Kemi

 

Forskarskolan finns vid institutionen för kemi och kemiteknik.

 

Studierektor: Joakim Andréasson 

 

(fastställd av prorektor den 17 maj 2005, diarienummer C2005/604)

(reviderad den 21 maj 2008)

(reviderad den 1 augusti 2012)

(reviderad den 25 september 2015)

Kemi är det kunskapsområde som behandlar substansers sammansättning, struktur och egenskaper, de reaktioner som överför substanser till andra substanser och de olika slags energiändringar som åtföljer dessa reaktioner. Kemi är en grundläggande naturvetenskap vilket bl.a. innebär att forskning och forskarutbildning främst styrs av inomvetenskapliga argument och kriterier. Detta hindrar givetvis ej att industriella och samhälleliga behov spelar en stor roll när forskningsproblem formuleras och projekt organiseras.

Kemiområdets mycket stora omfattning har under 1900-talet lett till en uppdelning i ett antal ämnen som är mer eller mindre skarpt avgränsade mot varandra. För oorganisk och organisk kemi samt biokemi är indelningsgrunden de substansklasser som ämnena behandlar medan indelningen i sådana ämnen som analytisk kemi, fysikalisk kemi, kärnkemi och teoretisk kemi mera ges av gemensamma arbetssätt och tillämpningsområden. För närvarande finns en påtaglig tendens, internationellt men även vid Chalmers, att ge den kemiska forskningen (och därmed forskarutbildningen) en gränsöverskridande inriktning, t.ex. mot sådana områden som bio-oorganisk kemi, molekylär biofysik, geokemi eller atmosfärskemi. De grundläggande kemiämnen som finns representerade vid Chalmers tekniska högskola är analytisk kemi, biokemi, fysikalisk kemi, kärnkemi, oorganisk kemi och organisk kemi. De särskilda inriktningarna i forskarskolan i kemi vid Chalmers beskrivs i följande avsnitt.

Den analytiska kemin syftar till att utveckla metoder för bestämning av grundämnen och kemiska föreningar. Viktigt är att kunna göra dessa bestämningar med god riktighet och precision, ofta i komplexa blandningar och i mycket små mängder. Vid analytisk och marin kemi förekommer forskning inom elektroanalytisk kemi och atomspektroskopi med tillämpningar inom bl.a. omgivningsmiljö och det marinkemiska området. Inom separationskemin utvecklas kromatografiska och kapillärelektroforetiska metoder och nya detektorer för tillämpningar inom framför allt läkemedelsområdet. Multivariata dataanalysmetoder tillämpas bl.a. för att förbättra tillförlitligheten hos spektroskopiska metoder i processanalytiska tillämpningar.

Biokemin är läran om livets kemi och syftar till att förstå hur olika biokemiska processer fungerar på en molekylär nivå. Ämnet omfattar bl.a. studier av struktur och funktion hos olika typer av biomolekyler såsom proteiner, nukleinsyror och lipider, samt hur dessa interagerar med varandra, vilket ligger till grund för olika biokemiska processer. Området är tvärvetenskapligt och gränsar till många andra områden inom forskarskola kemi, t.ex. inom underområden såsom biofysikalisk kemi, bioanalytisk kemi, bioorganisk kemi samt bio-oorganisk kemi.

Fysikalisk kemi omfattar kemins teoretiska grunder, särskilt växelverkan mellan energi och materia. Följande områden ligger till grund för undervisning och forskning: termodynamik, reaktionskinetik, kvantkemi, molekylspektroskopi, fotokemi och elektrokemi. Vid fysikalisk kemi bedrivs forskning inom fotokemi och fotofysik liksom inom biofysikalisk och bioanalytisk kemi. Bland annat studeras och utvecklas mekanismer för energi- och elektronöverföring med betydelse för solenergi-infångning och fotokatalytisk koldioxidreduktion, fotokroma system med tillämpningar inom biokemi och molekylär logik, spektroskopiska metoder för undersökning av nukleinsyrors växelverkningar med läkemedel och enzymer samt mikroskopi och nanofluidik för lipidmembran.

Kärnkemin, som är förankrad både i kemi och kärnfysik, behandlar kärnvetenskapens kemiska aspekter och spelar en central roll inom kärnkraftstekniken. Ämnet har en klart tvärvetenskaplig karaktär och omfattar studiet av mekanismer och produkter vid kärnreaktioner och radioaktivt sönderfall, produktion av radioaktiva nuklider, separation av isotoper, kemin hos de radioaktiva grundämnena, joniserande strålnings växelverkan med materia, mätning av joniserande strålning, strålskyddsteknik och användning av radioaktiva spårisotoper m.m. Kärnkemiska metoder används inom ett stort antal andra vetenskapsområden såsom arkeologi, astronomi, biokemi, genetik, geologi, medicin och teknik.

Målet för den oorganiska kemin är att nå en grundläggande förståelse för reaktioner samt struktur och bindning i oorganiska, metallorganiska och bio-oorganiska ämnen och material. Dessa kunskaper är nödvändiga för tillämpningar inom en rad olika områden. Forskningen inom oorganisk kemi spelar en nyckelroll för t. ex. katalys, energiomvandling och energilagring, ren och effektiv processteknologi, sensorer, korrosion, metallproteiner, farmakologi , medicinska implantat, biologiska processer, elektronik, informations- och kommunikationsteknologi och nanoteknologi

Organisk kemi behandlar kolföreningars framställning, reaktioner och egenskaper. På institutionen bedrivs forskning inom fysikalisk organisk kemi, metallorganisk kemi, asymmetrisk syntes, cellulosamodifiering och syntes av biologiskt aktiva substanser. Grön kemi används som ledstjärna i utvecklandet av nya metoder för biobaserade material och supramolekylära geler. Ett nytt och spännande område är grafenkemi, med en stark interdisciplinär förankring. Forskningen inom cellulosakemi är inriktad mot förädling av naturliga råvaror till bulkkemikalier och funktionella material, och inkluderar studier på teoretisk och praktisk nivå om hur molekylära egenskaper påverkar fysikaliska och mekaniska egenskaper hos material. Inom fältet supramolekylär kemi utföres design och syntes av biohärmande system avsedda för studier av energi och elektrontransport, viktigt för utveckling av framtida molekylär elektronik.

Teknisk ytkemi omfattar tekniska tillämpningar av ytkemi. Ytkemi har sin teoretiska bas i fysikalisk kemi och kan delas in i yt- och kolloidkemi som huvudsakligen omfattar lösningar, samt i fasta ytors kemi. Ytkemi återfinns i tekniska lösningar inom många branscher, från livs- och läkemedelsindustri till pappers- och gruvindustri och inom branscher där fasta ytors beskaffenhet och reaktivitet är central, som till exempel inom stora delar av materialteknologin där superabsorbenter, katalysatorer, bränsleceller, batterier och biomaterial är exempel med omfattande forskning. Benämningen yt- och kolloidkemi innefattar tensiders och suspensioners fysikalisk-kemiska egenskaper och tillämpningar. Området är en central del av nanomaterialkemin vid t.ex. framställning av nanomaterial med storlek och struktur kontrollerad på nanometerskala. Inom detta område är forskningstakten mycket hög och många högteknologiska material baseras på metoder inom detta område. Ett ytterligare område handlar om supramolekylär kemi och speciellt undersökningar av struktur och strukturdynamik av sådana system. Biopolymergeler och cellulosafibern är exempel på supramolekylära system som studeras. Transport av dels vatten, dels i vatten lösta ämnen i dessa system undersöks med hjälp av bland annat NMR diffusometri och olika mikroskopimetoder.

Den övergripande forskningsstrategin inom oorganisk miljökemi är att bidra med kemiska och materialkemiska aspekter för en hållbar samhällsutveckling. Våra grundläggande kompetenser faller främst inom teoretisk kemi, strukturkemi, samt syntes av nya material med specifika egenskaper. Forskning bedrivs bland annat på perovskitbesläktade supraledare och på material som uppvisar olika former av magnetisk ordning. Ett annat hett forskningsområde utgörs av magnetoelektriska system, ett exempel på ett multifunktionellt system där elektrisk och magnetisk ordning samexisterar i en och samma förening. Dubbelperovskiter utgör den mest lovande klassen av material för stabilisering av magnetoelektriska egenskaper. Denna typ av materialforskning är av grundläggande betydelse för elektronik- och IT-system.

Farmaceutisk teknologi är inriktat på tillverkning och studier av läkemedelsformer av olika slag som vätskor, geler och tabletter. Ett modernt läkemedel består förutom av den biologiskt aktiva substansen av ett antal hjälpämnen som skall ge produkten önskade egenskaper både vid lagring och användning, eller underlätta tillverkningen. Farmaceutisk teknologi handlar därför i hög grad om att karaktärisera hjälpämnena och deras funktioner med en rad olika metoder. Hjälpämnena är företrädesvis polymerer och lipider av många olika typer och metoderna varierar från röntgen, via NMR till reologi och frisättnings-/upplösningsförsök.

Industriell materialåtervinning spänner över hela kemiområdet och dessutom från grundläggande studier till direkt processutveckling. Den huvudsakliga inriktningen är återtagande av metaller från avfallsflöden men även plaster och andra ämnen kan komma i fråga. För att åstadkomma detta krävs ofta att flera ämnen separeras från varandra. Typiska metoder är vätskextraktion, elektrokemi eller pyrokemi. Andra viktiga aspekter är utveckling av processutrustning som är relevant för t. ex separationer såsom mixer-settlers och kolonner.

Utbildningen skall göra den studerande förtrogen med principer och arbetssätt inom modern kemisk forskning och ge fördjupade kunskaper inom någon eller några av de särskilda inriktningarna. Utbildningen syftar också till färdighet i forskningsmetodik och erfarenhet av självständig forskning. Utbildningen skall förbereda den forskarstuderande för en senare yrkesverksamhet som forskare eller lärare inom industrin, utbildningsväsendet eller annan samhällsverksamhet.

För tillträde till forskarutbildningen i kemi fordras civilingenjörsexamen, filosofie magisterexamen eller annan likvärdig utbildning med inriktning mot kemi. Studenter med likvärdiga utbildningar kan antas till forskarskolan efter särskild prövning. Den studerande skall ha sådan förmåga i övrigt som bedöms vara nödvändig för att genomgå utbildningen. Beslut om antagning tas av proprefekt efter granskning och godkännande av studierektor för forskarskolan. Information om antagning till forskarutbildning på K, se institutionens hemsida under utbildning/forskarutbildning.

För heltidsstuderande beräknas utbildningen kräva netto fyra år till doktorsexamen och två år till licentiatexamen. Den senare examen rekommenderas starkt som ett etappmål på väg mot doktorsexamen.

I utbildningen ingår lärarledda kurser, inläsning av litteratur på egen hand ("läskurs"), avhandlingsarbete och aktivt deltagande i forskarskolans och den egna ämnesinriktningens seminarier. Tyngdpunkten i forskarutbildningen skall ligga vid forskningsarbetet som skall leda fram till en doktorsavhandling eller en licentiatuppsats. Forskningsarbetet skall motsvara minst 75% av den nominella utbildningstiden. Kunskapsprov efter kurser kan ske genom skriftlig eller muntlig tentamen, inlämningsuppgifter, uppsats och seminarium eller på annat lämpligt sätt. På kurser ges endast betygen Godkänd eller Underkänd.

Den forskarstuderande bör delta aktivt i seminarier inom det egna forskningsområdet samt i institutionens gemensamma seminarieserie.

Aktuellt kursutbud, se institutionens hemsida under utbildning/forskarutbildning.

De Chalmersgemensamma kurserna, pedagogik 3 högskolepoäng, etik 3 högskolepoäng och introduktionsdag för doktorander 0 högskolepoäng, är obligatoriska.

Doktorander, antagna fr.o.m. 1 september 2012, ska tillgodogöra sig 15 högskolepoäng inom området Generic and Transferable Skills under doktorandtiden. 9 högskolepoäng ska erhållas före Licentiatexamen. Före disputation ska ytterligare 6 högskolepoäng erhållas.

Utöver kurspaketet Generic and Transferable Skills ska doktoranden också delta i en introduktionsdag för doktorander (senast före licentiatexamen), genomföra en muntlig populärvetenskaplig presentation före disputation samt skriva en populärvetenskaplig presentation på baksidan av sin doktorsavhandling.

 

Det vetenskapliga arbetet skall presenteras i form av en rapport. Denna kan utformas antingen som en monografi eller en sammanläggning av artiklar sammanfattade i en inledning. Avhandlingen skall skrivas på engelska. Kraven på oberoende enskilt arbete och vetenskaplig stringens skall vara liknande som för en doktorsexamen, men de bör tillämpas i en något lägre grad. En licentiatavhandling presenteras vid ett offentligt seminarium i enlighet med de regler som stipuleras av Chalmers. En av refereerna (se nedan) kan bjudas in till licentiatseminariet för att ställa frågor kring uppsatsen.

Licentiatuppsatsen skall granskas innan tryckningen av studierektor för forskarskolan om minst hälften av artiklarna är publicerade i refereegranskade tidskrifter. Om så ej är fallet, skall lic avhandlingen granskas av två referees.

För ytterligare detaljer, se Chalmers allmänna anvisningar för forskarutbildning (Arbetsordning för forskarutbildningen) och Chalmers studiehandbok (Chalmers forskarutbildning – studiehandbok).

Det vetenskapliga arbetet skall presenteras i form av en rapport. Denna kan utformas antingen som en monografi eller en sammanläggning av artiklar sammanfattade i en inledning. Avhandlingen skall skrivas på engelska. Avhandlingen skall vara av sådan kvalitet att den skall kunna publiceras i en internationell tidskrift av hög standard och med vetenskaplig granskning. Avhandlingen skall uppvisa en hög grad av oberoende enskilt arbete och vetenskaplig stringens. Avhandlingen skall försvaras vid en offentlig disputation i enlighet med de regler som stipuleras av Chalmers.

Kvalitetssäkring av avhandlingar inför disputation ska ske genom att en preliminär version av avhandlingen förhandsgranskas av opponent och betygskommitté. Avhandlingen skall skickas för förhandsgranskning senast tre månader före disputation. Skriftliga utlåtanden skall vara institutionen tillhanda senast två månader före disputation.

Regler för doktorsavhandlingar vid K, se institutionens hemsida under utbildning/forskarutbildning.

För ytterligare detaljer, se Chalmers allmänna anvisningar för forskarutbildning (Arbetsordning för forskarutbildningen) och Chalmers studiehandbok (Chalmers forskarutbildning – studiehandbok).

En licentiatexamen omfattar 120 högskolepoäng. I examen ingår minst 30 och upp till 60 högskolepoäng kurser samt forskningsarbete omfattande minst 60 och vanligtvis 90 högskolepoäng.

En doktorsavhandling omfattar 240 högskolepoäng. I examen ingår minst 60 och upp till 120 högskolepoäng kurser samt forskningsarbete omfattande minst 120 och vanligtvis 180 högskolepoäng.

Den forskarstuderande har rätt till akademisk rådgivning och handledning under en tid motsvarande fyra års heltidsstudier för en doktorsexamen och två års heltidsstudier för en licentiatexamen. En examinator, en huvudhandledare och en biträdande handledare skall utses till varje forskarstuderande. Examinator och huvudhandledare kan vara en och samma person.

Den forskarstuderande skall tillsammans med examinator, handledare och studierektor utforma en individuell studieplan samt en tidplan för den forskarstuderandes utbildning. Ett uppföljningsmöte skall äga rum en gång per år, då studieplanen uppdateras.

Tentamen på kursdelen kan vara skriftlig eller muntlig. Endast betygen godkänd och icke godkänd finns.

Institutionens proprefekt är ansvarig för forskarutbildningsfrågorna. Till sin hjälp har proprefekten studierektorerna för respektive forskarskola och institutionens kanslichef. Institutionens forsknings- och forskarutbildningskommitté är ett diskussions- och samordningsforum och är beredande organ för övergripande frågor.