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:
- Наноматериалы
- Компьютерное моделирование наноструктур и наносистем
- Моделирование в области наносистем
- Наночастицы, наноструктурированные материалы
- Стеклокерамика
- Удивительные (нано)частицы
- Нанотрубки
- Пористые материалы
- Микро-, мезо- и нанопористые материалы
- Немного о химии "усов"
- Тонкие пленки
- Нанокерамика
- Нанокомпозиты
- Сверхпроводники
- Биоматериалы
Вопросы и викторины для самоконтроля:
- Простая викторина по наноматериалам
- Сложная теоретическая викторина о природе "нано"
- Сложная теоретическая викторина по различным наноматериалам
- Теоретическая викторина для старших школьников
Литература и ссылки:
Другие миникурсы в кластере "Миникурсы":
- 1.Введение в нанотехнологии
- 2.Объекты наномира
- 3.Углеродные наноматериалы
- 4.Поверхность
- 5.Получение наноматериалов
- 6.Самоорганизация и материалы
- 7.Инструменты нанотехнологий
- 8.Нанотехнологии здоровья
- 9.Физика наноустройств, информационные технологии и альтернативная энергетика
- 10.Перспективы развития нанотехнологий
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.
 |
|
