SD2505 Biobaserade material och produkter 7,0 hp

Biomaterials and Products

Kursen behandlar materialstrukturer och egenskaper hos biopolymerer, biofibrer, och biokompositer. Dessutom behandlas naturens kompositmaterial, cellmaterial (t ex ben, trä, kork), hierarkiska materialstrukturer, biomimetiska material och produkter, ekodesign och materialval. Mikromekaniska materialmodeller är betydelsefulla i kursen.

Kursomgång och genomförande

Kursomgångar saknas för tidigare och kommande terminer, samt för innevarande termin.

Kursinformation

Innehåll och lärandemål

Kursinnehåll *

Materialklasser, biologiska fibrer (cellulosa, kitin, kollagen), biopolymerers fysik, kompositmaterialens mikromekanik, kompositer i naturen (exoskelett, skal hos snäckor o ägg, tänder, växter), biobaserade industriprodukter, cellmaterial (trä, ben, kork), geometrisk form, optimering, hierarkiska strukturer, funktionsgradienter, fogning, nedbrytning, livscykelanalys.

Lärandemål *

Förståelse för struktur-egenskapsrelationer i biobaserade material och produkter som t ex industriella biokompositer, trä, kork o naturfibermaterial, men också naturens kompositer, t ex i växter, ben, snäckskal och tänder. Särskilt betonas kompositers mikromekanik, kopplingen mellan material och geometrisk form för strukturmekanisk funktion, materialoptimering och principer för materialdesign.

Efter fullgjord kurs ska teknologen kunna:

  • Redogöra för olika klasser av biopolymerer och biofibrer, biokompositer, cellmaterial, deras struktur och egenskaper.
  • Förstå och använda mikromekaniska modeller för att beräkna egenskaper hos biologiska och biobaserade kompositer liksom cellmaterial.
  • Förklara skillnader mellan materialklasser i Ashbys materialdiagram (E-modul, hållfasthet, brottseghet, densitet) utifrån materialens struktur.
  • Förklara och exemplifiera begreppen funktionsgradient, hierarkisk struktur, biomimetik, ekodesign och ekoindikator.
  • Analysera och sammanfatta vetenskaplig artikel på området (engelskspråkig)

Kursupplägg

Ingen information tillagd

Kurslitteratur och förberedelser

Särskild behörighet *

Grundkurs mekanik eller hållfasthetslära.

Rekommenderade förkunskaper

Ingen information tillagd

Utrustning

Ingen information tillagd

Kurslitteratur

Valda kapitel ur:

Wainwright SA, Biggs WD, Currey JD, Gosline JM, Mechanical design in organisms, John Wiley and Sons, 1976

Gibson LJ, Ashby MJ, Cellular solids, Pergamon Press, 1988

Hull, D, Clyne TW, An introduction to composite materials, 2nd ed, Cambridge University Press, 1996

Berglund L, Biocomposites-lecture notes

Examination och slutförande

Betygsskala *

A, B, C, D, E, FX, F

Examination *

  • LAB1 - Laboration, 1,0 hp, betygsskala: P, F
  • TEN1 - Tentamen, 2,0 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
  • TEN2 - Tentamen, 3,0 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
  • ÖVN1 - Inlämningsuppgifter, 1,0 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s samordnare för funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Övriga krav för slutbetyg *

Muntlig tentamen på första halvan av kursen (TENA; 2 hp), Skriftlig tentamen på hela kursen (TENB; 3 hp). Obligatoriska inlämningsuppgifter (ÖVN; 1 hp). Labrapporter (1 hp)

Möjlighet till komplettering

Ingen information tillagd

Möjlighet till plussning

Ingen information tillagd

Examinator

Lars Berglund

Ytterligare information

Kurswebb

Ingen information tillagd

Ges av

SCI/Farkost och flyg

Huvudområde *

Ingen information tillagd

Utbildningsnivå *

Avancerad nivå

Påbyggnad

SD2500, SD2510, SD2515

Etiskt förhållningssätt *

  • Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
  • Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
  • Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.