L534 – Meso-structured Inorganic and Bio-Materials

Module
Meso-structured Inorganic and Bio-Materials
Strukturierte Anorganische und Biomaterialien
Module number
L534 [MC-MA2]
Version: 2
Faculty
Agriculture/Environment/Chemistry
Level
Master
Duration
1 Semester
Semester
Summer semester
Module supervisor

Prof. Dr. rer. nat. Holger Landmesser
holger.landmesser(at)htw-dresden.de
Lecturer(s)

Prof. Dr. rer. nat. Holger Landmesser
holger.landmesser(at)htw-dresden.de
Lecturer in: "Strukturierte Anorganische und Biomaterialien (L534, MC-MA2)"

Prof. Dr.-Ing. Rhena Krawietz
rhena.krawietz(at)htw-dresden.de
Lecturer in: "Strukturierte Anorganische und Biomaterialien (L534, MC-MA2)"
Course language(s)

German
in "Strukturierte Anorganische und Biomaterialien (L534, MC-MA2)"
ECTS credits

5.00 credits

Workload

150 hours

Courses

5.00 SCH (4.00 SCH Lecture | 1.00 SCH Internship)
Self-study time

90.00 hours

Pre-examination(s)

Internship
in "Strukturierte Anorganische und Biomaterialien (L534, MC-MA2)"
Examination(s)

Oral examination
Module examination | Examination time: 40 min | Weighting: 100%
in "Strukturierte Anorganische und Biomaterialien (L534, MC-MA2)"
Form of teaching

Vorlesung und Laborpraktikum (muss in Päsenz absolviert werden)
Media type

Skripte zur Vorlesung und zum Praktikum
Instruction content/structure

Vorlesung

Strukturierte anorganische Materialien

  • Aufbau von anorganischen Materialien mit geordneter Porosität - Zeolithe, mesoporöse Materialien, Aerogelen, Keramiken, etc.,
  • Darstellung von porösen Materialen durch templatinduzierte Synthesen unter Nutzung von Tensiden, Biomaterialien, etc.,
  • Charakterisierungsmethoden für poröse Materialien: BET, FTIR, 29Si- und 27Al-MAS-NMR, Thermische Analyse, XRD, Mikroskopie (REM, TEM, AFM),  Röntgenspektroskopie, etc. (Grundkenntnisse zu den einzelnen Methoden werden vorausgesetzt),
  • Eigenschaften von porösen Materialien und daraus resultierende vielseitige Einsatzmöglichkeiten von porösen Materialien.

Strukturierte Biomaterialien

  • Bauprinzipien in der Natur, Materialien in der Medizintechnik, Biofilme, Mikro- und Nanostrukturierung mit biologischen Komponenten, Biomimetik.
  • Charakterisierung von Biomaterialien.

Praktikum

Strukturierte anorganische Materialien

  • Die Forschung auf dem Gebiet der Katalytische Nachverbrennung (KNV) von organische Verbindungen bildet die Grundlage für dieses Praktikum.
  • Im Rahmen des Praktikum stellen die Studenten selbstständig ein mesoporöses Material her, beladen dieses mir einer Aktivkomponente (Palladium oder Platin) und testen den so entstandenen Katalysator an einem Beispiel aus der KNV.
  • Für dieses Praktikum ist eine über den Vorlesungsstoff hinausgehende selbstständige Einarbeitung und Versuchsauswertung notwendig.
Qualification objectives

Strukturierte anorganische Materialien

  • Das Ziel dieser Lehrveranstaltung ist der Erwerb von Grundkenntnissen über die Arten, die Herstellung, die Eigenschaften und die Charakterisierung von makro- bis zu mikroporösen anorganischen Materialien. Letztendlich wird der Bogen zur technischen Nutzung von porösen anorganischen Materialien bis zu Adsorbentien, Ionenaustauschern und maßgeschneiderten Katalysatoren geschlagen.
  • Die Studenten sollen dadurch zur Mitarbeit an Forschungsprojekten aus den vielschichtigen Bereichen der Anwendung von porösen Materialien befähigt werden.
  • Die gezielte Nutzung dieser Materialien als Katalysatoren wird theoretisch vermittelt und an praktischen Beispielen selbt bearbeitet.

Strukturierte Biomaterialien

  • Es sollen Grundkenntnisse über Arten, Eigenschaften und die Herstellung von Biomaterialien bis hin zur Nanometerskala erworben werden.
  • Die Studenten sollen dadurch zur Mitarbeit an Forschungsprojekten aus dem Bereich Biomaterialien befähigt werden.
Social and personal skills
  • Die Studenten erlangen Planungssicherheit durch die Überführung ihres erworbenen Wissens zur Bearbeitung einer darauf aufbauenden Praktikumsaufgabe.
  • Die Zusammenarbeit in Praktikumsgruppen ist ein wichtiger Aspekt zum Erwerb von Teamfähigkeit.
  • Im Rahmen der Ausbildung wird auch die Bewertung von Prozessen und die Konfliktbewältigung angesprochen.
Special admission requirements
No information
Recommended prerequisites

Grundkenntnisse in anorganischer und Biochemie

Kenntnisse über Grundlagen von instrumentell-analytischen Methoden

Laborerfahrung
Continuation options
No information
Literature
  • M. Epple, Biomaterialien und Biomineralisation, B. G. Teubner Verlag Wiesbaden
  • R. Schmidt, Werkstoffverhalten in biologischen Systemen, VDI-Verlag Düsseldorf
  • Zeitschrift „Chemie Ingenieur Technik“, „Themenheft: Poröse Materialien“ 82 (2010) gesamte Ausgabe
  • L. Puppe und W. Büchner, „Zeolithe – Strukturen, Synthesen Anwendungen“, Naturwissenschaften 71 (1984) 192-198
  • F. Schüth, „Neue Materialien für die heterogene Katalyse“, Chemie Ingenieur Technik 77 (2005) 1399-1416
  • A. Taguchi, F. Schüth, „Ordered mesoporous materials in catalysis“,Microporous and Mesoporous Materials 77 (2005) 1–45, Review
  • N. Hüsing und U. Schubert, „Aerogele - luftige Materialien: Chemie, Struktur und Eigenschaften“, Angew. Chem. 110 (1998) 22 – 47
Current teaching resources

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Notes
No information
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