Master en
Nanociencia y Nanotecnología Molecular
MÓDULO INTRODUCCIÓN
M1. Introducción al Máster en Nanociencia y Nanotecnología Molecular: Conceptos básicos (6 ECTS)
Guía docente: pdf Es pdf Val
Profesores:
UA: Carlos Untiedt, Carlos Sabater, Javier García Martínez
UAM: Rodolfo Miranda, Roberto Otero, Félix Zamora, Andres de la Escosura Navazo
UCLM: José Miguel Colino, Rosa Fandós, Fernando Langa,
ULL: Javier González Platas, Romen Carrillo Fumero
UMH: Fernando Fernandez Lazaro, Ángela Sastre
UV: Efrén Navarro, Alejandro Gaita
UVa: Miguel Á. Rodríguez, María Luz Rodríguez

Contenido: Conceptos básicos sobre terminología química en sistemas moleculares, mecánica cuántica y química computacional, termodinámica estadística, física del estado sólido y ciencia de materiales.
MÓDULO BÁSICO
M2. Fundamentos de nanociencia (4,5 ECTS)
Guía docente: pdf Es pdf Val
Profesores: Joaquín Fdez Rossier, Juan José Palacios, María Luz Rodríguez, Mónica Giménez Marqués

Contenido: Aproximaciones descendentes (top-down) y ascendente (bottom-up) a la Nanociencia. Concepto de baja dimensionalidad y fenómenos dependientes del tamaño. Fundamentos de nanofísica (nanomecánica, nanomagnetismo, nanotransporte y nano-óptica). Nanomateriales y nanoestructuras: Tipos principales de sistemas y procedimientos generales para la preparación de nanopartículas y de películas delgadas (depósito químico en fase vapor (CVD), depósito físico en fase vapor (PVD), deposito en fase líquida: spin coating, layer-by-layer, Langmuir-Blodgett, etc.)
M3. Técnicas físicas de caracterización (4,5 ECTS)
Guía docente: pdf Es pdf Val
Profesores: : Rodolfo Miranda, Roberto Otero, Juan Francisco Sánchez, Carlos Untiedt

Contenido: Técnicas de microscopia y espectroscopia para caracterizar nanoestructuras: Resolución y tipo de información obtenida; aplicaciones a sistemas moleculares. Microscopias ópticas: Microscopia confocal; Microscopia NSOM (microscopia óptica de barrido de campo cercano). Microscopias electrónicas: SEM (microscopia electrónica de barrido) y TEM (microscopia electrónica de transmisión. Microscopias de proximidad. STM (microscopia de efecto túnel): Estudio de superficies y manipulación de átomos y moléculas. Microscopia de fuerza atómica (AFM): Principios básicos; modos de medida; medida de las propiedades elásticas locales; aplicación de la AFM a la nanobiología: imágenes de biomoléculas, membranas y tejidos; otras microscopias de proximidad: microscopio de fuerza lateral, microscopio de fuerza magnética, microscopio de fuerza electrostática. Técnicas espectroscópicas: Espectroscopias de fotones; espectroscopia de rayos X; espectroscopia electrónica. Técnicas de caracterización y análisis de superficies: Difracción electrónica de alta energía (RHEED) y de baja energía (LEED); espectroscopias electrónicas de superficies: espectroscopia electrónica de rayos X (XPS) y Auger (AES); espectrometrías de masas para superficies.
M4. Técnicas físicas de nanofabricación (3 ECTS)
Guía docente: pdf Es pdf Val
Profesores: Maria A Díaz, Ricardo García

Contenido: Litografía óptica y litografía mediante haces de electrones: Fundamento y límites; tipos de resinas utilizadas; diseño de motivos y medida de las dimensiones. Nanofabricación mediante haces de iones. Nanolitografía por nanoimpresión y por microcontacto: Fundamento, tipos de moldes y tipos de impresiones. Métodos basados en las microscopias de proximidad: Método de oxidación local y otras nanolitografías basadas en AFM; nanomanipulación de moléculas; nanofabricación y nanomanipulación basada en STM y SNOM.
M5. Conceptos básicos de la química supramolecular (3 ECTS)
Guía docente: pdf Es pdf Val
Profesores: Enrique García-España, Fernando Langa, Tomás Torres

Contenido: Conceptos básicos de química supramolecular: Naturaleza de las interacciones no-covalentes; Reconocimiento de iones, moléculas y biomoléculas; Autoensamblado y auto-asociación molecular: ejemplos biológicos; aspectos termodinámicos y cinéticos; autoensamblado mediante enlaces de coordinación, enlaces de hidrógeno y otras interacciones no covalentes. Topología molecular: catenanos, rotaxanos y nudos. Dispositivos moleculares: diadas e interruptores moleculares, puertas lógicas, sensores. Amplificación de señal y efecto antena. Síntesis de nanopartículas. Tensoactivos: monocapas, micelas, vesículas y cápsulas.
M6. Nanomateriales moleculares: métodos de preparación, propiedades y aplicaciones (6 ECTS)
Guía docente: pdf Es pdf Val
Profesores: Eugenio Coronado, Fernando Langa, Carlos Martí, Tomás Torres, Samuel Mañas

Contenido: Materiales magnéticos moleculares: Diseño, síntesis, caracterización y aplicaciones de i) nanopartículas magnéticas obtenidas mediante una aproximación molecular; ii) nanoimanes moleculares (moléculas-imán y cadenas-imán); iii) multicapas magnéticas moleculares; iv) moléculas magnéticas biestables. Materiales con propiedades ópticas: Cristales líquidos, materiales para la óptica no lineal, limitadores ópticos, etc.; tipos de organizaciones supramoleculares y aplicaciones. Materiales con propiedades eléctricas: Conductores y superconductores moleculares: estructuras electrónicas, organización sobre superficies e interfases, propiedades y aplicaciones (sensores químicos, transistores de efecto campo (FETs), etc.). Nanotubos de carbono: Estructuras, propiedades, métodos de obtención y de organización y aplicaciones.
MÓDULO AVANZADO
M7. Uso de la química supramolecular para la preparación de nanoestructuras y nanomateriales (3 ECTS)
Guía docente: pdf Es pdf Val
Profesores: Fernando Langa, Guillermo Mínguez, Ángela Sastre, Tomás Torres

Contenido: Autoensamblado jerárquico y autoorganización: nanoestructuras funcionales y materiales supramoleculares con propiedades físicas o químicas de interés; diseño de arquitecturas biomoleculares; diseño de moléculas funcionales y nanomateriales con un alto nivel de comunicación con los sistemas biológicos y aplicaciones biomédicas de los mismos. Organización de estructuras supramoleculares en superficies: Monocapas autoensambladas (SAMs). Uso de arquitecturas autoensambladas como plantilla para el crecimiento de nanoestructuras orgánicas o inorgánicas. Autoensamblado de nanopartículas. Quiralidad en superficies y su relevancia en catálisis heterogénea. Polímeros supramoleculares y polímeros tipo bloque.
M8. Electrónica molecular (4,5 ECTS)
Guía docente: pdf Es pdf Val
Profesores: Hendrik Bolink, Enrique Ortí, Juan J Palacios, Tomás Torres

Contenido: Introducción y conceptos básicos de la electrónica basada en materiales moleculares y de la electrónica unimolecular. Transferencia y transporte de cargas en materiales moleculares y en nanoestructuras. Dispositivos electrónicos supramoleculares: circuitos, diodos, transistores, etc. Dispositivos electrónicos unimoleculares. Máquinas moleculares. Materiales moleculares para dispositivos optoelectrónicos: Células fotovoltaicas, OLEDs, etc; estructura y tipos dispositivos; fundamentos físicos de su funcionamiento; materiales constituyentes; comparación con los dispositivos inorgánicos. Detectores, sensores y actuadores de interés químico y biológico basados en moléculas; sensores químicos basados en nanoestructuras de óxidos metálicos. Técnicas de procesado de materiales y de preparación de los dispositivos moleculares. Estudios experimentales y teóricos del transporte de cargas a través de moléculas y cables moleculares. Propiedades ópticas y espectroscopia electrónica de sistemas unimoleculares. Estudios experimentales de los mecanismos de disipación de energía y del movimiento de moléculas sobre superficies y papel de los grados internos de libertad.
M9. Nanomagnetismo y espintrónica molecular (4,5 ECTS)
Guía docente: pdf Es pdf Val
Profesores: Julio Camarero, Eugenio Coronado, Samuel Mañas

Contenido: Investigación de nanoestructuras magnéticas y de interfases magnéticas a través del microscopio de fuerza magnética (MFM) y del microscopio de fuerza de resonancia magnética (MRFM). Estudio de dominios magnéticos mediante la microscopia STM de spin polarizado. Detección experimental del momento magnético en sistemas unimoleculares. Spintrónica molecular.
M10. Temas actuales de nanociencia y nanotecnología molecular (6 ECTS)
Guía docente: pdf Es pdf Val
Contenido: Esta asignatura se integra en la European School on Molecular Nanoscience (ESMolNa). Durante esta escuela se proporciona una visión actual del estado del arte en las diferentes facetas de los materiales moleculares y la nanociencia molecular (magnetismo molecular, electrónica molecular, aplicaciones de la nanociencia molecular y de los materiales, etc.). Al mismo tiempo se crea un foro de discusión donde las jóvenes generaciones de investigadores (estudiantes de master nacional y estudiantes de doctorado de toda Europa) tienen la oportunidad de presentar sus últimos resultados de investigación ante esta distinguida comunidad científica.
MÓDULO TRABAJO FIN DE MÁSTER
M11. Trabajo de fin de Máster (15 ECTS)
Guía docente: pdf Es pdf Val
Contenido: Desarrollo de un trabajo de investigación en este área.
Las líneas de investigación asociadas al máster se estructuran en torno a cinco grandes temas de investigación:
Diseño de moléculas y nanoestructuras basadas en moléculas. Organización de moléculas en superficies e interfaces.
Conductores y superconductores moleculares, Materiales Magnéticos Moleculares, Materiales Fotónicos Moleculares. Materiales moleculares multifuncionales. Materiales Magnéticos Moleculares, Materiales moleculares conmutables. Polímeros de coordinación porosos (MOFs). Materiales Híbridos.
Preparación, estudio y modelización teórica de materiales, nanoestructuras y dispositivos optoelectrónicos (células solares, OLEDs, OFETs, láseres moleculares,…). Nanoestructuras de carbono (fullerenos, nanotubos de carbono, grafeno,…) y su uso en electrónica molecular. Preparación, estudio y modelización teórica de dispositivos electrónicos unimoleculares.
Preparación, estudio y modelización teórica de nanoimanes moleculares y de nanoestructuras moleculares. Moléculas y materiales para la espintrónica molecular. Moléculas magnéticas para la computación cuántica. Caracterización estructural, electrónica y magnética de moléculas y nanomateriales magnéticos mediante técnicas de microscopia de proximidad (STM, AFM, MFM)
Aplicaciones de la química de coordinación en magnetismo molecular y espintrónica. Aplicaciones de la química de coordinación en electrónica molecular. Aplicaciones biomédicas de moléculas y nanomateriales moleculares. Sensores moleculares. Dispositivos optoelectrónicos moleculares (células solares, OLEDs, láseres moleculares,…). Producción directa de fuel con luz solar. Dispositivos espintrónicos moleculares (válvulas de espin moleculares, espin-OLEDs, espin-OFETs, …)
Universidades Participantes:
Colaboran:
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