Приложение В

Приложение В
(обязательное)
В.1 Силлабус (памятка) учебной дисциплины
«Введение в нанотехнологию»
для студентов, обучающихся по направлению «Химическая технология»
в 5 семестре
Разработчик
профессор Свит Т.Ф.
Зав. кафедрой ХиХТ
_______________ Потапов А.С.
подпись
Дата _________________
Объем дисциплины 57 ч, в т.ч. 17 ч лекций и 40 ч СРС.
Форма промежуточного контроля знаний по дисциплине – зачёт.
1 Содержание дисциплины
Введение История становления и развития нанотехнологии - 2 ч
[КЛ,1,7,8]
Тема 1 Общие представления о нанохимии и нанотехнологии.
Основные объекты и понятия нанотехнологии – 2 ч [КЛ,1-3]
История становления и развития нанотехнологии. Нанохимия. Понятия:
«нанотехнология», «нанохимия», объекты нанометровых размеров, шкала размеров объектов наномира, наносистемы, кластеры, наноматериалы, наночастицы,
характеристика нанообъектов по размерному признаку. Классификация нанообъектов.
Тема 2 Методы синтеза и исследования наночастиц – 4 ч [КЛ,1-4,7]
Классификация методов синтеза наночастиц. Химические методы синтеза
(«снизу вверх»). Диспергационные и конденсационные методы. Электровзрывной
метод получения наночастиц. Консервация наночастиц. Химический синтез наносистем. Особенности химических свойств наночастиц и нанокластеров. Химическое восстановление для получения наночастиц металлов в жидкой фазе. Реакции в дендримерах. Радиационно-химическое восстановление. Фотохимический
синтез. «Золь-гель» метод. Методы получения наночастиц металла.
Методы визуализации и исследования наночастиц. Примеры уникальных
свойств некоторых наночастиц: серебро, оксид цинка, диоксид кремния.
Тема 3 Нанотехнология – 4 ч [КЛ,1,3]
Фундаментальные и прикладные исследования: связь нанонауки и нанотехнологии. Механические наноустройства. Магнитные наноматериалы. Нанотехнологии в медицине. Развитие нанотехнологий.
Тема 4 Углеродные наноматериалы- 4 ч [КЛ,1-3]
Особая роль углерода в наномире. Аллотропные формы углерода- «нано» и
«не нано». Наноалмазы. Фуллерены и их производные: молекулы фуллеренов С60
и С70. Галогенирование фуллеренов. Свойства хлорпроизводных фуллерена. Оксиды фуллерена. Фуллерены с внедренными частицами металлов. Фуллериты и
их свойства. Углеродные нанотрубки, графен, получение углеродных наноструктур, электродуговое распыление графита, лазерное испарение графита, метод
химического осаждения из пара (каталитическое разложение углеводородов), ра1
диочастотное плазмохимическое осаждение из газовой фазы и рост при высоком
давлении и температуре. Общие свойства наноформ углерода.
Тема 5 Наноматериалы для энергетики –1ч [КЛ,1-3]
Традиционные и альтернативные источники энергии.
2 Самостоятельная работа студентов
Задачей СРС и познавательной деятельности студентов является овладение навыками самостоятельной работы с литературой по разделам дисциплины и
её изучении.
В программу самостоятельной работы студентов входит проработка теоретического материала, подготовка к контрольным опросам и зачёту.
Студентам выдаются индивидуальные задания для углубленного изучения
отдельных разделов курса. В этом случае выполнение индивидуального задания
предполагает написание и защиту рефератов по заданным темам.
За выполнение индивидуального задания студент получает дополнительно до
10-15 баллов.
СРС составляет 40 ч и включает следующие пункты (см.таблицу)
Таблица – Самостоятельная работа студентов в 5 семестре
Вид самостоятельной работы студентов
Объем, Литература
ч
1 Текущая проработка лекционного материала
16
[КЛ, 1-3]
2 Подбор и проработка дополнительного теоретичеИнтернетского материала. Подготовка и защита реферата
12
ресурсы
4 Подготовка к 2-м контрольным опросам (КО)
4
[КЛ,1-7]
5 Подготовка к зачёту
2
Итого СРС
40 ч
Примерные (рекомендуемые) темы рефератов
1 Ричард Фейнман - пророк нанотехнологической революции
2 Машины созидания Эрика Дрекслера
3 Как войти в наномир
4 Лазерный нанопинцет
5 Углеродные нанотрубки
6 Квантовые точки – рукотворные атомы
7 Нанокапсулы из дендримеров
8 Нанофазные материалы – более прочные
9 Нанотрубки делают полимеры более прочными
10 Наночастицы внутри нанотрубок – подарок химикам
11Химические методы синтеза наночастиц
12Механические наноустройства
13 Нанотехнологии в медицине
14 Наноалмазы
15Фуллерены и их производные
16 Углеродные нанотрубки
17 Общие свойства наноформ углерода
3 Литература и учебно-методические материалы
Основная литература
1 Сергеев Г.Б. Нанохимия.- М.: Книжный дом, 2006.- 333 с. 2 экз.
2 Андриевский Р.А., Рагуля А.В. Наноструктурные материалы: учебное пособие для вузов – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 192 с. 22 экз.
3 Пул, Ф. Оуэнс Нанотехнологии (перевод с англ.). М.: Техносфера, 2005. –
336 с. 2 экз.
Дополнительная литература
4 Генералов М.Б. Криохимическая нанотехнология: уч. пособие для вузов.
СПб: Профессия, 2010.- 348 с. 3 экз.
5 Фейнман Р.Ф. Внизу полным-полно места: приглашение в новый мир физики, самая первая лекция о нанотехнологиях, краткий перевод с английского, в
«Российском химическом журнале» («Журнал Российского химического общества
им. Д.И. Менделеева»), 2002 год, том XLVI, № 5.
6 Фейнман Р.Ф. Внизу полным-полно места: приглашение в новый мир физики, самая первая лекция о нанотехнологиях, полный перевод с английского, вебпубликация http://www.zyvex.com/nanotech/feynman/html
7 Ратнер М., Ратнер Д. Нанотехнология: простое объяснение очередной гениальной идеи. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2006. Избранные главы на
сайте издательства: http://www.williampublishing
8 Интернет – ресурсы:
8.1 Нанометр. Нанотехнологическое сообщество. Специальный информационно-аналитический Интернет-сайт: http://www.nanometer.ru.
8.2
Нанотехнологии.
Информационно-аналитический
сайт
http://www.nanotech.info/
со
страницами:
«Что
такое
наномир?»
http://www.nanotech.info/nanomir; «Что такое нанотехнология?»
http://www.nanotech.info/nanotech; «История развития нонотехнологий»,
http://www.nanotech.info/histiry
8.3 Нанотехнологии и наноматериалы. Национальный информационноаналитический центр. Адрес сайта: http://www.iacnano.ru
8.4 Сайт о нанотехнологиях №1 в России, http://www.nanonewsnet.ru, раздел
«Что такое нанотехнологии?», страницы: «Исследовательский инструментарий
нанотехнологов», «Нанобиология», «Наноматериаловедение», «Нанотрубки»,
«Физика наноструктур», «Микроскопия нанообъектов (наноскопия)», «ДНКнаноструктуры», «Графеновые материалы», «Фуллерены», «Углеродные нанотрубки «Наноэлектроника», «Методы нанотехнологического производства».
4 График аудиторных занятий, СРС, текущих и промежуточной
аттестаций
Наименование вида
работ
Лекции
2.1 Подготовка к лекционным занятиям
2.2 Подготовка к КО
2.3 Подбор литературы
и написание реферата
1
Номер недели
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12
1 Аудиторные занятия - 17 ч
1
2
3
4
5
6
2 Самостоятельная работа студентов - 40 ч
2
2
2
2
2
2
2
13
14
2
2
2
8
2
2
2
2
2
2
3 Формы текущей аттестации
КО
Зачет
КО
0,25
4 Формы промежуточной аттестации
На 17 неделе; вес 0,5
16 17
7
2
2
15
КО
0,25
2
2
Примечание - В п.3 «Формы текущей аттестации» на соответствующей неделе проставлено условное обозначение контрольного опроса (КО) и через дробь - удельный вес контроля в общей оценке по дисциплине, которая принимается за единицу.
В.2 Силлабус (памятка) учебной дисциплины
«Введение в нанотехнологию»
для студентов, обучающихся по направлению «Химическая технология»
в 6 семестре
Разработчик
профессор Свит Т.Ф.
Зав. кафедрой ХиХТ
_______________ Потапов А.С.
подпись
Дата _________________
Объем дисциплины 51 ч, в т.ч. 17 ч лекций и 34 ч СРС.
Форма промежуточного контроля знаний по дисциплине – зачёт.
Тема 5 Наноматериалы для энергетики – 3 ч [КЛ,1-3]
Наноматериалы в топливных элементах. Наноматериалы для хранения водорода.
Тема 6 Нанокатализ – 4 ч [КЛ,1-3]
Общие свойства катализаторов. Классификация каталитических реакций.
Принципы структурного и энергетического соответствия. Катализ на наночастицах
и цеолитах.
Тема 7 Перспективы использования нанотехнологий-4 ч [КЛ,1-3]
Факторы, определяющие уникальные свойства наноматериалов. Уникальные свойства наноматериалов. Нанопорошки. Аморфное состояние. Аморфнонанокри-сталлическое состояние. Нанопористый углерод. Полимерные нанокомпозиты. Нанокомпозиты с сетчатой структурой. Слоистые нанокомпозиты. Нанокомпозиты, содержащие металл или полупроводник. Молекулярные нанокомпозиты. «Умные» наноматериалы. Биомимитические наноматериалы (биомиметики).
Ферромагнитная жидкость.
Тема 8 Примеры использования нанотехнологии и наноматериалов в
отдельных областях экономики- 6ч [КЛ,1-3, интернет-ресурсы]
Применение нанотехнологии и наноматериалов:
- в двигателестроении и автомобильной промышленности - за счет применения наноматериалов, более точной обработки и восстановления поверхностей (можно добиться значительного увеличения ресурса работы автотранспорта
-до 1,5-4 раз);
- в электронике и оптоэлектронике - расширение возможностей радиолокационных систем за счет применения фазированных антенных решеток с малошумящими СВЧ-транзисторами на основе наноструктур и волоконно-оптических
линий связи с повышенной пропускной способностью;
- в информатике - многократное повышение производительности систем
передачи, обработки и хранения информации, а также создание новых архитектур
высокопроизводительных устройств с приближением возможностей вычислительных систем к свойствам объектов живой природы с элементами интеллекта;
- в энергетике (в том числе атомной) – использование наноматериалов для
совершенствования технологии создания топливных и конструкционных элементов, повышения эффективности существующего оборудования и развития альтернативной энергетики (адсорбция и хранение водорода на основе углеродных
наноструктур, увеличение в несколько раз эффективности солнечных батарей;
- в здравоохранении – с помощью нанотехнологии ускорение разработки
новых лекарств, создание высокоэффективных нанопрепаративных форм и спо-
собов доставки лекарственных средств к очагу заболевания. Широкая перспектива в области медицинской техники (разработка средств диагностики, проведение
нетравматических операций, создание искусственных органов);
- в сельском хозяйстве - применение нанопрепаратов стероидного ряда,
совмещенных с бактериородопсином, существенное (в среднем в 1,5-2 раза) увеличение урожайности практически всех продовольственных и технических культур;
- в экологии – использование фильтров и мембран на основе наноматериалов для очистки воды и воздуха, опреснения морской воды.
2 Самостоятельная работа студентов
Задачей СРС и познавательной деятельности студентов является овладение навыками самостоятельной работы с литературой по разделам дисциплины и
её изучении.
В программу самостоятельной работы студентов входит проработка теоретического материала, подготовка к контрольным опросам и зачёту.
Студентам выдаются индивидуальные задания для углубленного изучения
отдельных разделов курса. В этом случае выполнение индивидуального задания
предполагает написание и защиту рефератов по заданным темам.
За выполнение индивидуального задания студент получает дополнительно до
10-15 баллов.
СРС составляет 34 ч и включает следующие пункты (см.таблицу)
Таблица – Самостоятельная работа студентов в 6 семестре
Вид самостоятельной работы студентов
1 Текущая проработка лекционного материала
2 Подбор и проработка дополнительного теоретического материала. Подготовка и защита реферата
4 Подготовка к 2-м контрольным опросам (КО)
5 Подготовка к зачёту
Итого СРС
Объем,
ч
16
12
4
2
34 ч
Литература
[КЛ, 1-3]
Интернетресурсы
[КЛ,1-7]
Примерные темы рефератов
1 Катализ на наночастицах
2 Полимерные нанокомпозиты
3 Молекулярные нанокомпозиты
4 Применение нанотехнологии и наноматериалов в электронике
5 Применение нанотехнологии и наноматериалов в информатике
6 Применение нанотехнологии и наноматериалов в здравоохранении
7 Применение нанотехнологии и наноматериалов в сельском хозяйстве
8 Применение нанотехнологии и наноматериалов в экологии
3 Литература и учебно-методические материалы
Основная литература
1 Сергеев Г.Б. Нанохимия.- М.: Книжный дом, 2006.- 333 с. 2 экз.
2 Андриевский Р.А., Рагуля А.В. Наноструктурные материалы: учебное пособие для вузов – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 192 с. 22 экз.
3 Пул, Ф. Оуэнс Нанотехнологии (перевод с англ.). М.: Техносфера, 2005. –
336 с. 2 экз.
Дополнительная литература
4 Генералов М.Б. Криохимическая нанотехнология: уч. пособие для вузов.
СПб: Профессия, 2010.- 348 с. 3 экз.
5 Фейнман Р.Ф. Внизу полным-полно места: приглашение в новый мир физики, самая первая лекция о нанотехнологиях, краткий перевод с английского, в
«Российском химическом журнале» («Журнал Российского химического общества
им. Д.И. Менделеева»), 2002 год, том XLVI, № 5.
6 Фейнман Р.Ф. Внизу полным-полно места: приглашение в новый мир физики, самая первая лекция о нанотехнологиях, полный перевод с английского, вебпубликация http://www.zyvex.com/nanotech/feynman/html
7 Ратнер М., Ратнер Д. Нанотехнология: простое объяснение очередной гениальной идеи. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2006. Избранные главы на
сайте издательства: http://www.williampublishing
8 Интернет – ресурсы:
8.1 Нанометр. Нанотехнологическое сообщество. Специальный информационно-аналитический Интернет-сайт: http://www.nanometer.ru.
8.2
Нанотехнологии.
Информационно-аналитический
сайт
http://www.nanotech.info/
со
страницами:
«Что
такое
наномир?»
http://www.nanotech.info/nanomir; «Что такое нанотехнология?»
http://www.nanotech.info/nanotech; «История развития нонотехнологий»,
http://www.nanotech.info/histiry
8.3 Нанотехнологии и наноматериалы. Национальный информационноаналитический центр. Адрес сайта: http://www.iacnano.ru
8.4 Сайт о нанотехнологиях №1 в России, http://www.nanonewsnet.ru, раздел
«Что такое нанотехнологии?», страницы: «Исследовательский инструментарий
нанотехнологов», «Нанобиология», «Наноматериаловедение», «Нанотрубки»,
«Физика наноструктур», «Микроскопия нанообъектов (наноскопия)», «ДНКнаноструктуры», «Графеновые материалы», «Фуллерены», «Углеродные нанотрубки «Наноэлектроника», «Методы нанотехнологического производства».
4 График аудиторных занятий, СРС, текущих и промежуточной
аттестаций
Наименование вида
работ
1
Лекции
2.1 Подготовка к лекционным занятиям
2.2 Подготовка к КО
2.3 Написание и защита реферата
Номер недели
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12
1 Аудиторные занятия - 17 ч
1
2
3
4
5
6
2 Самостоятельная работа студентов - 34 ч
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
13
14
15
7
8
2
2
2
2
ЗР
0,2
2
3 Формы текущей аттестации
КО
Зачет
16 17
КО
0,15
КО
0,15
4 Формы промежуточной аттестации
На 17 неделе; вес 0,5
Примечания
1 В п.2 «Самостоятельная работа студентов» ЗР означает защиту реферата.
2 В п.3 «Формы текущей аттестации» на соответствующей неделе проставлено
условное обозначение контрольного опроса (КО) и через дробь - удельный вес контроля в
общей оценке по дисциплине, которая принимается за единицу.