SIVILINGENIØRUTDANNING NANOTEKNOLOGI 2015-2016
SIVILINGENIØRUTDANNING NANOTEKNOLOGI Vi leter etter deg som kan få mye ut av lite Hvordan kan atomer og molekyler settes sammen til nye typer materialer? Hvordan kan vi bygge nye komponenter for diagnostikk og medisinering, ren energiteknologi og nye elektroniske innretninger? Nanoteknologi handler om å studere og manipulere ulike materialer helt nede på atomært nivå.
En student bruker høyteknologisk utstyr til nanostrukturering (FIB) av en prøve på NTNU NanoLabs renrom. Foto: Kim Ramberghaug /NTNU
HVA ER NANOTEKNOLOGI? Nanoteknologi forener de klassiske naturvitenskapelige fagene fysikk, kjemi og biologi i fremstillingen av materialer, komponenter og system, hvor toleranser på nanometer skala er avgjørende for deres funksjonelle egenskaper. Dette krever verktøy for inspeksjon og kontroll helt ned på atomær skala. Slike «nanoverktøy» er i dag tilgjengelig i laboratoriet og benyttes i industrien, blant annet til fremstilling av integrerte kretser. Nanoteknologiens tverrfaglige karakter gjenspeiles i bredden av anvendelser, blant annet innenfor medisin, elektronikk, fornybar energi, sikkerhet og miljøovervåking. STUDER NANOTEKNOLOGI Liker du matematikk og naturvitenskap og drømmer om et yrkesliv der du kan bidra med din kunnskap til nye innovative løsninger for: bedre terapi og diagnose innen medisin nye og bedre komponenter og systemer for kommunikasjon og miljøkontroll mer effektiv, miljøvennlig produksjon og bruk av energi i hverdagen I så fall vil sivilingeniørstudiet i nanoteknologi ved NTNU trolig bli et lykkelig valg for deg. OPPBYGNING Sivilingeniørutdanningen i nanoteknologi er et femårig masterprogram, der de to første årene av studiet gir deg solid basiskunnskap innenfor kjemi, fysikk og matematikk. Samtidig vil du bli introdusert til karakteristiske egenskaper hos «nanostrukturerte» materialer og moderne metoder for inspeksjon og manipulering av materialer helt ned på atomær skala. VANSKELIGE ORD? På www.ntnu.no/studier/ordliste finner du en liste som forklarer disse ordene: studieprogram, bachelorprogram, masterprogram, semester, studiepoeng, emne, fag, fordypningsemne, perspektivemne, støttefag, årsstudium, studieretning, fordypning, hovedprofil. 4
De to første årene har et fastlagt løp med felles fag for alle på kullet. De neste tre årene spesialiserer du deg innenfor én av tre studieretninger. Valget står her mellom nanoelektronikk, bionanoteknologi og nanoteknologi for materialer, energi og miljø. For mer informasjon om studieretninger, se side 8. Det siste året er disponert til fordypningsemne, prosjektog masteroppgave, som normalt gjennomføres i team sammen med lokale forskere. På våre nettsider: ntnu.no/studier/mtnano, finner du mer utfyllende informasjon om studiets oppbygning, samt en oversikt over obligatoriske og valgbare emner. EN NY STUDIEHVERDAG Som «nanostudent» blir du en del av et kull på rundt 30 studenter. Her forsvinner du garantert ikke i mengden og blir snart godt kjent med alle dine medstudenter. Siden nanoteknologi er et utpreget tverrfaglig studium, der en rekke kurs blir gitt i fellesskap med andre studieprogram, vil du også raskt møte studenter fra fysikk og matematikk, elektronikk, materialteknologi og kjemi. Dette gir deg rike muligheter til å knytte nye vennskap og bygge et nettverk, som du vil ha glede av både under studietiden og i livet videre. En ny hverdag - og nye studievenner. Foto: Per Henning /NTNU 5
Topptur en av mange, ulike arrangementer i regi av linjeforeningen Timini. Foto: Livet som student byr på stor personlig frihet, men stiller også krav til selvdisiplin og arbeidsinnsats. Du har selv det fulle ansvar for egen læring, for å møte til lab-øvinger og overholde frister for innlevering av obligatoriske oppgaver. Ikke minst er det opp til deg å stille vel forberedt til eksamen. Linjeforeningen Timini Timini drives av studentene selv og har som viktigste formål å sveise studentene sammen sosialt. Foreningen arrangerer også møter med representanter fra norsk industri og andre faglige aktiviteter. Timini byr på gode venner og mye moro. Du finner mer informasjon på www.timini.no UTENLANDSOPPHOLD Nanoteknologi er et fagområde som er i rask utvikling og vekst over hele den industrialiserte verden. Det er svært vanlig blant «nanostudentene» å reise på utveksling utenlands for å tilbringe ett til to semester i siste del av studiet. Erfaringer fra et slikt opphold er som regel verdifullt når du seinere skal søke jobb. Lånekassen gir støtte til slike utenlandsopphold. Internasjonal seksjon ved NTNU yter også bistand til å realisere slike opphold, både i form av stipend og til planlegging av oppholdet. Våre faglærere har gode kontakter ved aktuelle læresteder rundt om i verden, og vil kunne hjelpe deg med gode råd for valg studiested utenlands. 6
JOBBMULIGHETER Som ferdig utdannet sivilingeniør i nanoteknologi vil du ha verktøy og kunnskap som gjør deg i stand til å løse oppgaver og utfordringer på mange samfunnsområder. Framtidige jobbmulighetene vil for eksempel være innenfor utvikling av nye materialer og systemer for medisinsk teknologi, kommunikasjonsteknologi og ren energiteknologi. Du kan for eksempel jobbe med forskning, her finnes det mange muligheter for nanoteknologer. For eksempel kan du starte en forskerkarriere ved et universitet, i SINTEF eller Institutt for energiteknikk på Kjeller. Det er også mulig å jobbe med forskning i private bedrifter. Det er selvsagt ikke bare innenfor forskning ferdigutdannede nanoteknologer får jobb. Studentene har gjennom studieløpet fått kunnskaper til å jobbe innenfor mange ulike bransjer. Næringslivet tilbyr nanoteknologer jobber i alle typer virksomheter, blant annet i oljesektoren, elektronikkfirmaer, ingeniørselskaper, konsulentbransjen eller finans. Har du sivilingeniørtittel i nanoteknologi har du et hav av muligheter, og det er bare din egen lyst og vilje som setter grenser. NTNU NanoLab et høyteknologisk renrom. Nanoteknologi krever avansert utstyr og mulighet til å arbeide under kontrollerte forhold i såkalte «renrom». Foto: Geir Mogen 7
STUDIERETNINGER De tre siste årene på sivilingeniørutdanningen i nanoteknologi spesialiserer du deg innenfor en av følgende studieretninger: nanoelektronikk bionanoteknologi nanoteknologi for materialer, energi og miljø Nanoelektronikk Mobiltelefon, digitalkamera og egen laptop med bredbåndstilgang er blitt en selvsagt del av hverdagen for deg. Dagens informasjonssamfunn hviler på en kompleks produksjonsteknologi der millioner av elektroniske komponenter (transistorer) kobles sammen på små brikker av halvledermaterialet silisium. For å etterkomme kravene til stadig økende kapasitet og regnekraft, må vi miniatyrisere komponentene, og dagens teknologi vil om få år møte fundamentale fysiske barrierer. Det er derfor på tide å tenke nytt, og mulige løsninger kan for eksempel være ett-elektron-system, nanowires og transistorer laget av karbonnanorør. En nanoelektronikkstudent er interessert i de fysiske mekanismene som styrer oppførselen til naturens minste byggesteiner. Studieretningen fokuserer mye på teori rundt elektroniske og fotoniske egenskaper hos metall- og halvlederstrukterer, og tar for seg kvanteeffekter i systemer på nanometerskala. Foruten utvikling av nye og mer kompakte transistorløsninger, omfatter nanoelektronikk også andre spennende felt som spintronikk, kvanteinformasjonsteknologi, fotoniske nanosensorer og mikroelektromekaniske systemer. Nanoelektronikkstudenter får god praktisk erfaring med mange ulike fabrikasjons- og karakteriseringsteknikker på NTNU NanoLab. Bionanoteknologi Ved å studere naturlig forekommende materialer i nanometerskala kan vi få inspirasjon og viten til å skape nye materialer med helt særegne egenskaper. Som student i bionanoteknologi vil du lære hvordan vi kan avsløre 8
naturens hemmeligheter, og være med på å utnytte den nye kunnskapen i fremstillingen av nye materialer. Bionanoteknologi omhandler også kunnskap om hvordan biologiske molekyler, som proteiner og DNA, kan integreres med menneskeskapte materialer for å gi nye typer sensorer og produkter. Dette er et hurtigvoksende og spennende felt med anvendelser innenfor eksempelvis medisinsk diagnostikk. Studenter på bionanoteknologi kan velge en blanding av medisinske og teknologiske fag. Dette gir mange muligheter for bionanoteknologer, som har god bakgrunn til å gå inn i mange fagfelt og skape broer mellom disse. Det er også mulig å fordype seg i toksikologiske aspekter ved nanoteknologi, noe som kan være en av de større utfordringene i kommersiell bruk av nanoteknologi. Det er et teknologisk samarbeid blant annet mellom fysikk- og bioteknologimiljøet ved NTNU og medisinmiljøet ved St. Olavs Hospital. Bionanostudenter kan jobbe med tverrfaglig prosjektarbeid i grupper og ved NTNU Nanolab (renrom) det siste året av studiene. Ferdigutdannete bionanoteknologer får en unik fagsammensetning, som kombinerer kunnskap fra biofysikk, fysikk, medisin, bioteknologi og materialteknologi. Denne kunnskapen, kombinert med opplæring og arbeid i NTNUs renrom der avansert nanoteknologisk fabrikasjon og karakteriseringsteknikker er tilgjengelig, gjør dem godt rustet til å benytte de revolusjonerende mulighetene nanoteknologien gir. Dette skjer innenfor et bredt utvalgt av vitenskapelige og teknologiske felt. TITTEL Her kommer en bildetekst som kan gå over flere linjer. Her kommer. Foto: Fornavn Etternavn DNA chip - brukt til genotyping. Foto: istockphoto/andrei Tchernov 9
Nanoteknologi for materialer, energi og miljø Tenk deg konsekvensen av å kunne lage nanometertynne og lette karbonnanonrør som er mye sterkere enn stål. Anvendelsesområdene er nærmest ubegrenset, fra fly til skistaver. Det er ikke bare styrken, men også de elektroniske, magnetiske og optiske egenskapene som kan påvirkes ved å styre oppbyggingen av materialer på nanoskalanivå. Slike materialer vil gi grunnlag for videre utvikling av nye produkter. For å kunne lage slike komplekse materialer må du beherske flere ulike synteseteknologier. Velger du å studere nanostrukturerte materialer, vil du lære en rekke avanserte teknikker for enten å bygge opp materialer atom for atom, 10 STUDIELØP 1. og 2. år: Fra og med første semester utgjør nanoemner en rød tråd gjennom hele studiet. I tillegg kommer basisemner innenfor eksempelvis matematikk, fysikk, kjemi, programmering og elektronikk. 3. år: Velg studieretning: - Nanoelektronikk - Bionanoteknologi - Nanoteknologi for materialer, energi og miljø 4. år: - Obligatoriske og valgbare emner - Ikke-teknologiske emner 5. år: - Fordypningsemner, prosjekt- og masteroppgave eller for å påvirke materialer fra overflaten og nedover i nanometerskala. Vi har kun sett begynnelsen av hva som er mulig å skape av nanomaterialer ved å utnytte disse teknikkene, og nye teknikker er stadig under utvikling. Ren energi og et renere miljø er to av de viktigste utfordringene vi står overfor i årene som kommer. Her vil lettere og sterkere materialer bidra til å redusere energiforbruket i for eksempel fly og biler. Et annet viktig felt er utvikling av effektive metoder for konvertering av én type energi til en annen. Materialer med nye funksjonelle egenskaper vil kunne effektivisere energikonvertering for eksempel fra sollys til elektrisitet i solceller, eller fra elektrisk energi til kjemisk energi i form av hydrogengass. Ved å spesialisere deg innenfor nanoteknologi for materialer, energi og miljø vil du kunne bidra til alt dette. Som student vil du lære om tradisjonelle fabrikasjonsmetoder for keramer, metaller og halvledere, så vel som prinsipp og praksis for nye tidsaktuelle muligheter innenfor materialteknologi. Du får innblikk i problemstillinger og utfordringer innenfor materialer, som styrke, vekt, bestandighet og miljøpåvirkning. En spesialisering innenfor nanoteknologi for materialer, energi og miljø, vil sette deg i stand til bidra til å møte verdens klimautfordringer. Mer info om de ulike studieretningene finner du på nettsidene: ntnu.no/studier/mtnano
Foto: Geir Mogen /NTNU NANOTEKNOLOGI 5-årig sivilingeniørutdanning Antall studieplasser: 31 Søknadsfrist: 15. april Adresse: NTNU, Fakultet for naturvitenskap og teknologi, 7491 Trondheim Telefon: 73 59 41 97 Informasjon om studiet: www.ntnu.no/studier/mtnano www.ntnu.no/nt Studieveileder: studier-nt@nt.ntnu.no Opptakskrav: Krav om matematikk (R1+R2) og fysikk, (FYS1). Karakteren 4 eller bedre i matematikk R2. Kravkode ING4R2 SEM micrograph of pollen (round with spikes). Photo: MTNANO/NTNU 11
> Design/AD: Agendum See Design as Illustrasjon: Agendum See Design/Commando Group/Rune Spaan Layout: Marianne Sjøholtstrand/NTNU Trykk: Trykkpartner AS MILJØMERKET 241 Trykkeri 823 NTNU Det skapende universitet Ved NTNU i Trondheim er den teknologiske kunnskapen i Norge samlet. I tillegg til teknologi og naturvitenskap har vi et rikt fagtilbud i samfunnsvitenskap, humanistiske fag, realfag, medisin, lærerutdanning, arkitektur og kunstfag. Samarbeid på tvers av faggrensene gjør oss i stand til å tenke tanker ingen har tenkt før, og skape løsninger som forandrer hverdagen. www.ntnu.no/studies/mtnano