Название курса: Самоорганизация и материалы
Номер курса в каталоге: 6
Цель курса: ознакомление с понятиями самосборки и самоорганизации, часто используемых для получения современных наноматериалов
Аудитория: школьники 7-11 классов
Краткая пояснительная записка: Получение наноматериалов с уникальными свойствами, как правило, основано на формировании тех или иных структур, причем часто - иерархических, полезные функции которых определяются не только наноуровнем, но также и другими уровнями структуры. При этом достаточно трудно ожидать, что на наноуровне возможна искусственная манипуляция отдельными нанообъектами с целью "ручной" сборки материала. Это пока что нецелесообразно (медленно и требует совершения большого объема работы). Поэтому естественным способом получения наноматералов могут являться самосборка и самоорганизация. Организация (возникновение упорядочения) при самосборке контролируется, главным образом, конкуренцией различных сил взаимодействия, часто молекулярной природы, наподобие гидрофильных – гидрофобных взаимодействий, сил гравитации, Ван-дер-Ваальсовых или кулоновских взаимодействий. Самосборка– процесс образования упорядоченной надмолекулярной структуры или среды, в котором в практически неизменном виде принимают участие только компоненты (элементы) исходной структуры, аддитивно составляющие или «собирающие», как части целого, результирующую сложную структуру. Самоорганизация может быть использована как механизм создания сложных «шаблонов», процессов и структур на более высоком иерархическом уровне организации, чем тот, что наблюдался в исходной системе, за счет многочисленных и многовариантных взаимодействий компонент на низких уровнях, на которых существуют свои, локальные, законы взаимодействия, отличные от коллективных законов поведения самой упорядочивающейся системы. Для процессов самоорганизации характерны различные по масштабу энергий взаимодействия, а также существование ограничений степеней свободы системы на нескольких различных уровнях ее организации.
Основные лекции:
- Лекция 1. Самосборка. Понятие самосборки. Обсуждение возможностей использования самосборки для создания наноматериалов. Самосборка в природе и технике.
- Лекция 2. Самоорганизующиеся массивы. Получение ряда наноматериалов. Обсуждение примеров самосборки и ограничений метода.
- Лекция 3. Самособирающиеся монослои. Формирование упорядоченных монослоев. Обсуждение возможностей использования самособирающихся монослоев для получения наноматериалов.
- Лекция 4. Фотонные кристаллы. Фотонные кристаллы как продукт самосборки. Обсуждение возможностей использования фотонных кристаллов и других сверхрешеток в науке и технике, природные примеры фотонных кристаллов (опал, насекомые).
- Лекция 5. Микросферная литография. Использование микросферной литографии для получения наноструктур. Обсуждение возможностей метода.
- Лекция 6. Диссипативные структуры. Элементы неравновесной термодинамики.
- Лекция 7. Самоорганизация. Понятие самоорганизации. Сравнение понятий "самосборка" и "самоорганизация".
- Лекция 8. Демон Максвелла. Нереальные устройства и существа. Обсуждение парадоксов наномира и законов "больших чисел".
Самосборка наноструктур.
Дополнительный материал:
- Самосборка структур из анизотропных объектов
- Получение нанокристаллов и их самосборка
- Самосборка микросфер и бифункциональные микрочастицы - янусы
- Использование блоксополимеров в нанохимии
- Самосборка больших строительных блоков
- Фотонные кристаллы - 2, Фотонные кристаллы - 1
- Фотоника
Вопросы и викторины для самоконтроля:
- Викторина для юных нанотехнологов
- Викторина "Очень просто о нанотехе"
- Теоретическая викторина для старших школьников
- Теоретическая нановикторина для школьников
- Комплексная викторина по нанотехнологиям
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.
 |
|
