maskiner, mekanisk sammenlåste molekyler, lægemiddelafgivelsessystemer, avancerede organiske materialer og molekylær diagnostik, som alle udgør en integreret del af kandidatuddannelsens pensum.

Generelle studiekompetencer:

Ud over den faglige viden bør studerende besidde følgende generelle studiekompetencer:

•Evnen til at læse, fortolke og kritisk vurdere videnskabelige forskningsartikler på engelsk,

•Færdigheder i klart og effektivt at formidle videnskabelige koncepter både skriftligt og mundtligt,

•Kompetencer i at forberede og gennemføre strukturerede akademiske præsentationer, målrettet et fagligt publikum.

Dette kursus introducerer den fascinerende verden af supramolekylær kemi, hvor molekyler interagerer gennem ikke-kovalente kræfter for at danne funktionelle systemer. Studerende vil udforske, hvordan molekylær genkendelse, selvorganisering og vært–gæst kemi kan udnyttes til at designe smarte materialer, katalysesystemer og nanodevices. Målet er at udstyre de studerende med de nødvendige færdigheder og den viden, der kræves for kreativt at anvende supramolekylære principper i forskning og teknologi. Ved at bygge bro mellem fundamentale begreber og virkelige anvendelser forbereder kurset de studerende på at skabe innovation i krydsfeltet mellem kemi, biologi og materialeforskning.

For at opnå kursets formål er det læringsmålet for kurset, at den studerende demonstrerer evnen til at:

• Forstå og bruge ikke kovalente vekselvirkninger
• Forstå og anvende syntetiske metoder som templat-styrede reaktioner til syntese af supramolekylære byggesten
• Få overblik over vigtige byggesten i supramolekylær kemi
• Anvende ikke kovalente vekselvirkninger i molekylær design
• Anvende supramolekylære byggesten og molekylær design til moderne problemstillinger i supramolekylær kemi

Kurset indeholder følgende faglige hovedområder:

• Ikke-kovalente vekselvirkninger
• Molekylære receptorer (fx for kationer, anioner og neutrale molekyler)
• Supramolekylære byggesten (fx makrocykler, DNA, peptider, nanopartikler)
• Anvendelse af supramolekylær kemi til molekylær diagnostik i materiale- og lægemiddelvidenskab
• Syntesemetoder i supramolekylær kemi

Skemalagte undervisningstimer:  

Antal undervisningstimer i alt: 44  

Heraf:  

Fællestimer i klasselokale/auditorium 44  

I undervisningstimerne består af to dele. De grundlæggende begreber, teorier og modeller inden for supramolekylær kemi præsenteres gennem forelæsninger kombineret med aktiverende undervisningsformer såsom interaktive diskussioner, kortere problemløsningsøvelser og peer-baserede spørgsmål. Formålet er at etablere et fælles videnskabeligt fundament samt at fremme aktiv deltagelse fra studiestart.

I den anden del af undervisningstimerne videreudvikler de studerende deres forståelse og omsætter teoretisk viden til praktiske færdigheder gennem ved præsentation af videnskabelige artikler, udarbejdelse og besvarelse af faglige spørgsmål og deltagelse i gruppediskussioner. Denne del af undervisningen har fokus på dialogbaseret læring med anvendelse af kernebegreber såsom molekylær genkendelse, vært–gæst kemi og selvorganisering.

Andre planlagte undervisningsaktiviteter:  

De studerende konsoliderer deres faglige viden gennem selvstændig læsning af tildelt litteratur, forberedelse af præsentationer om aktuelle forskningsemner samt samarbejde i små projektgrupper. Aktiviteterne understøtter fordybelse, kritisk refleksion og udvikling af samarbejdskompetencer.