Διδασκόμενη ύλη

Ανάλυση των αρχών που διέπουν την αυθόρμητη και προγραμματισμένη δημιουργία (βιο)νανοδομών. Βασικές αρχές υπερμοριακής χημείας. Εφαρμογή αρχών της υπερμοριακής χημείας στη δημιουργία νανοδομών, παραδείγματα μελετών από τη σύγχρονη βιβλιογραφία. Νέα -υπερμοριακά- (βιο)ϋλικά, εξειδικευμένες εφαρμογές στους τομείς της νανο- και βιο- τεχνολογίας.

Πιο συγκεκριμένα, το μάθημα χωρίζεται στις παρακάτω ενότητες:

1. Νανοτεχνολογία: ορισμός, προσεγγίσεις, προοπτικές.
2. Υπερμοριακή Χημεία: Ορισμός και βασικές αρχές.
3. Διαμοριακές αλληλεπιδράσεις/Αυτοοργάνωση.
4. Μοριακή αναγνώριση και συναρμογή – χημεία υποδοχέα/φιλοξενούμενου μορίου (host-guest chemistry).
5. Σύνθεση μέσω στρατηγικής χρήσης μητρών (template-directed synthesis).
6. Χημεία δυναμικού ομοιοπολικού δεσμού (dynamic covalent chemistry).
7. Αυτοοργάνωση: Αμφίφιλα μόρια, Πολυμερή, ελικοειδή πολυμερή, υπερμοριακά πολυμερή, πεπτίδια, πρωτεΐνες, ολιγονουκλεοτίδια.
8. Μηχανικά αλληλοσυνδεμένες μοριακές δομές (mechanically-interlocked molecular architectures).
9. Μοριακές μηχανές.
10. Παρουσίαση και ανάλυση ερευνητικών εργασιών από την σύγχρονη βιβλιογραφία.

Ιστοσελίδα μαθήματος

Το eclass του μαθήματος.

Μαθησιακά αποτελέσματα

Το μάθημα στοχεύει να παρέχει γνώση των βασικών ορισμών και εννοιών της υπερμοριακής χημείας, επισκόπηση των θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων που διέπουν την αυτοοργάνωση και την εφαρμογή της στους ζώντες οργανισμούς και τις συνθετικές νανοδομές και τέλος μία πρώτη θεώρηση των σύγχρονων τάσεων στο σχεδιασμό υπερμοριακών συγκροτημάτων και συσκευών με βάση την επίκαιρη βιβλιογραφία.

Μετά από επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές θα είναι σε θέση:

• Να κατανοούν τους βασικούς ορισμούς και τις έννοιες υπερμοριακής χημείας που χρησιμοποιούνται ευρέως στη κατασκευή καινοτόμων υλικών,
• Να συσχετίζουν την αρχιτεκτονική νανοδομών με τη χημική δομή των συστατικών τους,
• Να αναγνωρίζουν τα είδη των αλληλεπιδράσεων που διέπουν την αυτοοργάνωση και να τα χρησιμοποιούν για την κατανόηση και το σχεδιασμό νέων μορίων και νανοδομών,
• Να συμμετέχουν σε ένα διεπιστημονικό εργαστηριακό περιβάλλον που απαιτεί βασική κατανόηση υπερμοριακής χημείας (στα πλαίσια διπλωματικής εργασίας ή προγράμματος Erasmus).

Το μάθημα σύμφωνα με το Ευρωπαϊκό Πλαίσιο Προσόντων Δια Βίου Μάθησης είναι επιπέδου 6 ως μάθημα πρώτου κύκλου σπουδών.

Μέθοδοι Aξιολόγησης

• Σεμινάριο 60% (Προφορική παρουσίασης βιβλιογραφικής εργασίας)
• Εργασία 20% (Γραπτή ανάλυση βιβλιογραφικής εργασίας, 2-5 σελίδες)
• Τελική Εξέταση 20% (Ερωτήσεις σύντομης ανάπτυξης)

Βιβλιογραφία

• Core Concepts in Supramolecular Chemistry and Nanochemistry, Jonathan W. Steed, David R. Turner and Karl J. Wallace. John Wiley & Sons, Ltd:  Chichester. 2007.
• Supramolecular chemistry: Concepts and perspectives, J.-M. Lehn, VCH, Weinheim 1995.
• “Application of supramolecular chemistry”, Schneider, H.J., CRC Press 2012.

Συναφή επιστημονικά περιοδικά

• Nature,
• Science,
• Nature Communications,
• Chemical Communications,
• RSC Advances,
• JACS,
• Angewandte Chemie International Edition,
• Supramolecular Chemistry.