التجميع الذاتي للمواد الوظيفية

يُعدّ التجميع الذاتي (Self-Assembly) أسلوباً مهماً وفعّالاً لتصنيع مواد وظيفية تمتلك خصائص قابلة للضبط على المستوى الجزيئي. يقدّم هذا المقرر الأسس العلمية والتطوّرات الحديثة في مجال المواد الوظيفية التي تتكوّن من خلال التجميع الذاتي للجزيئات و/أو الأيونات، مع التركيز على كيفية توجيه هذا التجميع للحصول على بنى محددة تؤدي وظائف مرغوبة. يتناول المقرر موضوعات تشمل تصميم المواد الوظيفية، وبُناها (Structures) على المستويات المختلفة، وخصائصها الفيزيائية والكيميائية، وكيفية ارتباط هذه الخصائص بطريقة ترتيب الوحدات البنائية أثناء التجميع الذاتي. كما يوضح المقرر العلاقة بين البنية والخاصية والأداء، بما يساعد المتعلم على فهم مبادئ التحكم في التجمعات الجزيئية في الحالة الصلبة. ويركّز المقرر أيضاً على تطبيقات هذه المواد في مجالات متقدمة، مثل الإلكترونيات العضوية (Organic Electronics) حيث تُستخدم المواد ذات التنظيم الذاتي لتحسين نقل الشحنة وبناء مكوّنات وظيفية، وكذلك في التحفيز (Catalysis) عبر تجميع أيونات الفلزات لتطوير محفزات جزيئية فعّالة. إضافة إلى ذلك، يستعرض المقرر دور تجميع المحفزات الجزيئية في تفاعلات التمثيل الضوئي الاصطناعي (Artificial Photosynthesis) بهدف محاكاة عمليات تحويل الطاقة في الطبيعة وتطوير حلول كيميائية مستدامة. بنهاية المقرر، سيكون لدى المتعلم فهم متين لمبادئ التجميع الذاتي وكيفية توظيفها لتصميم مواد وظيفية وتقييم بنيتها وخصائصها وتطبيقاتها الحديثة.

• التحكم في التجمعات الجزيئية وخصائصها في الحالة الصلبة
• فهم أساسيات وتطبيقات بلورات الكلاثريت
• فهم أساسيات وتطبيقات المواد الإلكترونية العضوية المتجمعة ذاتياً
• تجميع أيونات الفلزات لتطوير محفزات جزيئية
• تجميع المحفزات الجزيئية لتفاعلات التمثيل الضوئي الاصطناعي

• الإلمام بالكيمياء على مستوى جامعي