Kemi

Inriktningar:

  • Analytisk kemi
  • Farmaceutisk teknologi
  • Fysikalisk kemi
  • Kärnkemi
  • Oorganisk kemi
  • Oorganisk miljökemi
  • Organisk kemi
  • Teknisk ytkemi

Forskarskolan finns vid institutionen för kemi- och bioteknik.

Studierektor: Nina Kann, kann@chalmers.se 

 

Studieplan

(fastställd av prorektor den 17 maj 2005, diarienummer C2005/604)
(reviderad den 21 maj 2008)
(reviderad den 1 augusti 2012)

1 Ämnesbeskrivning och mål för utbildningen

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 är indelningsgrunden de substansklasser som ämnena behandlar medan indelningen i sådana ämnen som analytisk kemi, biokemi, 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, fysikalisk kemi, kärnkemi, oorganisk kemi och organisk kemi. De särskilda inriktningarna i forskarskolan i kemi vid Chalmers beskrivs i följande avsnitt.

1.1 Särskilda forskningsinriktningar

1.1.1 Analytisk kemi

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.

1.1.2  Biokemi

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.

1.1.3 Fysikalisk kemi

Fysikalisk kemi omfattar av tradition 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 biofysikalisk kemi, främst experimentella studier av DNA avseende struktur, dynamik och växelverkan i lösning. Termodynamiska och kinetiska aspekter av igenkänning i komplex mellan DNA och ligander såsom läkemedel och proteiner studeras spektroskopiskt med polariserat ljus, och med hydrodynamiska metoder. Därtill studeras mekanismer för elektroforetisk separation av högmolekylärt DNA samt (inom fotokemi och kvantkemi) mekanismer för energi- och elektronöverföring i små såväl som stora molekyler och biopolymerer.

1.1.4 Kärnkemi

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.

1.1.5 Oorganisk kemi

Oorganisk kemi är ett i huvudsak experimentellt ämne som omfattar alla grundämnenas kemi med undantag för kolföreningarnas kemi. Ämnet behandlar substanser och reaktioner i fast, flytande eller gasformigt tillstånd. Någon skarp gränsdragning mot övriga kemigrenar finns ej; materialkemi, metallorganisk kemi och bio-oorganisk kemi är typiska mellanområden. Forskningen inom oorganisk kemi är inriktad mot syntes, struktur, kemisk bindning och egenskaper hos främst kristallina föreningar ofta innehållande övergångsmetaller.

1.1.6 Organisk kemi

Organisk kemi behandlar kolföreningars framställning, reaktioner och egenskaper. På institutionen bedrivs forskning inom fysikalisk organisk kemi, metallorganisk kemi, asymmetrisk syntes, kolhydratmodifiering och syntes av biologiskt aktiva substanser. Inom fältet supramolekylär kemi utföres design och syntes av biohärmande system avsedda för systematiska studier av energi och elektrontransport. Två transportprocesser av stor vikt för utveckling av framtida molekylär elektronik. Inom området metallorganisk kemi genomförs mekanistiska studier av palladium-katalyserade reaktioner med fysikal-organiska verktyg. Metodutveckling inom järn- och koboltorganisk kemi, samt syntes av fosfinligander för asymmetrisk metallorganisk kemi är andra områden där verksamhet pågår. Forskningen inom kolhydratkemi är inriktad mot framtagandet av nya material med egenskaper som superabsorption och elektroaktivitet från cellulosa baserade råvaror.  Slutligen bedrivs forskning inriktad mot att utveckla flexibla syntesvägar till naturprodukter och liknande substanser med intressanta fotofysikaliska och biologiska egenskaper.

1.1.7 Teknisk ytkemi

Forskningsinriktningen vid teknisk ytkemi är tekniska tillämpningar av ytkemi. Ytkemi är en nyckelteknologi inom många branscher, från livs- och läkemedelsindustri till pappers- och gruvindustri. Pågående och planerade forskningsaktiviteter kan indelas i fyra områden. Det första området är heterogenkatalys. Teknisk ytkemi deltar här som en av tre noder i ett brett upplagt kompetenscentrum, Kompetenscentrum katalys, med inriktning mot avgasrening av fordon. Andra katalysprojekt som bearbetas är krackning av restoljefraktioner, vätebehandling av förnyelsebara oljor samt framställning av Fischer-Tropschdiesel från dels syntesgas, dels vegetabiliska oljor. Det andra området är yt- och kolloidkemi med anknytning till tensiders egenskaper och tillämpningar. Bland problemställningarna märks miljövänliga tensiders fysikalisk-kemiska egenskaper, geminitensiders fysikaliska kemi, användningar av mikroemulsioner och suspensioner av mesoporösa material för organisk och bioorganisk syntes samt studier av dispersa systems stabilitet. Det tredje området rör nanomaterial. Med självassocierade tensider som mall framställs nanometerstora partiklar och mesoporösa material med olika geometrier. Såväl oxidiska material som grafit har tillverkats. Zeoliter samt material för termoelektriska applicationer framställs också. Det fjärde området 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 NMR diffusometri, olika mikroskopimetoder samt matematisk modellering. Mycket av detta arbete drivs inom ramen för Vinnovas VINN Excellence Center Supramolekylära biomaterial.

1.1.8 Oorganisk miljökemi

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.

1.1.9 Farmaceutisk teknologi

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.

1.1.10 Industriell materialåtervinning

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.

1.2 Forskarutbildningens mål

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.

2 Behörighet och antagning

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 KB, se institutionens hemsida under utbildning/forskarutbildning.

3 Utbildningens uppläggning och inriktning

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.

3.1 Seminarier

Varje läsår anordnas även en seminariedag där de forskarstuderande själva skall presentera sina arbeten för de medstuderande i forskarskolan och andra intresserade. Seminarieserie och seminariedag organiseras av en arbetsgrupp som utses varje år bland de forskarstuderande. Gruppen leds av studierektor. I övrigt bör den forskarstuderande delta aktivt i seminarier inom det egna forskningsområdet samt i institutionens gemensamma seminarieserie.

3.2 Kurser

Aktuellt kursutbud, se institutionens hemsida under utbildning/forskarutbildning.

3.2.1 Obligatoriska kurser

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

4 Kvalitetskrav för examination

4.1 Krav på licentiatuppsatser

Det vetenskapliga arbetet skall presenteras i form av en rapport. Denna kan utformas antingen som en monografi elleren 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 antingen av studierektor för forskarskolan eller av två referees, om inte minst hälften av artiklarna är publicerade i refereegranskade tidskrifter.

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

4.2 Krav på doktorsavhandlingar

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.

Doktorsavhandlingen skall granskas av två referees, om inte minst hälften av artiklarna är publicerade i refereegranskade tidskrifter.

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

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

5 Fordringar för examen

5.1 Licentiatexamen

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.

5.2 Doktorsexamen

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.

6 Handledning

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.

7 Kunskapsprov

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

8 Organisation av forskarutbildningen

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.