Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Миникурс 2. Объекты наномира

Ключевые слова:  наноазбука

Автор(ы):  ФНМ МГУ

13 ноября 2011

Название курса: Объекты наномира

Номер курса в каталоге: 2

Цель курса: дать общие понятия об основных типах нанообъектов в неживой и живой природе

Аудитория: школьники 7 - 11 класс

Краткая пояснительная записка: Важнейшими параметрами наносистем являются размер, размерность, упорядочение и функциональность. Учет всех этих характеристик порождает нано- и микроструктурированные материалы, действительно способные определить весь дальнейший прогресс в нанотехнологии. Наноразмерный масштаб используют для характеристики самых маленьких объектов; к представителям наномира можно отнести кластеры, способные содержать до нескольких сотен атомов, и различного рода «наноструктуры», размер которых хотя бы в одном из измерений не превышает нескольких десятков нанометров, например, нанотрубки, квантовые точки, нанокомпозиты, белковые комплексы и пр. Нанометры являются привычными единицами для описания длины волн света. Например, видимый свет имеет длины волн в диапазоне от 400 до 700 нм. В нанометрах измеряют также размеры микроорганизмов, клеток и их частей, биомолекул. Мир наноструктур чрезвычайно интересен, ведь они имеют физические свойства, которые отличаются от свойств объемных материалов.

Основные лекции:

  • Лекция 1. Размерные эффекты. Влияние размера частиц (различных объектов) на их свойства. Обсуждение проявлений размерного фактора в науке, природе и технике.
  • Лекция 2. Наночастицы. Понятие наночастиц. Обсуждение типов и различных вариантов классификации наночастиц.
  • Лекция 3. Нанокристаллы. Понятие нанокристаллического состояния. Обсуждение влияния нанокристаллического состояния на функциональные свойства материалов.
  • Лекция 4. Наностержни и нитевидные кристаллы. Понятие анизотропии формы наночастиц и ее роли в управлении функциональными свойствами наноматериалов. Обсуждение примеров использования наностержней в науке и технике.
  • Лекция 5. Нанокольца. Понятие наночастиц с кольцевой формой и обсуждение примеров их возможного практического использования.
  • Лекция 6. Нановолокна. Понятие нановолокон. Обсуждение причин изменения механических свойств нановолокон в зависимости от их геометрических размеров и химической природы, а также областей практического использования.
  • Лекция 7. Гигантские кластеры. Открытие и структура гигантских кластеров, взаимосвязь "кластеров" и "наночастиц". Обсуждение методов получения и каталитической активности кластеров, а также функциональных свойств материалов с кластерной структурой.
  • Лекция 8. Гибридные наноматериалы. Понятие гибридного материала. Обсуждение химической связи в гибридных материалах и явления полифункциональности наноматериалов.
  • Лекция 9. Наноструктуры. Понятие наноструктуры и ее отличия от понятия "наночастица". Обсуждение примеров наноструктур и их особых физических, химических и биологических характеристик.
  • Лекция 10. "Наноклей". Наноструктуры в природе и технике. Обсуждение способов формирования наноструктур.
  • Лекция 11. Наноматериалы. Понятие наноматериала и его отличий от понятия "вещество". Обсуждение классификации современных наноматериалов.
  • Лекция 12.Нанокерамика. Понятие керамики и нанокерамики. Обсуждение областей практического использования нанокерамики.
  • Лекция 13.Мембраны. Мембраны и мембранные технологии. Обсуждение роли мембранных технологий в получении новых веществ и материалов.
  • Лекция 14. Цеолиты. Структура, свойства и синтез цеолитов. Обсуждение областей практического использования цеолитов в катализе и очистке воды.
  • Лекция 15. Нанокомпозиты. Понятие нанокомпозита и его отличия от понятия "вещество" и "фаза". Обсуждение существующих вариантов классификации и областей практического использования различных нанокомпозитов.
  • Лекция 16. Коллоидные системы. Понятие коллоидной системы. Обсуждение строения мицелл и методов анализа коллоидных растворов.
  • Лекция 17. Эмульсии. Эмульсии как распространенный пример коллоидных систем. Обсуждение возможностей эмульсионного синтеза наночастиц и получения наноматериалов.
  • Лекция 18. Стеклокерамика. Стеклокерамика как композит, механические свойства стеклокерамики. Обсуждение возможностей создания стеклокерамических материалов с заданными функциональными характеристиками.
  • Лекция 19. Супрамолекулярная химия. Понятие о супрамолекулярной химии. Использование подходов супрамолекулярной химии для получения материалов и наноматериалов. Супрамолекулярная химия как мостик между живой и неживой природой.

Разнообразие морфологических форм наноструктур.

Дополнительный материал:

Вопросы и викторины для самоконтроля:

Литература и ссылки:

Другие миникурсы в кластере "Миникурсы":

Взаимодействие с кураторами - в ЗНТШ.

НИКАКИЕ из приводимых здесь материалов не могут быть использованы в коммерческих целях или свободно распространяться (копироваться) без разрешения авторов приводимых материалов, а также воспроизводиться и транслироваться в любой форме без разрешения. Материалы могут быть использованы с обязательной ссылкой на авторов, правообладателей (информация о контактах авторов - по запросу через сайт support@nanometer.ru) только в образовательных целях.

 

Прикрепленные файлы:
course2.pdf (190.98 КБ.)

Информация о курсе.

 

 
Средний балл: 10.0 (голосов 4)

 



Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Квантовая точка Ge
Квантовая точка Ge

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.