Biomaterialer
Emnet introduserer grunnleggende aspekter assosiert med syntese, egenskaper, prosessering/tillagning og anvendelse av materialer (cellulose, hemicellulose, lignin) utledet fra eller assosiert med biologisk materiale. Emnet tar for seg mange relevante og grunnleggende detaljer som kobler sammen faktorer som binding, struktur og defekter i fibre, behandlingsparametre og mikrostrukturer (krystallinitet og cellulosens morfologi) til egenskapene og biomaterialenes mekanikk. Emnet fokuserer på biomaterialer med bred anvendelse; energi, optikk, landbruk, kjemisk, farmasøytisk, medisinsk eller klinisk bruk.
Emnet tilbys kun hvis et tilstrekkelig antall studenter registrerer seg.
Etter fullført emne skal studenten ha oppnådd følgende læringsutbytte:
Kunnskap
• Har bred kunnskap og forståelse av sammensetning og egenskaper for cellulose, hemicellulose, lignin og ekstrakter
• Har bred kunnskap og forståelse av teknologi som blir brukt i fraksjonering av råstoff
• Har bred kunnskap og forståelse av kjemiske reaksjoner i de viktigste fraksjoneringsmetodene av biomasse til dets bestanddeler
• Har bred kunnskap og forståelse av kjemisk karakterisering av lignocelluloses bestanddeler ved bruk av kjemiske metoder
• Kjennskap til forskning og utvikling i fraksjonering av lignocellulose
• Er kjent med tekniske utfordringer i produksjon av ulike biomaterialer og kan bestemme den optimale anvendelsen tatt i betraktning sammensetning og de fysiokjemiske egenskapene for lignocellulose
Ferdigheter
• Avdekke de unike egenskapene av plantebaserte fibre og vurdere hvordan deres egenskaper påvirker anvendelse
• Utvikle evnen til å se hvordan struktur og de fysiokjemiske egenskapene av lignocellulosematerialer henger sammen
• Peke på de sentrale flaskehalsene i moderne anvendelse av cellulose-baserte fibre, fibrenes bestanddeler, hemicellulose, lignin og ekstraktiver
• Velge riktig analysemetode for å vurdere enkelte egenskaper av lignocellulose materialer og deres anvendelse
• Utvikle eksperimentelle evner for å fraksjonere lignocellulose til dets hovedbestanddeler (cellulose, hemicellulose, lignin, ekstraktiver) og karakterisere deres kjemiske struktur ved kromatografi og spektroskopi.
Generell kompetanse
• De fysiske og kjemiske forskjellene mellom naturlig fiber, regenererte fibre og nanofiber
• Grunnleggende struktur, egenskaper og bruksområde for vanlig hemicellulose og ligniner, og struktur-egenskap til cellulosebaserte fibre
• Mestre morfologien av mikrofibriller og hensynta hvordan den påvirker nanocellulose produksjon og egenskaper
• De største hindringene og vanskelighetene i oppløsning av cellulose og regenerering ved hjelp av grunnleggende kjemiske prinsipper
• Sentral metode for kjemisk modifisering av lignocellulose materialer og vurdering av biomaterialene sin kvalitet ved bruk av kjemiske analytiske metoder
• Samsvar mellom sammensetning og fysiokjemiske egenskaper av lignin, hemicellulose og ekstraktivers med henblikk å på anvende biomaterialer i industri
Interaktive forelesninger, gjesteforelesninger (forutsatt minimum 5 deltakende studenter), litteraturstudier (med rapport) og sluttseminar.
I prosjektarbeidet vil flerfaglig arbeid bli utført i mindre grupper eller individuelt.
Sammensatt vurdering: Alle delene beskrevet under må være godkjent/bestått for å bestå emnet.
Sammensatt vurdering:
Arbeidskrav (AK) Flervalgstester i canvas. Godkjent/ikke godkjent
Muntlig eksamen (MU). Teller 70/100. Karakterregel A-F
Mappe (MA) Oppgaver i Inspera. Teller 30/100. Karakterregel A-F