1. Карта компетенций Контролируемые компетенции (шифр компетенции) 1 ОК-6- готовность формировать и отстаивать собственные суждения и научные позиции, анализировать и делать выводы по социальным, этическим, научным и техническим проблемам, возникающим в профессиональной деятельности, в том числе, с учетом экологических последствий ОПК-3 - способность самостоятельно развивать базовые знания теоретических и прикладных наук при моделировании, теоретическом и экспериментальном исследовании материалов и процессов в профессиональной деятельности ПК-12 - готовность применять инженерные знания для разработки и реализации проектов, удовлетворяющих заданным требованиям, в том Планируемые результаты обучения (знает, умеет, владеет, имеет навык) 2 Знает: методы экспериментального исследования наноматериалов и нанотехнологий, касающимся материалов для фармацевтики и медицины, интеллектуальным материалам для капсулирования и адресной доставки лекарств. Умеет: выражать и обосновывать свою позицию по вопросам, касающимся материалов для фармацевтики и медицины, интеллектуальным материалам для капсулирования и адресной доставки лекарств. Владеет: основными понятиями и идеями науки о материалах и методах нанотехнологий, касающимся материалов для фармацевтики и медицины, интеллектуальным материалам для капсулирования и адресной доставки лекарств Знает: методы экспериментального исследования наноматериалов и нанотехнологий, касающимся материалов для фармацевтики и медицины, интеллектуальным материалам для капсулирования и адресной доставки лекарств. Умеет: выражать и обосновывать свою позицию по вопросам, касающимся материалов для фармацевтики и медицины, интеллектуальным материалам для капсулирования и адресной доставки лекарств. Владеет: основными понятиями и идеями науки о материалах и методах нанотехнологий, касающимся материалов для фармацевтики и медицины, интеллектуальным материалам для капсулирования и адресной доставки лекарств. Знает: методы экспериментального исследования наноматериалов и нанотехнологий, касающимся материалов для фармацевтики и медицины, интеллектуальным материалам для капсулирования и адресной доставки лекарств Умеет: выражать и обосновывать свою позицию по вопросам, касающимся материалов для фармацевтики и медицины, интеллектуальным материалам для капсулирования и адресной доставки лекарств. Владеет: основными понятиями и идеями науки о материалах и методах нанотехнологий, касающимся материалов 1 числе требованиям экономической эффективности, технической и экологической безопасности. СПК-2 - способность использовать на практике современные представления о влиянии микро- и наноструктуры на свойства материалов и покрытий, их взаимодействии с окружающей средой, растворами, полями, энергетическими частицами и излучением; готовность использовать указанные знания для создания дистанционно управляемых микроконтейнеров для доставки лекарственных и других препаратов 2 для фармацевтики и медицины, интеллектуальным материалам для капсулирования и адресной доставки лекарств. СПК-6 - способность и готовность организовывать производство и проводить контроль качества наноструктурированных, в том числе волокнистых, материалов фармацевтического и медицинского назначения. Знает: виды, основные свойства и методы контроля качества наноструктурированных материалов фармацевтического и медицинского назначения; методы организации производства. Понимает и может объяснить физико-химические процессы, протекающие в наноструктурированных материалах, в том числе волокнистых, фармацевтического и медицинского назначения. Умеет: принимать организационные и технические решения в процессе производства и отлично разбирается в методах контроля качества наноструктурированных материалов фармацевтического и медицинского назначения. Умеет исследовать физические и химические процессы, протекающие в наноструктурированных материалах, в том числе волокнистых, фармацевтического назначения при различных процессах их формирования и обработки. Владеет: методами оценивания экономической эффективности производства и методами контроля качества наноструктурированных материалов фармацевтического и медицинского назначения; навыком организации производства наноструктурированных материалов; навыками использования принципов и методик комплексных исследований наноструктурированных материалов, в том числе волокнистых, фармацевтического и медицинского назначения Знает: и понимает взаимодействия материалов с окружающей средой, растворами, полями, энергетическими частицами и излучением, физические процессы в материалах с учетом влияния микро- и наномасштаба, процессы получения наноматериалов, особенности создания микро- и наноструктур, основные принципы контроля и оптимизации технологических процессов получения наноматериалов, а также знает технологии и особенности создания дистанционно управляемых микроконтейнеров для адресной доставки препаратов, а также особенности взаимодействия лекарственных и других препаратов с микроконтейнерами Умеет: выбирать состав наноматериала с у четом влияния микро- и наномасштаба, использовать программные средства: MathCad, MatLab, LabVIEW, а также умеет работать на современном оборудовании и применять методы численного анализа в исследованиях, а также оценивать степень взаимодействия наноматериалов с окружающей средой, растворами, полями, энергетическими частицами и излучением, использовать знания о влиянии микро- и наномасштаба на свойства материала для создания микроконтейнеров для адресной доставки лекарств, и на основании полученных знаний может выбрать технологию получения микроконтейнеров Владеет: методами моделирования и оптимизации технологических параметров; навыками работы в прикладных программных средствах MathCad, MatLab, LabVIEW и VBA Microsoft Office; основными подходами к описанию и анализу свойств материалов с учетом влияния микро- и наномасштаба, экспериментального исследования наноматериалов, а также навыками создания дистанционно управляемых микроконтейнеров для доставки лекарственных и других препаратов 2. Показатели оценивания планируемых результатов обучения Шкала оценивания. Баллы рейтинга, нормированные на максимальный балл, выставляемый на зачете. % Семестр 1 2 (0 – 40) 2 Не знает методы экспериментального исследования наноматериалов и нанотехнологий, касающимся материалов для фармацевтики и медицины, интеллектуальным материалам для капсулирования и адресной доставки лекарств и не понимает взаимодействия 3 семестр материалов с окружающей средой, растворами, полями, энергетическими частицами и излучением, физические процессы в материалах с учетом влияния микро- и наномасштаба, процессы получения наноматериалов, особенности создания микрои наноструктур, основные принципы контроля и оптимизации технологических 3 (41 – 60) 4 (61 -80) 5 (81 – 100) 3 Слабо знает методы экспериментального исследования наноматериалов и нанотехнологий, касающимся материалов для фармацевтики и медицины, интеллектуальным материалам для капсулирования и адресной доставки лекарств и понимает взаимодействия материалов с окружающей средой, растворами, полями, энергетическими частицами и излучением, физические процессы в материалах с учетом влияния микро- и наномасштаба, процессы получения наноматериалов, особенности создания микро- и наноструктур, основные принципы контроля и оптимизации технологических процессов получения наноматериалов, а также знает технологии и особенности 4 Знает методы экспериментального исследования наноматериалов и нанотехнологий, касающимся материалов для фармацевтики и медицины, интеллектуальным материалам для капсулирования и адресной доставки лекарств и понимает взаимодействия материалов с окружающей средой, растворами, полями, энергетическими частицами и излучением, физические процессы в материалах с учетом влияния микро- и наномасштаба, процессы получения наноматериалов, особенности создания микрои наноструктур, основные принципы контроля и оптимизации технологических 5 Углубленно знает методы экспериментального исследования наноматериалов и нанотехнологий, касающимся материалов для фармацевтики и медицины, интеллектуальным материалам для капсулирования и адресной доставки лекарств и понимает взаимодействия материалов с окружающей средой, растворами, полями, энергетическими частицами и излучением, физические процессы в материалах с учетом влияния микро- и наномасштаба, процессы получения наноматериалов, особенности создания микро- и наноструктур, основные принципы контроля и оптимизации технологических процессов получения 1 2 процессов получения наноматериалов, а также знает технологии и особенности создания дистанционно управляемых микроконтейнеров для адресной доставки препаратов, а также особенности взаимодействия лекарственных и других препаратов с микроконтейнерами, а также не знает виды, основные свойства и методы контроля качества наноструктурированных материалов фармацевтического и медицинского назначения; методы организации производства, не понимает и не может объяснить физикохимические процессы, протекающие в наноструктурированных материалах, в том числе волокнистых, фармацевтического и медицинского назначения. Не умеет выражать и обосновывать свою позицию по вопросам, касающимся материалов для фармацевтики и медицины, интеллектуальным материалам для 3 создания дистанционно управляемых микроконтейнеров для адресной доставки препаратов, а также особенности взаимодействия лекарственных и других препаратов с микроконтейнерами, а также слабо знает виды, основные свойства и методы контроля качества наноструктурированных материалов фармацевтического и медицинского назначения; методы организации производства, понимает и может объяснить физико-химические процессы, протекающие в наноструктурированных материалах, в том числе волокнистых, фармацевтического и медицинского назначения. Умеет выражать и обосновывать свою позицию по вопросам, касающимся материалов для фармацевтики и медицины, интеллектуальным материалам для капсулирования и адресной доставки лекарств, делает ошибки при выборе состава наноматериала с у четом влияния микро- и наномасштаба, и использовании программных средств: MathCad, MatLab, LabVIEW, а также умеет 4 процессов получения наноматериалов, а также знает технологии и особенности создания дистанционно управляемых микроконтейнеров для адресной доставки препаратов, а также особенности взаимодействия лекарственных и других препаратов с микроконтейнерами, а также знает виды, основные свойства и 5 наноматериалов, а также знает технологии и особенности создания дистанционно управляемых микроконтейнеров для адресной доставки препаратов, а также особенности взаимодействия лекарственных и других препаратов с микроконтейнерами, а также знает виды, основные свойства и методы контроля качества наноструктурированных материалов фармацевтического и медицинского назначения; методы организации производства, понимает и может объяснить физико-химические процессы, протекающие в наноструктурированных материалах, в том числе волокнистых, фармацевтического и медицинского назначения. методы контроля качества наноструктурированных материалов фармацевтического и медицинского назначения; методы организации производства, понимает и может объяснить физико-химические процессы, протекающие в наноструктурированных материалах, в том числе волокнистых, фармацевтического Умеет выражать и обосновывать свою позицию по и медицинского назначения. Умеет выражать и обосновывать свою позицию по вопросам, касающимся материалов для фармацевтики и медицины, интеллектуальным материалам для капсулирования и адресной вопросам, касающимся материалов для фармацевтики и медицины, интеллектуальным материалам для капсулирования и адресной доставки лекарств, умеет оценивать и прогнозировать эффективность при выборе 1 2 капсулирования и адресной доставки лекарств, не умеет: выбирать состав наноматериала с у четом влияния микро- и наномасштаба, использовать программные средства: MathCad, MatLab, LabVIEW, а также умеет работать на современном оборудовании и применять методы численного анализа в исследованиях, а также оценивать степень взаимодействия наноматериалов с окружающей средой, растворами, полями, энергетическими частицами и излучением, использовать знания о влиянии микро- и наномасштаба на свойства материала для создания микроконтейнеров для адресной доставки лекарств, и на основании полученных знаний может выбрать технологию получения микроконтейнеров, не умеет принимать организационные и технические решения в процессе производства и не разбирается в методах контроля качества наноструктурированных 3 работать на современном оборудовании и применять методы численного анализа в исследованиях, а также оценивать степень взаимодействия наноматериалов с окружающей средой, растворами, полями, энергетическими частицами и излучением, использовать знания о влиянии микро- и наномасштаба на свойства материала для создания микроконтейнеров для адресной доставки лекарств, и на основании полученных знаний может выбрать технологию получения микроконтейнеров, умеет принимать организационные и технические решения в процессе производства и слабо разбирается в методах контроля качества наноструктурированных материалов фармацевтического и медицинского назначения. Умеет исследовать физические и химические процессы, протекающие в наноструктурированных материалах, в том числе волокнистых, фармацевтического назначения при различных процессах их формирования и обработки. 4 доставки лекарств, хорошо ориентируется при выборе состава наноматериала с у четом влияния микро- и наномасштаба, и использовании программных средств: MathCad, MatLab, LabVIEW, а также умеет работать на современном оборудовании и применять методы численного анализа в исследованиях, а также оценивать степень взаимодействия наноматериалов с окружающей средой, растворами, полями, энергетическими частицами и излучением, использовать знания о влиянии микро- и наномасштаба на свойства материала для создания микроконтейнеров для адресной доставки лекарств, и на основании полученных знаний может выбрать технологию получения микроконтейнеров, умеет принимать организационные и технические решения в процессе производства и разбирается в методах контроля качества наноструктурированных 5 состава наноматериала с у четом влияния микро- и наномасштаба, и использовании программных средств: MathCad, MatLab, LabVIEW, а также умеет работать на современном оборудовании и применять методы численного анализа в исследованиях, а также оценивать степень взаимодействия наноматериалов с окружающей средой, растворами, полями, энергетическими частицами и излучением, использовать знания о влиянии микро- и наномасштаба на свойства материала для создания микроконтейнеров для адресной доставки лекарств, и на основании полученных знаний может выбрать технологию получения микроконтейнеров, умеет оценивать и прогнозировать эффективность при принятии организационных и технических решений в процессе производства и отлично разбирается в методах контроля качества наноструктурированных материалов фармацевтического и медицинского назначения. Умеет 1 2 материалов фармацевтического и медицинского назначения. Не умеет исследовать физические и химические процессы, протекающие в наноструктурированных материалах, в том числе волокнистых, фармацевтического назначения при различных процессах их формирования и обработки. Не владеет основными понятиями и идеями науки о материалах и методах нанотехнологий, касающимся материалов для фармацевтики и медицины, интеллектуальным материалам для капсулирования и адресной доставки лекарств. Не владеет методами моделирования и оптимизации технологических параметров; навыками работы в прикладных программных средствах MathCad, MatLab, LabVIEW и VBA Microsoft Office; основными подходами к описанию и анализу свойств материалов с учетом влияния микро- и наномасштаба, экспериментального исследования наноматериалов, 3 Владеет основными понятиями и идеями науки о материалах и методах нанотехнологий, касающимся материалов для фармацевтики и медицины, интеллектуальным материалам для капсулирования и адресной доставки лекарств. Допускает ошибки при использовании методов моделирования и оптимизации технологических параметров; навыками работы в прикладных программных средствах MathCad, MatLab, LabVIEW и VBA Microsoft Office; основными подходами к описанию и анализу свойств материалов с учетом влияния микро- и наномасштаба, экспериментального исследования наноматериалов, а также навыками создания дистанционно управляемых микроконтейнеров для доставки лекарственных и других препаратов. Допускает ошибки при оценивания экономической эффективности производства и методами контроля качества наноструктурированных материалов фармацевтического и медицинского назначения; навыком организации производства 4 материалов фармацевтического и медицинского назначения. Умеет исследовать физические и химические процессы, протекающие в наноструктурированных материалах, в том числе волокнистых, фармацевтического назначения при различных процессах их формирования и обработки. 5 исследовать физические и химические процессы, протекающие в наноструктурированных материалах, в том числе волокнистых, фармацевтического назначения при различных процессах их формирования и обработки. В полной мере владеет основными понятиями и идеями Владеет основными науки о материалах и методах понятиями и идеями науки о нанотехнологий, касающимся материалах и методах материалов для фармацевтики и нанотехнологий, касающимся медицины, интеллектуальным материалов для фармацевтики материалам для и медицины, капсулирования и адресной интеллектуальным доставки лекарств. Способен материалам для использовать методы капсулирования и адресной моделирования и оптимизации доставки лекарств. Способен технологических параметров; использовать методы навыками работы в прикладных моделирования и оптимизации программных средствах технологических параметров; MathCad, MatLab, LabVIEW и навыками работы в VBA Microsoft Office; прикладных программных основными подходами к средствах MathCad, MatLab, описанию и анализу свойств LabVIEW и VBA Microsoft материалов с учетом влияния Office; основными подходами микро- и наномасштаба, к описанию и анализу свойств экспериментального материалов с учетом влияния исследования наноматериалов, микро- и наномасштаба, а также навыками создания экспериментального дистанционно управляемых 1 2 а также навыками создания дистанционно управляемых микроконтейнеров для доставки лекарственных и других препаратов. Не владеет методами оценивания экономической эффективности производства и методами контроля качества наноструктурированных материалов фармацевтического и медицинского назначения; навыком организации производства наноструктурированных материалов; навыками использования принципов и методик комплексных исследований наноструктурированных материалов, в том числе волокнистых, фармацевтического и медицинского назначения. 3 наноструктурированных материалов; навыками использования принципов и методик комплексных исследований наноструктурированных материалов, в том числе волокнистых, фармацевтического и медицинского назначения. 4 исследования наноматериалов, а также навыками создания дистанционно управляемых микроконтейнеров для доставки лекарственных и других препаратов. Владеет методами оценивания экономической эффективности производства и методами контроля качества наноструктурированных материалов фармацевтического и медицинского назначения; навыком организации производства наноструктурированных материалов; навыками использования принципов и методик комплексных исследований наноструктурированных материалов, в том числе волокнистых, фармацевтического и медицинского назначения. 5 микроконтейнеров для доставки лекарственных и других препаратов. Владее методами оценивания экономической эффективности производства и методами контроля качества наноструктурированных материалов фармацевтического и медицинского назначения; навыком организации производства наноструктурированных материалов; навыками использования принципов и методик комплексных исследований наноструктурированных материалов, в том числе волокнистых, фармацевтического и медицинского назначения. 3. Оценочные средства 3.1. Задания для текущего контроля а) Доклад Методические рекомендации При подготовке к практическим занятиям студенты должны подготовить доклады, в которых они самостоятельно рассматривают тот или иной вопрос в соответствии с темой семинара и индивидуальным заданием преподавателя. Доклад является одним из механизмов отработки первичных навыков научно-исследовательской работы. Тему доклада студент выбирает самостоятельно, из предложенного списка (см. ниже). Доклад оформляется в соответствие со следующими требованиями. Требования к докладу Содержание доклада должно учитывать требования к отчету о научноисследовательской работе, установленные Межгосударственным стандартом ГОСТ 7.32-2001. Во введении непременно следует сформулировать цель и задачи работы. Необходимо отразить актуальность, научную новизну, практическую значимость рассматриваемого материала, связь доклада с работами других авторов. В заключительной части обязательно наличие основных результатов и выводов по затронутым проблемам. Только при соблюдении этих требований может оцениваться уже собственно содержательная часть работы. Критерии оценивания. Оценка степени выполнения доклада в рамках самостоятельной работы производится в баллах. За выполнения каждого из условий, приведенных ниже, можно получить от 0 до 5 баллов. Условия: - студент представил доклад, соответствующий предъявляемым требованиям к структуре и оформлению; - содержание доклада соответствует заявленной теме, демонстрирует способность студента к самостоятельной исследовательской работе; доклад содержит самостоятельные выводы студента, аргументированные с помощью данных, представленных в научной литературе. Таким образом, максимально можно получить 15 баллов. Примерные темы докладов 1.Особенности взаимодействия протеинов с окружающей средой, растворами, полями, энергетическими частицами и излучением, а также физические процессы в материалах на их основе с учетом влияния микро- и наномасштаба, процессы получения, особенности создания структур и основные принципы контроля и оптимизации технологических процессов получения. 2. Особенности взаимодействия ферментов с окружающей средой, растворами, полями, энергетическими частицами и излучением, а также физические процессы в материалах на их основе с учетом влияния микро- и наномасштаба, процессы получения, особенности создания структур и основные принципы контроля и оптимизации технологических процессов получения. 3. Особенности взаимодействия нуклеиновых кислот с окружающей средой, растворами, полями, энергетическими частицами и излучением, а также физические процессы в материалах на их основе с учетом влияния микро- и наномасштаба, процессы получения, особенности создания структур и основные принципы контроля и оптимизации технологических процессов получения. 3.2.Промежуточная аттестация Методические указания. Промежуточная аттестация по дисциплине Б1.В.ДВ.4 «Влияние микрои наномасштаба на свойства материалов, используемых в тераностике» проводится в виде зачета. Учебным планом по направлению подготовки «Материаловедение и технологии материалов», профиль подготовки "Материаловедение фармацевтического и медицинского назначения" предусмотрена одна промежуточная аттестация по всем разделам данной дисциплины. Подготовка студента к прохождению промежуточной аттестации осуществляется в период лекционных, лабораторных и практических занятий, а также во внеаудиторные часы в рамках самостоятельной работы студента. Во время самостоятельной подготовки студент пользуется конспектами лекций, основной и дополнительной литературой по дисциплине (см. перечень литературы в рабочей программе дисциплины). Критерии оценивания. Во время зачета студент должен дать развернутый ответ на вопросы, изложенные в билете. Преподаватель вправе задавать дополнительные вопросы по всему изучаемому курсу. Во время ответа студент должен продемонстрировать знания по всему изучаемому материалу. Студент должен уметь разделять факты и их интерпретацию, уметь аргументировать свои утверждения. Полнота ответа определяется показателями оценивания планируемых результатов обучения (раздел 1). Вопросы и задания для самоконтроля при подготовке к текущей и промежуточной аттестации Для проведения контроля знаний по результатам самостоятельной работы целесообразно проводить оценивание в виде решения исследовательских инженерных задач. Задания формируются на основе приведенного ниже тематического перечня: 1. Нанокомпозиционные материалы с особыми механическими свойствами для сверхпрочных, сверхэластичных, сверхлегких конструкций. Нанокомпозиционные и нанодисперсные материалы для высокоэффективной сепарации и избирательного катализа. 2. Нанокомпозиционные материалы с особой устойчивостью к экстремальным факторам для термически, химически- и радиационностойких конструкций. 3. Нанокомпозиционные материалы, обладающие «интеллектуальными» свойствами, включая: адаптивность, ассоциативность, память. 4. Нанокомпозиционные материалы для генерации преобразования и хранения энергии. 5. Специальные нанокомпозиционные адаптивные материалы с низкой эффективной отражающей или сверхвысокой поглощающей способностью в акустическом, радио и оптическом диапазонах длин волн. Специальные нанодисперсные материалы с максимально эффективным энерговыделением, в том числе, импульсным. 6. Нанокомпозиционные биосовместимые материалы. 7. Механическая и корпускулярная обработка материалов с наноточностью. 8. Физико-химические нанотехнологии (атомно-молекулярная химическая сборка и самосборка неорганических и органических веществ). 9. Зондовые и пучковые нанотехнологии (нанослоевой тотальный и наноразмерные локальные синтез, удаление и модифицирование). 10. Биомедицинские нанотехнологии (биочипы и биокластеры; Haноразмерные избирательные диагностика, терапия и хирургия; генная инженерия). 11. Аппаратурно-методическое обеспечение чистоты и микроклимата в наноиндустрии. 12. Эксnресс-методы (in sitи методы) контроля химического состава и геометрии нанообъектов. 13. Экспресс-методы (in sitи методы) регистрации электрических, магнитных и акустических полей нанообъектов, контроль их физических и химических свойств. 14. Нанохимические компоненты (сорбенты, катализаторы, насосы, реакторы) для высокоэффективной очистки, избирательного сверхскоростного высокопроизводительного синтеза, атомно-молекулярной инженерии. Вопросы для проведения промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины в форме зачета 1. Нанокомпозиционные материалы с особыми механическими свойствами для сверхпрочных, сверхэластичных, сверхлегких конструкций. 2. Нанокомпозиционные и нанодисперсные материалы для высокоэффективной сепарации и избирательного катализа. 3. Нанокомпозиционные материалы с особой устойчивостью к экстремальным факторам для термически, химически- и радиационностойких конструкций.