AKTUELNOSTI IZ NAUKE I TEHNOLOGIJE
home   |   impresum   |   kontakt   |   sadržaj broja 009
     
 

 DOSIJE: Zašto studirati fizičku hemiju?

 
   

Vek fizičke hemije na našim prostorima

Piše: prof. dr Vera Dondur

DOSIJE: Zašto studirati fizičku hemiju?
Šta je to fizička hemija?
Vek fizičke hemije na našim prostorima
 - Smerovi na osnovnim studijama
- Nastavni plan za opšte-istraživački smer
Priče iz fizičke hemije za radoznale
 - Međumolekulske sile - uslov života
- Vodonične veze
 - VODA - Kako iz ugla fizičke hemije može da izgleda kratka priča o najsloženijoj jednostavnoj supstanciji
- Fizička hemija i Nobelova nagrada 
- Klatrati - između fizike i hemije
KONKURS
FACTA LOQUNTUR - Dela govore
- Upišite se na fizičku hemiju ako želite da se bavite nobelovskim istraživanjima
- Profesor fizike
- Fizička hemija i privatni biznis

Živimo u vremenu nauke. Opšti nivo znanja u svim oblastima a specijalno u prirodnim naukama neprekidno raste. Svakim danom se pronalaze novi materijali, sintetišu novi lekovi, dijagnosticiraju i leče bolesti, sve više se prodire u suštinu. Vreme koje dolazi traži stručnjake koji mogu da sagledaju problem povezujući znanja iz više oblasti. Čovečanstvo se zbog ubrzanog razvoja suočilo sa ekološkim problemima. "Ozonska rupa" i drugi ekološki problemi traže ljude koji mogu da razumeju i učestvuju u rešavanju problema koji su istovremeno i hemija i fizika i metereologija i matematika, ekonomija i upravljanje.  Ogromnim koracima svet grabi prema otkrićima koja razrešavaju probleme na nivou žive ćelije, a za to nije dovoljno poznavati samo biologiju ili medicinu. Traže se znanja koja pojave posmatraju na molekulskom nivou, znanja vezana za instrumentalne metode kojima se te pojave mogu pratiti. Potrebni su stručnjaci koji poseduju interdisciplinarna znanja, koji poznaju teorijske osnove a mogu da rešavaju praktične probleme.

Moderna tehnologija i istraživanja traže stručnjake koji lako prelaze tradicionalne granice između nauka, stručnjake koji zahvaljujući svom znanju mogu biti lideri ili članovi najrazličitijih multidisciplinarnih timova.

Fizička hemija je interdisciplinarna nauka koja ima vitalni značaj u medicini, farmaciji, poljoprivredi, razvoju i primeni novih materijala, konzervaciji energije, monitoringu i zaštiti čovekove okoline ali i u biznisu, javnom sektoru, politici itd. Razvoj novih znanja, tehnologija i materijala, zahtevaju primenu multidisciplinarnih znanja tako da fizička hemija svoje granice širi preklapajući se sa drugim fundamentalnim i primenjenim naukama. Nove metode u proizvodnji i nove tehnike koje se koriste u analizi hemijskih i bioloških struktura i materijala nameću organizaciju savremenih studija kao sintezu teorijskih znanja i eksperimentalnih veština.

Fizička hemija, prirodna interdisciplinarna nauka, na Univerzitetu u Beogradu se predaje kontinualno od 1903. godine. Nastala je tokom 19. veka kao izraz težnje da se mnoštvo činjenica o hemijskim jedinjenjima, hemijskim reakcijama ili promenama, sistematizuje ali da se ustanove i zakonitosti koje ih povezuju. Za objašnjenje i interpretaciju pojava u hemiji iskorišćene su tada, a koriste se i danas zakoni fizike, ali su tokom vremena uspostavljeni i fizičkohemijski principi. Na osnovu tih teorijskih principa nastale su oblasti fizičke hemije: elektrohemija, spektrohemija, hemijska termodinamika, hemijska kinetika i druge. Njihovom primenom postalo je moguće teorijski i eksperimentalno odrediti strukturu i osobine supstancija različitog agregatnog stanja ali i razumeti i predvideti tok ispitivanih hemijskih i biohemijskih promena.

Fakultet za fizičku hemiju Univerziteta u Beogradu je jedinstvena institucija u zemlji na kojoj se stiču znanja koja omogućavaju fizikohemičarima da kompetentno i uspešno rade u oblasti bioloških nauka, istražujući pojave na molekulskom nivou ili primenjujuci fizičkohemijske metode u dijagnosticiranju i lečenju bolesti; da istražuje i rešava probleme vezane za ekologiju, sintetiše ili primenjuje nove materijale, učestvuje u razvoju novih i alternativnih izvora energije.

Na Fakultetu za fizičku hemiju Univerziteta u Beogradu stiču se diplome: Diplomirani fizikohemičar, Specijalista fizičke hemije, Magistar fizičkohemijskih nauka, Doktor fizičkohemijskih nauka.

Programi studija su zamišljeni tako da daju neophodna znanja kako iz osnovnih oblasti fizičke hemije tako i iz hemije, fizike i matematike. Predmeti su osmišljeni tako da mogu da zadovolje današnje potrebe, kako za savremenim tako i tradicionalnim znanjima ali i veštinama univerzalno primenjljivim, što studentima daje mogućnost da svoju profesionalnu karijeru mogu započeti bilo u zemlji ili inostranstvu.

Studije su organizovane tako da se znanja stiču kroz predavanja, konsultacije, seminare i vežbe. Specifičnost vežbi na Fakultetu za fizičku hemiju ogleda se u tome što studenti individualno i samostalno rade eksperimentalne vežbe iz skoro svih predmeta.

Smerovi na osnovnim studijama

Osnovne studije Fizičke hemije organizovane su u pet smerova: Opšti istraživački smer, Fizička hemija materijala, Radiohemija, Biofizička hemija, Fizička hemija u kontroli i zaštiti životne sredine. Kako je Fizičku hemiju kao prirodnu nauku nemoguće posmatrati izolovano od srodnih nauka, prve dve godine studija su posvećene izučavanju fizike, hemije (neorganska, analitička i organska), matematike koja je jezik i logika fizike. Tu su i klasične discipline fizičke hemije kao što su Opšta fizička hemija, Hemijska termodinamika i Atomistika. Tokom treće i četvrte godine studija savladuju se znanja iz različitih oblasti fizičke hemije kao što su Spektrohemija, Elektrohemija, Radiohemija, Biofizička hemija, Hemijska kinetika i Kvantna hemija i molekulske strukture.

Studenti završne godine studija rade diplomski rad.

Na svakom od smerova studenti pored obaveznih imaju mogućnost da se usavršavaju birajući samostalno izborne predmete. Fakultet ima razvijena istraživanja i intenzivnu saradnju s drugim istraživačkim centrima u zemlji i inostranstvu koji se bave srodnim ili drugim oblastima fizičke hemije. Studenti završnih godina mogu svoj diplomski rad koji predstavlja uvod u samostalni istraživački i stručni rad da urade kako na fakultetu tako i u brojnim institutima, fabričkim laboratorijama u zemlji ali i na inostranim univerzitetima.

Programom studija na Opštem istraživačkom smeru su, pored tradicionalnih oblasti obuhvaćene i oblasti koje predstavljaju najsavremenije tendencije razvoja i istraživanja kako u fizičkoj hemiji tako i u srodnim disciplinama. Predmeti opšteg smera pružaju znanja koja su dobra osnova za široka područja zaposlenja, od istraživanja do oblasti gde se ta znanja mogu neposredno i praktično primeniti, kako u savremenim analitičkim laboratorijama koje su bazirane na instrumentalnim fizičkohemijskim metodama tako i u obrazovnim institucijama.

Smer: Fizička hemija materijala

Fizička hemija ima vrlo značajnu ulogu u razvoju savremenih materijala jer su njene specifične oblasti: atomistika, spektrohemija, elektrohemija, fizička hemija čvrstog stanja, hemijska termodinamika, hemijska kinetika itd. posredstvom izučavanja strukture i osobina atoma i molekula, u dubokoj sprezi s materijalima kao skupinama atoma i molekula, i stoga daju odličnu teorijsku i praktičnu osnovu za predviđanje osobina, sintezu i karakterizaciju savremenih materijala.

U domenu savremenih materijala najviše pažnje se posvećuje razvoju tehnologija za proizvodnju nanomaterijala, materijala čije su četice nanometarskih dimenzija, a koji ujedno imaju znatno bolje osobine od analognog materijala koji ima veće čestice. Osim toga u području materijala se svakim danom razvijaju nove tehnike dobijanja materijala. Dok su pre dvadesetak godina materijali dobijeni u plazmi bili korišćeni samo u naučne svrhe, danas se čak i predmeti za svakodnevnu upotrebu proizvode plazma tehnologijama.

Smer: Fizička hemija u kontroli i zaštiti životne sredine

Planeta Zemlja je naša jedina životna sredina. Ovakva kakva je danas, rezultat je milijardi i milijardi različitih fizičko-hemijskih procesa. Jedni fizičko-hemijski procesi zamenjuju druge, menjaju reakcione uslove za treće i ta priča, od nastanka prvih stena, pojave vode i pojave života traje već skoro pet milijardi godina. Razumevanje i utvrdivanje prirodnog reda događaja daje nam sposobnost da utvrdimo promene kojima je uzrok čovek. Poznavajuci metode fizičko-hemijske analize, zakonitosti fizičko-hemijskih procesa, termodinamiku, zakonitosti hemijske kinetike, procesa na granici faza, fotohemije, elektrohemije, itd., gotovo uvek možemo utvrditi ko, kada i koliku je štetnu promenu u životnoj sredini izazvao. Proučavanje tih promena, od uslova pod kojima su nastale do posledica koje su izazvale, daje nam mogucnost da identifikujemo slične situacije i predvidimo slične dogadaje. Ako možemo da identifikujemo slične situacije i predvidimo slične događaje, onda možemo unapred da preduzmemo mere koje ce štetne posledice dogadaja svesti na minimum.


Smer: Radiohemija

Radiohemija u konvencionalnom smislu predstavlja posebnu oblast u okviru nuklearnih nauka. Ona se na Univerzitetu u Beogradu izučava od II svetskog rata i to isključivo u okviru studija Fizičke hemije, a kroz niz različitih kurseva. Nastava iz ove oblasti uvedena je zahvaljujući profesoru Pavlu Saviću. S obzirom na značaj koji je ova oblast imala u prvim decenijama svoga posleratnog razvoja, Fizička hemija kao studijska grupa na Univerzitetu je uglavnom bila prepoznatljiva po radiohemijskim naučnim disciplinama, u okviru čega su se izučavali hemijski aspekti vezani za jonizujuća zračenja (radioaktivnost, nuklearne reakcije itd). Danas, s obzirom na sveopšti razvoj, naučni interesi u oblasti zračenja se pomeraju ka nejonizujućim zračenjama i ka izučavanju života. U tom smislu, smer Radiohemija u okviru Fakulteta za fizičku hemiju, pored tradicionalnih disciplina vezanih za nuklearni kompleks i nuklearne tehnologije, koji su i sada okosnica nastave u ovoj oblasti, podrazumeva i nejonizujuća zračenja (svetlosna, laserska, mikrotalsna, radiotalasna), kao i interakciju svih vrsta zračenja sa živom materijom. Zbog toga su uvedeni predmeti kao što su citologija, fotohemija i laserska hemija, biosistemi i zračenja, zaštita od zračenja i hemijska zaštita itd. Na taj način će studentima biti omogućeno da ove interakcije shvate u jedinstvenom kontekstu.

Smer: Biofizička hemija

Smer biofizičke hemije je nastao kao prirodna posledica sve veće potrebe za istraživačima koji mogu fundamentalna znanja iz prirodnih nauka primeniti u istraživanjima u biološkim sistemima. Zbog svoje interdisciplinarnosti fizička hemija može korišcenjem principa i zakonitosti svojih mnogobrojnih disciplina da pomogne u objaš-njavanju kompleksnih mehanizama i procesa u tako složenom sistemu kao što je živa celija.

Pored toga, intenzivan razvoj komplikovanih istraživačkih metoda, tehnika i posebno tehnologija u biomedicinskim naukama nameće potrebu da članovi multidisciplinarnih timova (bez kojih danas nema ozbiljnog istraživačkog rada) imaju znanja o fundamentalnim principima rada složenih tehnika i instrumentacije, što studije fizičke hemije obezbeđuju, ali i da imaju dovoljno znanja o funkcionisanju živih organizama.

Smer je koncipiran tako da se steknu znanja o osobinama i procesima kod bioloških makromolekula, kao i o metodama njihovog ispitivanja, sve do ispitivanja različitih oboljenja kod ljudi.

Poslediplomske studije

Specijalisticke i magistarske studije organizovane su tako da studenti proširuju svoja znanja i stiču nova iz najaktuelnijih oblasti fizičke hemije koja su od značaja kako za praktični tako i za istraživački rad. Interdisciplinarnost fizičke hemije privlači sve veći broj studenata koji su osnovne studije završili na drugim fakultetima ili drugim univer-zitetima. Na Fakultetu za fizičku hemiju poslediplomske studije pored fizikohemičara, završavaju i hemičari, fizičari, diplomirani farmaceuti, tehnolozi, molekularni biolozi ali i geolozi.

Od ukupnog broja diplomiranih fizikohemičara 35% završava poslediplomske studije. Kuriozitet je da je čak više od 25% diplomiranih fizikohemičara doktoriralo, na Fakultetu za fizičku hemiju u Beogradu ili na brojnim univerzitetima u svetu.

Naučna delatnost

Naučna delatnost Fakulteta za fizičku hemiju obuhvata širok spektar disciplina, od čisto fundamentalnih do primenjenih, pri čemu se eksperimentalno i teorijski proučavaju vrlo različiti sistemi: od jedno-stavnih, izolovanih atoma i malih molekula, do složenih, bioloških sistema, čvrstih tela, tečnosti i plazme.

Nastavnici i saradnici Fakulteta za fizičku hemiju su do sada objavili preko hiljadu radova u renomiranim međunarodnim časopisima.

U toku prethodne godine publikovano je više desetina radova u vodećim međunarodnim časopisima.

Šta i gde mogu da rade fizikohemičari

Jedno od osnovnih pitanja pri upisu na bilo koje studije je pitanje mogućnosti zapošljavanja. Lakonski odgovor na ovo je da nezaposlenih fizikohemičara danas gotovo i da nema, i da ne treba preterano brinuti o ovome. Međutim, dok je za neke fakultete opštepoznato gde se zapošljavaju završeni studenti i šta rade, to sa fizičkom hemijom nije slučaj, jer se u srednjoj školi, a i u društvu uopšte, veoma malo može saznati o tome šta se proučava na studijama fizičke hemije i čime se fizikohemičari bave. Najčešće se fizička hemija predstavlja u pomalo krivom svetlu, stvarajući utisak da se fizikohemičari bave naučnim problemima koji su nerazumljivi ostalim ljudima, a nemaju veze sa svakodnevnim životom. Neki fizikohemičari se zaista i bave fundamentalnim istraživanjima, ali većina se bavi primenom naučnih znanja u rešavanju ovozemaljskih problema, bilo u okviru naučno-istraživačkih instituta ili u industriji. Pritom, naravno, zadržavaju naučni pristup, jer samo oni koji znaju fundamentalne principe mogu da daju nova rešenja u praksi. Na primer, u toku studija fizikohemičari nauče da rukuju radioaktivnim izotopima i zračenjem, pa je prirodno da se zapošljavaju u Institutu za nuklearne nauke u Vinči, ali je malo poznato da im to isto znanje omogućava da imaju značajnu ulogu u dijagnostici i terapiji kancera, kao npr. u Institutu za onkologiju i radiologiju Srbije. Zbog interdisciplinarnosti fizičke hemije, koja je njena glavna karakteristika ali i kvalitet, ova nauka je blisko povezana sa svim drugim prirodnim, kao i tehničkim i medicinskim naukama. Stoga se primena fizičke hemije može naći praktično u bilo kojoj drugoj oblasti sveta koji nas okružuje. Najvažnije oblasti u kojima rade diplomirani fizikohemičari su naučna istraživanja, industrija, prosveta, razne razvojne i kontrolne laboratorije u oblasti biomedicine, farmacije, zaštite životne sredine i sl. Diploma fizikohemičara je osnova za druge vrste karijera koje uključuju obrazovanje ali i marketing i trgovinu. Procentualna zastupljenost fizikohemičara u raznim oblastima je približno sledeća: 50% u naučno-istraživačkim institutima, 25% u industriji i privredi, 15% u prosveti i 10% u ostalim oblastima.

NASTAVNI PLAN ZA OPŠTE-ISTRAŽIVAČKI SMER

Nastavni plan I i II godine

br.
Naziv predmeta
I
II
III
IV

1.

2.
3.
4.
5.
.
6.

Opšti kurs fizičke hemije

Matematika I
Fizika I
Neorganska hemija
Predmet društvenih nauka *
Sociologija ili Filozofija prirodnih nauka
Uvod u laboratorijski rad
2+4+1
4+4
4+3+1
.
4+0
.
1+2
2+4+1
4+4
4+3+1
4+0
.
.
1+2
   
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Matematika II
Fizika II
Hemijska termodinamika
Atomistika
Analitička hemija
Engleski jezik
   
2+2
2+3
2+4+1
2+0+1
2+7
.
2+2
2+3+1
.
2+3
2+7
2+2

Nastavni plan III i IV godine

br.
Naziv predmeta
V
VI
VII
VIII
IX

13.

14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.

Primena računara u fizičkoj hemiji

Organska hemija
Statistička termodinamika
Radiohemija i nuklearna hemija
Matematičke metode u fizičkoj hemiji
Atomska spektrohemija
Elektrohemija
Strani jezik
.
4+4
.
6+4
4+2
.
.
2+2
4+4
.
4+2
.
.
.4+4
.4+4
.
     

21.

22.
23.
24.
25.
26.
27.

Biofizička hemija

Molekulska spektrohemija
Hemijska kinetika
Kvantna hemija i molekularne strukture
Fizičko-hemijska analiza
Fizička hemija čvrstog stanja
Fizička hemija fluida
   
.
4+4
4+4
4+4
.
.
2+4
4+4
.
.
.
4+4
4+4
.
 
28.
29.
30.
31.
Izborni predmet I
Izborni predmet II
Izborni predmet III
Diplomski rad
     
2+2
.
.
.
.
2+2
2+2
22
     
   
home   |   impresum   |   kontakt   |   sadržaj broja 009