Рабочая программа дисциплины «нанотехнология» Код дисциплины по учебному плану опд



Скачать 235.82 Kb.
Дата09.01.2013
Размер235.82 Kb.
ТипРабочая программа




МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Иркутский государственный университет»

(ФГБОУ ВПО «ИГУ»)
«Утверждаю»

_____________________

Первый проректор,

Проректор по учебной работе,

проф. И. Н. Гутник

«____»_____________20____г.

Биолого-почвенный факультет

Кафедра физико-химической биологии

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины «НАНОТЕХНОЛОГИЯ»


Код дисциплины по учебному плану ОПД.В.3

Для студентов специальности 020209.65 - Микробиология



г. Иркутск

1. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

Цель курса

Ознакомить студентов с новейшими достижениями и направлениями развития в современной междисциплинарной области практических научных знаний – нанотехнологии.

.
Задачи курса

  • изучить эффекты, определяющие особые закономерности протекания различных физико-химических процессов в пространственных областях нанометровых размеров;

  • рассмотреть различные нанотехнологические процессы создания наноструктур и наноматериалов;

  • ознакомиться с современными достижениями по созданию и применению наноустройств;

  • изучить основные тенденции развития нанотехнологий в стране и мире;

  • ознакомиться с основами моделирования свойств и сборки наноструктур.

  • Ознакомиться с современными экспериментальными средствами исследования материалов с нанометровым пространственным разрешением


Место курса в процессе подготовки специалиста

Настоящий курс является дисциплиной по выбору при подготовки студентов по специальности «Микробиология».

Курс тесно связан с рядом общеобразовательных и специальных дисциплин, и его изучению предшествуют курсы: математика, физика, химия, биохимия, синергетика, физико-химические методы, которые создают необходимую теоретическую базу и формируют достаточные практические навыки для понимания и осмысления информации, излагаемой в данном курсе.

2.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ТЕМАМ И ВИДАМ РАБОТ
для студентов очного отделения




Темы,

разделы

Всего

часов

Виды подготовки


Самостоятельная работа


Лекции


Практические, семинарские, лабораторные занятия

Самост. работа студентов

КСР

1

Тема 1. Основные понятия и определения. Квантовые эффекты

4

2

-

2

-

2

Тема 2. Приборное обеспечение нанотехнологий.

8

4

-

4

-

3

Тема 3. Нанохимия.

7

2

-

4

1

4

Тема 4. Наноэлектроника. MEMS и NEMS технологии

8

4

-

4

-

5

Тема 5. Молекулярные нанотехнологии

6

4

-

2

-

6

Тема 6. Применение нанотехнологий в биологии и медицине

7

2

-

4

1

ВСЕГО

(часы)




40

18

-

20

2


3. СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
3.1 Общее (по всем темам)

Тема 1. Основные понятия и определения. Квантовые эффекты

Введение и терминология. Балк-технология и нанотехнология. Шкала размеров объектов наномира. Основные этапы развития нанотехнологий. «Машины созидания» Э. Дрекслера. Ассемблеры и дазассемблеры. “Там внизу – много места” – Р. Фейнман. Закон Г. Мура. Особенности поведения объектов наномира. Подходы «сверху-вниз» и «снизу-вверх» к получению наноматериалов. Наноматериалы и наноустройства. Примеры нанотехнологических процессов: нанохимия, NEMS, MEMS, нанопечатная литография, нанобиотехнологии.

Квантовая механика – как основа понимания принципов формирования и работы нанотехнологических объектов. Волновые свойства частиц. Волны де Бройля. Принцип неопределенности. Уравнение Шредингера. Решение уравнения Шредингера для случаев движения частицы через потенциальный барьер конечной ширины. Туннельный эффект. Потенциальная яма. Энергетические состояния частиц в прямоугольной потенциальной яме сложной формы. Квантовые ямы. Квантовые точки. Прохождение частиц через многобарьерные квантовые структуры. Влияние размерных эффектов на параметры материалов и приборов. Физические и технологические пределы миниатюризации и проблема уменьшения топологического размера.

Тема 2. Приборное обеспечение нанотехнологий.

Введение в электронную микроскопию. Идея электронного микроскопа. История создания. Особенности электронных микроскопов. Методы получения изображения. Элементы электронного микроскопа и их основные параметры. Длина волны электронов и ее зависимость от ускоряющего напряжения. Классификация электронных микроскопов. Механизмы контраста в электронном микроскопе. Взаимодействие электронов с веществом. Вторичные эффекты. Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ). Получение пучка электронов. Держатель образца. Основные режимы работы ПЭМ. Амплитудный контраст. Дифракция электронов в ПЭМ. Особенности дифракционных измерений в ПЭМ. ПЭМ высокого разрешения, фазовый контраст. Высоковольтный ПЭМ. Сканирующий ПЭМ. Сканирующий (растровый) электронный микроскоп (РЭМ) Сигналы в РЭМ. Электроны. Топографический контраст. Другие методы контраста. Химический и структурный анализ с помощью РЭМ, микроанализ. Сопутствующие методики: сфокусированный электронный пучок, ионный и электронный полевые проекционные микроскопы. Низковакуумные РЭМ, РЭМ работающие в режиме естественной среды. Применения в биологии. Разрешение ПЭМ и РЭМ. Подготовка образцов. Основные производители электронных микроскопов.

Основы сканирующей зондовой микроскопии. История развития сканирующей зондовой микроскопии. Устройство и принцип действия сканирующего туннельного микроскопа: туннельный сенсор, режимы постоянного тока и постоянной высоты. Ограничения сканирующей туннельной микроскопии. Устройство и принцип действия сканирующего атомно-силового микроскопа: оптический силовой сенсор, силы межатомного взаимодействия, диапазоны сил при работе в контактном и бесконтактном режимах. Назначение и принципы работы обратной связи. Основные типы сканеров, применяемых в сканирующем зондовом микроскопе. Используемые свойства пьезокерамики, триподные, трубчатые и гибридные сканеры. Основные типы кантилеверов, используемых в контактном и бесконтактном режимах атомно-силовой микроскопии. Параметры, влияющие на качество получаемых изображений.

Сканирующая лазерная конфокальная микроскопия. Принцип действия и реализация. Горизонтальное и вертикальное разрешение методики. Сравнение с обычной оптической микроскопией. Сканирующая оптическая микроскопия ближнего поля. Преодоление оптического дифракционного предела, принцип действия, используемые типы зондов, основные режимы работы. Нановесы – строение и принцип действия.

Тема 3. Нанохимия.

Объекты нанохимии и свойства наночастиц. Наносистемы. Классификация объектов нанохимии: наночастицы из атомов инертных газов, наночастицы металлов, нанотрубки, фуллерены, ион­ные кластеры, фрактальные кластеры, молекулярные кластеры. Примеры уникальных свойств некоторых наночастиц: серебро, оксид цинка, диоксид кремния Химические нанореакторы: щелочные и щелочноземельные металлы, переходные элементы, элементы 8-й группы, подгруппа меди, цинка, бора. Виды химической связи, действующей в наносистемах.

Получение наночастиц. Диспергационные и конденсационные методы. Стабилизатор наночастиц. Магические числа. Электровзрывной метод получения наночастиц. Консервация наночастиц. Химический синтез наносистем. Особенности химических свойств наночастиц и нанокластеров. Химическое восстановление для получения наночастиц металлов в жидкой
фазе. Радиационно-химическое восстановление. Фотохимический синтез. «Золь-гель» метод. Метолы получения наночастиц металла.

Наноматериалы и перспективы их применения. Факторы, определяющие уникальные свойства наноматериалов. Нанопорошки. Классификация твердых тел по агрегатному состоянию: моно- и поликристаллические материалы, аморфные материалы. Нанокристаллическое состояние как переход от аморфного состояния к поликристаллическому. Особенности структуры зерен и межзеренного вещества в нанокристаллических материалах. Методы получения нанокристаллических материалов. Осаждение из газовой и жидкой фазы. Быстрое отвердевание из расплава. Интенсивные пластические деформации. Рекристаллизация из аморфного состояния. Преимущества и недостатки различных методик. Основные физические свойства нанокристаллических материалов: механическая прочность и пластичность, диффузионные свойства. Метастабильность нанокристаллического состояния. Основные применения нанокристаллических материалов.

Полимерные нанокомпозиты. Нанокомпозиты с сетчатой структурой. Слоистые нанокомпозиты. Нанокомпозиты, содержащие металл или полупроводник. Молекулярные нанокомпозиты. Субнанопористые и нанопористые материалы на основе цеолитов. Пористый кремний. Наноферромагнетики, суперпарамагнетизм, наномагнитные жидкости. Нанокомпозиты с гигантским магнитосопротивлением. Основные применения нанокомпозитов. «Умные» наноматериалы. Биомимитики.

Особая роль углерода в наномире. Основные физико-химические свойства углерода, углеродная связь, гибридизация. Аллотропные формы углерода: графит, алмаз, карбин, графен, аморфный углерод, фуллерены, нанотрубки. Фуллерены. История открытия фуллеренов, связь с астрофизическими исследованиями. Структура фуллеренов C60 и C70: геометрия, тип связей, формула Эйлера. Другие кластеры углерода. Методы синтеза и очистки фуллеренов. Основные физико-химические свойства фуллеренов. Соединения на основе фуллеренов: фуллероиды, фуллериты, фуллериды, интеркаллированные и эндоэдральные структуры. Галогенирование фуллеренов. Свойства хлорпроизводных фуллерена. Оксиды фуллерена. Фуллерены с внедренными частицами металлов. Области применения фуллеренов. Углеродные нанотрубки. Структура одностенных нанотрубок, индексы хиральности, основные типы хиральности. Архитипичные нанотрубки. Структура многослойных нанотрубок: трубки типа свиток, коаксиально вложенные нанотрубки, канаты из нанотрубок. Дефекты в структуре нанотрубок и их влияние на геометрию и проводимость нанотрубок.

Получение углеродных наноструктур: электродуговое распыление графита, лазерное распыление графита, метод химического осаждения из пара, радиочастотное плазмохимическое осаждение из газовой фазы и рост при высоком давлении и температуре. Возможности методов по синтезу однослойных и многослойных нанотрубок, литографическое задание точек роста. Стадии очистки нанотрубок. Основные механические, электрические и магнитные свойства нанотрубок. Применение нанотрубок. Другие углеродные наноструктуры, углеродные нанолуковицы. Нанотрубки других материалов: дисульфид вольфрама, хризотил.

Тема 4. Наноэлектроника. MEMS и NEMS технологии

Общие принципы функционирования полупроводниковых схем. Электропроводимость полупроводников – собственная и примесная. p – n переходы. Транзисторы: p–n–p и n–p–n типы. Базовые логические схемы, основанные на соединениях транзисторов. Интегральная схема как система микроскопических устройств на одной подложке. «Микролитография» и «нанолитография». Типы микро- и нанолитографии. Технологический процесс фотолитографии. Подготовка подложки, оксидирование, нанесение фоторезиста, экспонирование, травление, эпитаксия, диффузия, металлизация.

Эволюция методов фотолитографии. Современная фотолитография. Литография в области глубокого УФ, рентгеновская и электронная литография. Электронная литография с прямой записью электронным пучком. Нанолитография. Оптические методы нанолитографии. Нанолитография с помощью СЗМ. Наноимпринт литография как разновидность фотолитографии при создании приборов с субмикронными размерами.

Методы эпитаксии. Физическое осаждение из паровой фазы (MBE). Получение аморфных, поликристаллических и монокристаллических пленок. Молекулярно-лучевая эпитаксия элементарных полупроводников и полупроводников на основе соединений А3В5, осаждение пленок диэлектриков и металлов. Химическое осаждение из паровой фазы (CVD): его виды, основные закономерности и методика. Эпитаксия из металлоорганических соединений и летучих неорганических гидридов (MOCVD). Наиболее распространенные системы веществ - источников компонент полупроводниковых материалов и твердых растворов. МОС-гидридная эпитаксия полупроводников на основе соединений А3В5.

Оптоэлектроника. Сверхрешетки. Понятие фотонного кристалла. Примеры природных фотонных кристаллов. Классификация фотонных кристаллов. 1D-, 2D- и 3D-фотонные кристаллы. Оптические особенности фотонных кристаллов. Дифракционная решетка. Методы создания фотонных кристаллов. Применения фотонных кристаллов – световоды, фотонно-кристаллические световоды, повышение эффективности ламп накаливания, фотонные полупроводники, лазеры.

Одноэлектроника. Теоретические основы одноэлектроники. Технологические основы реализации одноэлектронных приборов. Приборы на основе сканирующего туннельного микроскопа. Вертикальные одноэлектронные приборы на основе сэндвичевых структур. Приборы на основе массивов квантовых точек. Кремниевые одноэлектронные приборы. Применение одноэлектронных приборов. Квантовый компьютер.

MEMS и NEMS. Понятие микроэлектромеханических систем. Компоненты MEMS. Мембранные силовые элементы. Использование нанотрубок как силовых элементов MEMS. Наноэлектромеханические системы. Механопамять. Механоэлектрические квантовые выключатели. Спинтроника. Наноактюаторы. Проекты наноактюаторов. Наносенсоры как практическое приложение MEMS – технологий. Молекулярный сортирующий ротор. Проекты «Электронный нос», «Электронный язык», «Видеоочки», «Умная пыль».

Тема 5. Молекулярные нанотехнологии

Задачи молекулярных нанотехнологий. Моделирование наноструктур. Основные типы математического моделирования в нанотехнологии. Визуализационное моделирование. Вычислительное моделирование. Инженерное моделирование. Особенности и наиболее популярные программы различных типов моделирования. RasMol, Chem3D и NanoXplorer.

Механосинтез и нанофабрика. Простейшие молекулярные машины на примере супрамолекулярных систем: псевдоротаксаны, ротаксаны и катенаны. Способы управления молекулярными машинами. Концепция нанофабрики. Нанофабрика К. Феникса – конвергентная сборка. Фабрикаторы на базе платформ Стюарта и Меркле – параллельная сборка. Функциональные блоки нанофабрики. Проблема создания наноманипуляторов для фабрикатора. Теоретические проекты инструментов механосинтеза.

Самоорганизация и самосборка наноструктур. Роль синергетики для понимания свойств самоорганизующихся систем. Использование самоорганизации в нанотехнологиях. Самоорганизация квантовых точек. Теория самоорганизованного роста. Системы полупроводниковых материалов для выращивания структур с квантовыми точками. Самоорганизация нанотрубок.

Тема 6. Применение нанотехнологий в биологии и медицине

Основные направления развития нанобиотехнологии. Нанобиотехнологии на основе белков-переносчиков и белков – рецепторов. Нанобиосенсоры, их применение в диагностике заболеваний. Сенсоры пероксида водорода. Сенсоры рН. Экспресс-анализаторы. Квантовые точки, их роль в диагностике. Лаборатории на чипе.

Нанобиотехнологии для направленного транспорта веществ. Использование искусственным мембран в качестве биофильтров. Нанобиотехнологии на основе тилакоидов хлоропластов. Методы создания искусственных нановолокон. Применение нановолокон в биологии и медицине.

Нанотехнологии на основе ДНК. Генетическая инженерия как одно из направлений нанобиотехнологии. Биочипы. Получение искусственных наноструктур на основе биомолекул. Подходы к получению искусственных наноструктур на основе биомолекул - использование ДНК в качестве темпланта для синтеза. Наноманипуляторы из молекулы ДНК – «шагающий наноробот». Наноактюаторы с небиологическими элементами.

Адресная доставка лекарств. Роль нанокапсул и наносфер в терапии рака, гепатита, ВИЧ. Биологическая усвояемость лекарств. Криохимические технологии в наномедицине. Наночастицы благородных металлов. Нанокристаллические оксиды. Нанотехнологии в борьбе с онкологическими заболеваниями. Создание наночастиц в биологических тканях, однослойные углеродные нанотрубки с адсорбированными антителами. Иммунонаносферы для избирательной фототермической терапии и наносферы для комбинированной терапии рака и обнаружения опухолей. Лечение рака груди с помощью комбинации люлиберина, цитотоксического белка и наночастиц оксида железа. Опухоль-ориентированные системы доставки. Лечение раковых метастазов, фуллерены в терапии рака. Использование бактерий и ферментов для получения наночастиц. Нанотехнологии на основе вирусов. «Искусственные» вирусы в коррекции наследственных аномалий. Создание биосовместимых поверхностей контакта, имплантатов и искусственных органов.

Нанотехнологии и бессмертие. Наномедицина по Фрайтасу. Проект «Roboblood». Респироциты, клоттоциты, микрофагоциты и коммуноциты – функции, требования к структуре. Бессмертие по Р. Курцвейлу - перенос сознания в компьютер. Аргументы «за». Нейроэлектрические интерфейсы. Проекты «киберкрыса», «киберпиявка», искусственная рука, искусственная сетчатка, кохлеарная имплантация. Криосохранение. «Перспективы бессмертия» Р. Эттинжера». Проблемы, связанные с процедурой крионирования.

Нанотехнология и охрана окружающей среды. Наносенсорные системы в экологическом мониторинге. Особенности влияния наночастиц на живые организмы. Нанобиотехнологии в контроле качества пищевых продуктов.

3.2 Темы семинарских занятий

Семинарских занятий по дисциплине учебным планом не предусмотрено.
3.3 Тематика заданий для самостоятельной работы

Углубление знаний по курсу осуществляется за счет организации самостоятельной работы студентов по разделам, установленных программой дисциплины.

  1. Значение квантовой механики для нанотехнологии. История квантовой механики.

  2. История развития микроэлектроники, зарождение наноэлектроники и ее перспективы.

  3. Будущее нанотехнологий: ближайшие перспективы и потенциальные возможности.

  4. Зондовая и электронная микроскопия: сравнительные аспекты.

  5. Пьезоэлектрический эффект в сканирующей туннельной микроскопии.

  6. Режимы работы атомно-силового сканирующего микроскопа.

  7. Технология фотолитографии и ее место в производстве полупроводниковых микросхем.

  8. Микроэлектромеханические системы как приборы интегральной кремниевой технологии: возможности и перспективы.

  9. Современные области применения MEMS в медицине и биологии.

  10. Использование эффекта туннелирования в различных современных полупроводниковых приборах.

  11. Разнообразие кластеров в физике, биологии, химии.

  12. Перспективы использования углеродных нанотрубок и фуллеренов в технике, биологии и медицине

  13. Использование наноматериалов в топливно-энергетической промышленности.

  14. Самоорганизация в Нанотехнологии. Самоорганизация при эпитаксиальном росте квантовых точек.

  15. Проекты наноманипуляторов.

  16. Использование наноконструкций на основе нуклеиновых кислот в медицине, биотехнологии и технике.

  17. Нанобиотехнологии на основе биологических мембран.

  18. Нанотехнологии направленной доставки веществ в клетку.


3.4 Примерный список вопросов к зачету

  1. Нанотехнология и bulk-технология – сравнительные аспекты. Основные термины и определения.

  2. Нанотехнология в историческом аспекте. Основные направления развития нанотехнологии. Закон Р. Мура

  3. Квантово-механические основы сканирующей зондовой микроскопии.

  4. Сканирующий туннельный микроскоп – принцип действия и режимы сканирования.

  5. Атомно-силовой микроскоп – конструктивные особенности и режимы сканирования.

  6. Сканирующий оптический микроскоп ближнего поля

  7. Нановесы. Конструкция и пределы взвешивания.

  8. Нанохимия и наносистемы. Классификация наносистем.

  9. Наночастицы. Классификация наночастиц.

  10. Фуллерены и нанотрубки, их практическое использование.

  11. Способы получения наночастиц. Диспергационные и конденсационные методы.

  12. Методы получения фуллеренов и нанотрубок. Электродуговое распыление графита. Лазерное испарение графита. Метод химического осаждения из пара. Достоинства и недостатки методов.

  13. Основные направления практического использования наночастиц различной химической природы.

  14. Наноматериалы и изделия на их основе. Примеры практического использования.

  15. Алмазод: свойства, применение и технология получения.

  16. Основные направления развития наноэлектроники.

  17. Типы и механизмы электропроводимости полупроводников. P-n и p-n-p- переходы. Использование полупроводников в электронике.

  18. Интегральная схема и планарная технология изготовления микросхем.

  19. Способы повышения производительности чипов и пределы миниатюризации в традиционной микроэлектронике. Электропроводимость полимеров. Использование органических полимеров в микроэлектронике.

  20. MЕMS- и NEMS-технологии. Основные понятия и практическое использование.

  21. Механоэлектронные устройства для MEMS и NEMS. Общая характеристика.

  22. Механоэлектрические квантовые выключатели и механопамять. Наномеханический осциллятор Блайка. Спинтроника. Основные понятия и перспективы развития.

  23. Наноактюаторы. Направления практического использования. Вращательный наноактюатор на основе АТФазы. Электростатический и диэлектрофорезный наномоторы. Наноактюатор на эффекте поверхностного натяжения и ротор на основе нанотрубок.

  24. Наносенсоры. Их отличие от традиционных сенсорных систем. Молекулярный сортирующий ротор. Проекты «Электронный нос», «Электронный язык, «Умная пыль». Практическое значение и морально-этические аспекты.

  25. Роль и место математического моделирования в нанотехнологии. Визуализационное моделирование. Вычислительное моделирование в нанотехнологии. Достоинства и недостатки по сравнению с другими видами моделей. Инженерное моделирование.

  26. Механосинтез и нанофабрика. Идеи конвергентной и параллельной сборки. Структурные компоненты нанофабрики. Общая характеристика проектов по созданию наноманипуляторов.

  27. Проекты наноманипуляторов, основанных на действии физических и химических законов. Наноманипуляторы на основе биологических систем. «Шагающий наноробот» на основе ДНК.

  28. Наномедицина: лаборатория на биочипе и бактерицидные наносистемы.

  29. Наномедицина. Проблема биологической усвояемости лекарств. Адресная доставка лекарств. Наномедицина: использование квантовых точек.

  30. Нанотехнология и бессмертие. Наномедицина по Р. Фрайтасу. Проект Р. Курцвейла. Криосохранение

  31. Нейроэлектрические интерфейсы. Проекты «киберкрыса», «искусственная сетчатка», «искусственная рука» и кохлеарная имплантация.

  32. Морально-этические аспекты наномедицины.


4. ФОРМЫ ПРОМЕЖУТОЧНОГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ:

Цель контроля: определение уровня подготовки студентов по дисциплине.

Текущий контроль проводится для оценки степени усвоения студентами учебных материалов, обозначенных в учебной рабочей программе, и осуществляется в виде непрерывного и рубежного контроля. К непрерывному контролю относятся систематические проверки знаний и навыков студентов в форме устных опросов и рефератов. Текущий контроль осуществляется во внеаудиторное время. Рубежный контроль охватывает содержание части курса и проводится два раза в семестр. Форма рубежного контроля - тестирование.

Итоговый контроль - зачет. К зачету допускаются студенты, выполнившие в полном объеме самостоятельную работу и успешно сдавшие две промежуточные аттестации.

Студенты, вовремя выполнившие все обязательные виды деятельности и набравшие в ходе тестирования не менее 60 % баллов, получают зачет автоматически. Студенты, имеющие задолженность, должны выполнить все обязательные виды деятельности, а затем сдают зачет по вопросам в виде собеседования.

Критерии оценки: ответ полный, раскрывающий историю рассматриваемой проблемы, основных акторов проблемы, теоретические положения проблемы, пути их решения.

Формально: оценивается достижение целей образовательного стандарта высшего профессионального образования и соответствия фактического уровня развития личности профессионала проектируемому.
5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА

Интернет-источники

  1. http://edu.ulsu.ru – Журнал "Нанотехнологии в школе" Ульяновск. Материалы, касающиеся опыта преподавания нанотехнологий в школе, методик преподавания, интересных и новых направлений в нанотехнологиях.

  2. http://elibrary.ru/defaultx.asp - Научная электронная библиотека, крупнейший российский информационный портал в области науки, технологии, медицины и образования, содержащий рефераты и полные тексты более 12 млн научных статей и публикаций.

  3. http://kbogdanov5.narod.ru/ - Научно-популярный сайт о нанотехнологиях. Содержит лекции для школьников по нанотехнологии.

  4.  http://nano.su/portal/faces/public/info/ - Научно-техническая база данных по нано-технологиям

  5. http://nanoblog.ru/ - Блог о нанотехнологиях в России и мире, применении их в различных областях. Анонсы, События. Лекции о нанотехнологиях, Мир нанотехнологий

  6. http://nano-portal.ru/post/tag/obrazovanie - Портал по нанотехнологиям, актуальная информация о новейших достижениях науки в сфере нанотехнологий

  7. http://nanoschool-edu.ulsu.ru - Сайт о преподавании нанотехнологий в школе. Методические материалы. Учебные программы и т.д.

  8. http://nanotech.ex6.ru/?q=node/131 - Информационно-образовательный ресурс по нанотехнологиям

  9. http://nauka.name/category/nano/ - Научно-популярный портал о нанотехнологиях, биогенетике и полупроводниках

  10. http://thesaurus.rusnano.com - Сервер словаря основных нанотехнологических терминов, создаваемый ведущими российскими учеными и сотрудниками РОСНАНО. Размещено свыше 400 статей, описывающих основные понятия и явления мира нанотехнологий.

  11. http://tusearch.blogspot.com - Поиск электронных книг, публикаций, законов, ГОСТов на сайтах научных электронных библиотек. В поисковике отобраны лучшие библиотеки, в большинстве которых можно скачать материалы в полном объеме без регистрации. В список включены библиотеки иностранных университетов и научных организаций.

  12. http://window.edu.ru/window/library - несколько учебников по нанотехнологии в свободном доступе

  13. http://www.iacnano.ru/ - Национальный информационно-аналитический центр "Нанотехнологии и наноматериалы" (ИАЦ)
  14. http://www.microsystems.ru/ - ежемесячный междисциплинарный теоретический и прикладной научно-технический журнал "НАНО- И МИКРОСИСТЕМНАЯ ТЕХНИКА", выпускаемый издательством "Новые технологии". Содержит полнотекстовые статьи, посвященные различным аспектам нанотехнологии


  15. http://www.nano-edu.ulsu.ru/ - образовательный сайт по натотехнологиям в различных естественных науках

  16. http://www.nanojournal.ru/ - «Нано Дайджест» - интернет-журнал о нанотехнологиях. Освещает события, происходящие в этой отрасли, рассматриваются экологические проблемы этой отрасли, а также последние бизнес-тенденции этого сектора.

  17. http://www.nanometer.ru - Сайт нанотехнологического сообщества «Нанометр»: выставка достижений нанотехнологической науки, виртуальный справочник "кто есть кто" в нанотехнологиях, срез нанотехнологического сообщества России каталог избранных оригинальных публикаций, конкурсы, популярные статьи, рефераты, интернет-олимпиады, дистанционные курсы, опросы, интервью, критика...

  18. http://www.nanonewsnet.ru/ - первое российское on-line издание, посвященное вопросам нано-индустрии. Информационно-аналитическая и просветительская деятельность в области наноиндустрии.

  19. http://www.nanorf.ru/ - "Российские нанотехнологии", журнал Федерального агентства по науке и инновациям РФ

  20. http://www.nanotech.ru/journal/ - Инженерный журнал «Нанотехника»

  21. http://www.nanoware.ru/ - Официальный сайт потребителей нанотоваров.

  22. http://www.portalnano.ru/sitemap/ - Федеральный интернет-портал "Нанотехнологии и наноматериалы"

  23. http://www.rusnanonet.ru/ - RusNanoNet.ru - информационно-аналитический портал российской национальной нанотехнологической сети.

  24. http://www.vargin.mephi.ru/book_nano.html - несколько книг по нанотехнологии в свободном доступе

Оборудование

а) Для лекционных занятий используется мультимедийный проектор;

б) при выполнении заданий самостоятельной работы студенты могут пользоваться компьютерным классом биолого-почвенного факультета.

Материалы

а) Презентации к лекциям: «Нанотехнологии»; «Атомно-силовой микроскоп»; «Сканирующий туннельный микроскоп»; «Сканирующий электронный микроскоп»; «История нанотехнологии»; «Место Нанотехнологии среди других наук»; «Механосинтез»; «Самосборка молекул часть 1»; «Самосборка молекул часть 2».

б) Контрольные задания и вопросы для аттестации и СРС


ЛИТЕРАТУРА

Основная

  1. Введение в нанотехнологии. Модуль «Физика» / под ред. Б.Н. Костишко, В.Н. Голованова. – Ульяновск: УлГУ, 2008. – 160 с. Модуль «Химия» / под ред. Л.К. Каменек. – Ульяновск: УлГУ, 2008. – 128 с. Модуль «Биология» / под ред. В.Ф. Сыч. – Ульяновск: УлГУ, 2008. – 100 с. [Электронный ресурс]. – URL: http://window.edu.ru/window_catalog/redir?id=63677&file=f222_1.pdf

http://window.edu.ru/window_catalog/redir?id=63677&file=f222_2.pdf

http://window.edu.ru/window_catalog/redir?id=63675&file=b3.pdf

http://window.edu.ru/window_catalog/redir?id=63682&file=x3.pdf

Дополнительная

  1. Андриевский Р.А. Наноструктурные материалы / Р.А. Андриевский, А.В. Рагуля. – М.: Академия, 2005

  2. Белая книга по нанотехнологиям / под ред. В.И. Аржанцева и др. – М.: Изд-во ЛКИ, 2008. – 344 с.

  3. Борисенко В.Е. Наноэлектроника: уч. пособ.: в 3 ч. / В.Е. Борисенко, А.И. Воробьева, Е.А. Уткина. – Минск: БГУИР, 2004.

  4. Демиховский В.Я. Квантовые ямы, нити, точки. Что это такое? / В.Я. Демиховский // Соросовский образовательный журнал. – 1997. - № 5. – с. 80 – 86.

  5. Дубяга В.П. Нанотехнологии и мембраны (обзор) / В.П. Дубяга, И.Б. Бесфамильный // Критические технологии. Мембраны. – 1999. - № 1. – с. 11 – 16.

  6. Евдокимов Ю.М. Пространственно упорядоченные формы ДНК и ее комплексов - основа для создания наноконструкций для медицины и биотехнологии / Ю.М. Евдокимов // Российские Нанотехнологии. – 2006. - № 1-2. – с. 256 – 264.

  7. Звездин А.К. Квантовая механика плененных фотонов. Оптические микрорезонаторы, волноводы, фотонные кристаллы / А.К. Звездин // Природа. – 2004. - № 10.

  8. Золотухин И.В. Углеродные нанотрубки / И.В. Золотухин // СОЖ. – 1999. - № 3. – с. 111 – 115.

  9. Карпович И.А. Квантовая инженерия: самоорганизованные квантовые точки / И.А. Карпович // СОЖ. – 2001. - № 11. – с. 102 – 108.

  10. Кобаяси Н. Введение в нанотехнологию: пер. с яп. / Н. Кобаяси. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007.

  11. Кульбачинский В.А. Полупроводниковые квантовые точки / В.А. Кульбачинский // СОЖ. – 2001. – т. 7. - № 4 . – с. 98 – 104.

  12. Наноматериалы. Нанотехнологии. Наносистемная техника: мировые достижения за 2005 год / под ред. П.П. Мальцева. – М.: Техносфера, 2006. – 150 с.

  13. Нанотехнологии: азбука для всех / под ред. Ю.Д. Третьякова. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008.

  14. Помогайло А.Д. Наночастицы металлов в полимерах / А.Д. Помогайло, А.С. Розенберг, И.Е. Уфлянд. – М.: Химия, 2000. – 627 с.

  15. Пул Ч. Нанотехнологии / Ч. Пул, Ф. Оуэнс. – М.: Техносфера, 2005. – 336 с.

  16. Раков Э.Г. Нанотрубки и фуллерены: уч. пособ / Э.Г. Раков. – М.: ИД Интеллект, 2008.

  17. Рыбалкина М. Нанотехнологии для всех. Большое – в малом / М. Рыбалкина. – М.: Nanotechnology News Network, 2005. – 434 с.

  18. Сергеев Г.Б. Нанохимия / Г.Б. Сергеев. – М.: Книжный дом «Университет», 2007. – 336с.

  19. Суздалев И.П. Физико-химия нанокластеров, наноструктур и ннаоматериалов / И.П. Суздалев. – М.: Эдиториал УРСС, 2006. – 592 с.

  20. Харрис П. Углеродные нанотрубки и родственные структуры. Новые материалы XXI века / П. Харрис. – М.: Техносфера, 2005. – 336 с.

  21. Хартманн У. Очарование Нанотехнологии: пер. с нем. / У. Хартманн. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. – 173 с.



Кроме этого, студентам рекомендуется изучение периодических научных изданий: «Биологические мембраны», «Успехи химии», «Биофизика», «Биотехнология», «Прикладная химия», «Российский химический журнал », «Нано- и микросистемная техника», «Нанотехника», «Нанотехнологии и наноматериалы», «Российские Нанотехнологии».

ЛИСТ ОБНОВЛЕНИЯ


Дата

Внесенные обновления

Подпись автора

Подпись зав. кафедрой














Программу составил Приставка А.А., к.б.н., доцент кафедры физико-химической биологии биолого-почвенного факультета ИГУ __________

Программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры физико-химической биологии ____________

дата
Зав. кафедрой физико-химической биологии профессор В.П. Саловарова __________

Согласовано: председатель УМК биолого-почвенного факультета профессор А. Н. Матвеев __________

Похожие:

Рабочая программа дисциплины «нанотехнология» Код дисциплины по учебному плану опд iconРабочая программа дисциплины «вирусология» Код дисциплины по учебному плану опд
Программа дисциплины «Вирусология» составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального...
Рабочая программа дисциплины «нанотехнология» Код дисциплины по учебному плану опд iconРабочая программа дисциплины «Зоология» Код дисциплины по учебному плану опд ф. 3 Для студентов специальности 020209. 65 «Микробиология»
Учебно-методического Совета Иркутского госуниверситета (протокол №1 от 15 октября 2009 г.)
Рабочая программа дисциплины «нанотехнология» Код дисциплины по учебному плану опд iconРабочая программа дисциплины «биофизика» Код дисциплины по учебному плану опд ф. 11 Для студентов специальности 020209. 65 Микробиология
Охватывает содержание части курса и проводится в середине семестра. Форма рубежного контроля тестирование
Рабочая программа дисциплины «нанотехнология» Код дисциплины по учебному плану опд iconРабочая программа дисциплины «Экология организмов (экология растений)» Код дисциплины по учебному плану опд
Изучение влияния экологических факторов на функционирование растительных организмов и образуемых ими сообществ
Рабочая программа дисциплины «нанотехнология» Код дисциплины по учебному плану опд iconРабочая программа дисциплины «биология размножения и развития» Код дисциплины по учебному плану опд. Ф. 5 очное отделение
Рассмотреть основные закономерности роста и развития. Рассмотреть критические периоды в развитии животных и человека
Рабочая программа дисциплины «нанотехнология» Код дисциплины по учебному плану опд iconРабочая программа дисциплины «молекулярная биология» Код дисциплины по учебному плану опд
Целью курса является углубление знаний о структуре и функциях важнейших биополимеров нуклеиновых кислот и белков, о принципах функционирования...
Рабочая программа дисциплины «нанотехнология» Код дисциплины по учебному плану опд iconРабочая программа дисциплины «история и методология предмета» Код дисциплины по учебному плану опд
Цель курса. Обобщение знаний студентов по истории формирования естественнонаучных взглядов и методологии, возникновения и становления...
Рабочая программа дисциплины «нанотехнология» Код дисциплины по учебному плану опд iconРабочая программа дисциплины «биология клетки» (молекулярная биология) Код дисциплины по учебному плану опд ф 5 (очная форма)
Целью курса является углубление знаний о структуре и функциях важнейших биополимеров нуклеиновых кислот и белков, о принципах функционирования...
Рабочая программа дисциплины «нанотехнология» Код дисциплины по учебному плану опд iconРабочая программа дисциплины «общая экология» Код дисциплины по учебному плану опд. Ф. 1 Для студентов направления 020801. 65 Экология
Земле, а также дисциплин биологического направления. «Общая экология» один из этапов подготовки бакалавра–эколога способного решать...
Рабочая программа дисциплины «нанотехнология» Код дисциплины по учебному плану опд iconРабочая программа риторика код дисциплины по учебному плану: гсэ. В 1 Для студентов специальности: 032301. 65 «Регионоведение»
В результате освоения дисциплины обучающийся должен обладать следующими общекультурными компетенциями
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org