İndir

BEK-1
Mühendislik Fakültesi
Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği
Bölüm/Program Dersi
Dersin Adı
DERS TANIM BİLGİLERİ
Nanosensörler, Dedektörler ve Uygulamaları
Dersin Kodu
Teori/Saat
Uygulama/Saat
Laboratuar/Saat AKTS Kredisi
TE 5
Dersin
Koordinatörü
Öğretim
Elemanları
Yardımcı
Öğretim
Elemanları
3
0
0
Dersin Amacı
Dersin İçeriği
Dersin Dili
5
Bölüm Başkanlığı
Yrd. Doç Dr. Ayben KARASU UYSAL, Yrd. Doç Dr. Necati VARDAR, Yrd.
Doç Dr. Hulusi AÇIKGÖZ
Arş.Gör. Emre Burak ERTUŞ
Bu dersin amacı, öğrencilere bilimsel uygulamalarda kullanılan
nanosensörleri
öğretmektir.
Nanosensörlerdeki
algı
kavramını
tanımlamak, nanosensörlerden elde edilen bilgiyi güvenilir şekilde
işlemek, hesaplamak ve yorumlamak, nanosensör performansını
etkileyen girişim parametrelerini hesaplamak bu dersin amaçları
arasındadır.
Temel algılama yöntemleri açıklanacaktır. Sıvı ve gaz nanosensörler ile
biyosensörlerin tasarım, üretim ve test uygulamaları sunulacaktır. Sensör
karakteristikleri, fiziksel etkiler, nano tabanlı inorganik sensörler ile
organik biyosensörler, bunların uygulamaları, dedektörler ve uygulamaları
açıklanacaktır.
İngilizce
DERSİN PROGRAM TEMEL YETERLİLİKLERİ İLE İLİŞKİSİ
No
Program yeterlilikleri
A
Temel Bilimleri Mühendislik Sistemlerinin Analizi İçin Kullanabilme
B
Malzeme Bilimi ve Mühendisliğinin Temellerini Bilme
E
Nanobilim ve Nanoteknoloji Mühendisliğininin Temellerini Bilme
G
Elektrik – Elektronik Sistemlerin Temellerini Bilme, Tasarımını Yapabilme
Kuantum Mekaniği ve Katıhal Fiziğinini Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji
Alanında Kullanabilme
K
DERSİN PROGRAM YETERLİLİKLERİNİ KARŞILAMA DÜZEYİ
No
A3
Alt Yeterlilikler (Bilgi, Beceriler ve Yetkinlikler)*
Temel Fizik bilgi ve teoremlerini bilme
Biyoloji ile ilgili tüm problemleri tanımlayabilmeli, modelleme
A10
ve çözüm yolları üretebilme
Biyonanoteknolojinin kullanıldığı disiplinleri ve endüstriyel
A13
uygulamalar hakkında bilgi ve beceriye sahip olabilme
Temel düzey malzeme bilimi ve mühendislik bilgisi ve
B5
uygulamasını yapabilme
E2 Nanomalzemelerin uygulama alanlarını ve önemini anlama
Nanotıp ve biyoteknolojideki uygulamalar ve gelişmeler
E7
hakkında bilgi sahibi olma
Karşılama Düzeyi
Düşük
Orta
Yüksek
X
X
X
X
X
X
BEK-1
Elektronik devre elemanlarının karakteristik özelliklerini bilme
Katıhal fiziği ile ilgili problemleri belirleyerek, bu problemlere
K6
çözüm üretebilme
Kuantum mekaniğinin malzeme bilimi ve nanoteknoloji
K12
konuları ile ilişkisini ve bunlara etkisini kavrayabilme
G2
X
X
X
DERSİN ÖĞRENME KAZANIMLARI
Sıra
No
1
Temel Fizik bilgi ve teoremlerini bilme
Program*
Yeterlilikleri
ile İlişkisi
A3
Ölçme**
Yöntemi
1,3,5
Biyoloji ile ilgili tüm problemleri tanımlayabilmeli, modelleme
1,3,5
A10
ve çözüm yolları üretebilme
Biyonanoteknolojinin kullanıldığı disiplinleri ve endüstriyel
1,3,5
3
A13
uygulamalar hakkında bilgi ve beceriye sahip olabilme
Temel düzey malzeme bilimi ve mühendislik bilgisi ve
1,3,5
4
B5
uygulamasını yapabilme
5
Nanomalzemelerin uygulama alanlarını ve önemini anlama
E2
1,3,5
Nanotıp ve biyoteknolojideki uygulamalar ve gelişmeler
1,3,5
6
E7
hakkında bilgi sahibi olma
7
Elektronik devre elemanlarının karakteristik özelliklerini bilme
G2
1,3,5
Katıhal fiziği ile ilgili problemleri belirleyerek, bu problemlere
1,3,5
8
K6
çözüm üretebilme
Kuantum mekaniğinin malzeme bilimi ve nanoteknoloji
1,3,5
9
K12
konuları ile ilişkisini ve bunlara etkisini kavrayabilme
**Yazılı Sınav:1, Sözlü Sınav:2, Ev Ödevi:3, Lab./Sınav:4, Seminer/Sunum:5, Dönem Ödevi:6
2
DERSİN HAFTALIK İÇERİĞİ
Hafta
1-3
4-7
8-10
Detaylı İçerik
Sensör Karakteristikleri ve Fiziksel Etkiler: Aktif ve pasif sensörler - Statik
karakteristikler: Doğruluk, uzaklık ve lineerlik - Dinamik karakteristikler: Birinci ve
ikinci derece sensörler - Sinyal dönüşümündeki fiziksel etkiler: Fotoelektrik etki,
fotodielektrik etki, fotolüminesans etkisi, elektrolüminesans etkisi, kimyasal
lüminesans etkisi, Doppler etkisi, Barkhausen etkisi, Hall etkisi, Ettinshausen
etkisi, piroelektrik etki, magneto-metalik etki (mıknatıssal büzülme), manyetik
direnç etkisi
Nano Tabanlı İnorganik Sensörler: Durum yoğunlukları (DOS): 3D, 2D, 1D ve
0D malzemelerin durum yoğunlukları - Bir boyutlu gaz sensörleri: Nanoyapılı ince
filmlerde gaz algılaması, Yüzeylerde soğurma, Katkı maddeleri ile metal oksit
modifikasyonu, yüzey modifikasyonu - nano-optik sensörler - nanomekanik
sensörler - nanoparçacıkla ile plazmon rezonans sensörleri - AMR, dev ve
magneto dirençler - manyetik tünel kavşakları
Organik Biyosensörler: Protein yapısı: protenini nanoteknolojideki rolü,
proteinin nanoaygıtlarda kullanımı - Algılamada antikor kullanımı: Antikorun
nanoparçacık eşleniği - Algılamada kullanılan enzimler: enzim nanoparçacık
hibrit sensörler - Algılamada motor proteinler: transmembran sensörler Nükleotid ve DNA tabanlı nanosensörler: DNA yapısı, DNA dekoderleri ve
mikrodiziler - DNA protein eşleniği tabanlı sensörler: Biyoelektronik sensörler,
BEK-1
11-13
14
nano gözeneklerle DNA dizilimi - Dallanmış yapılı molekül tabanlı sensörler Biyomanyetik sensörler.
Uygulamalar: Dirsek dizilimli sensörler array sensors: Şeker hastalığı teşhisi
için dirsek sensörler, kanser teşhisi için dirsek sensörler - Nanotüp tabanlı
sensörler: DNA algılaması için nanotüp tabanlı sensörler, karbondioksit
konsantrosayonu tanımlaması için nanotüp tabanlı sensörler - Nanotel tabanlı
sensörler: virüslerin elektriksel tanımlaması için nanotel tabanlı sensörler,
biyomoleküllerin elektriksel tanımlaması için nanotel tabanlı sensörler.
Dedektörler ve Uygulamaları: Biyoreseptörler - biyodedektörler - nanodizi
tabanlı dedektörler - nanoparçacık tabanlu dedektörler - patojenik
biyoişaretleyicilerin ultra hassas dedeksiyonu - bakterilerin ultra hassas
dedeksiyonu
DERS KİTABI VEYA MALZEMESİ
No
1
2
3
4
5
Kaynak
Kourosh Kalantar – Zadeh, Benjamin Fry, “Nanotechnology- Enabled Sensors”,
Springer , 2008
H.Rosemary Taylor, “Data acquisition for sensor systems”, Chapman & Hall,
1997.
Jerome Schultz, Milan Mrksich, Sangeeta N. Bhatia, David J. Brady, Antonio J.
Ricco, David R. Walt, Charles L. Wilkins, “Biosensing: International Research
and Development”, Springer, 2006
Ramon Pallas-Areny, John G. Webster, “Sensors and signal conditioning” John
Wiley & Sons, 2001.
Vijay.K.Varadan, Linfeng Chen, Sivathanupillai, “Nanotechnology Engineering in
Nano and Biomedicine”, John Wiley & Sons, 2010.
AKTS/ÇALIŞMA YÜKÜ TABLOSU
Etkinlikler
Çalışma
Sayısı Süresi
(Saat)
Çalışma Süresi
(Dakika)
Toplam
(Çalışma Yükü)
Ders Hafta Sayısı ve Saati
14
3
0
42
Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi
(Ön çalışma, Kütüphane,
Pekiştirme)
14
3
0
42
Ara Sınav
1
10
0
10
Kısa Sınav
3
5
0
15
Ödev
4
4
0
16
Uygulama
0
0
0
0
Laboratuar
0
0
0
0
Proje
0
0
0
0
Atölye
0
0
0
0
Sunum/Seminer Hazırlama
1
10
0
10
Alan Çalışması
0
0
0
0
Diğer
0
0
0
0
Dönem Sonu Sınavı
1
10
0
10
Toplam Yük
145
BEK-1
Toplam Yük / 30
4.83
Dersin AKTS Kredisi
5
AKTS kredisi, toplam iş yükünün 30'a bölümüdür. (1 AKTS = 30 saatlik iş yükü)

Download Report