Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины «Введение в нанотехнологии»

Излагаются методические рекомендации по изучению теоретического материала, выполнению заданий практических занятий по дисциплине «Введение в нанотехнологии».

Предназначено для слушателей образовательной программы опережающей профессиональной переподготовки в области технологий и оборудования для прецизионной электрохимической обработки наноматериалов и нанометрического структурирования поверхности, однако может быть полезно также студентам, преподавателям, школьникам и учителям, инженерам и ученым, широким кругам населения, интересующимся современными проблемами научно-технического прогресса.
Библиогр. 9 назв.

 Уфимский государственный авиационный

технический университет, 2011

Содержание

1. Цели и задачи дисциплины ………………………………………	4
2. Методические рекомендации по изучению теоретического материала дисциплины ………………………...	4
3. Методические рекомендации по подготовке и выполнению заданий практических занятий…………………………………	12
Заключение ……………………………………………………..........	14
Список литературы…...……………………………………………...	14

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью изучения дисциплины является формирование у слушателей следующей компетенции:

способен проанализировать детали с точки зрения возможности применения нанотехнологий.

Дисциплина «Введение в нанотехнологии» базируется на общенаучных знаниях, полученных при изучении физики, химии, материаловедения, биологии, математики, полученных при обучении как в высшей, так и в средней школе. Данная дисциплина открывает модуль «Анализ деталей на нанотехнологичность».

Полученные при изучении данной лисциплины знания и умения будут необходимы слушателям в дальнейшем обучении при изучении всех последующих дисциплин, а также при подготовке выпускной квалификационной работы.

При изучении дисциплины предусматривается лекционное изложение курса, работа с презентациями лекционного курса, работа с учебниками, учебными и методическими пособиями, а также материалами сети Интернет. Практические занятия призваны закрепить теоретические знания, полученные при прослушивании лекционного курса и самостоятельной работе с учебниками и учебными пособиями, и выработать навыки ориентации в области нанотехнологий и наноматериалов.

Проверка уровня освоения материала дисциплины осуществляется преподавателем на каждой лекции, практическом занятии и в ходе текущего тестирования.
2. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ

ТЕОРЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ДИСЦИПЛИНЫ
Тема 1. Основные понятия и классификация нанотехнологий
Знания: Знает историю становления и основные исторические этапы, связанные с развитием нанотехнологий. Знает основные понятия и определения в сфере нанотехнологий и наноматериалов. Знает достоинства и недостатки нанотехнологий и наноматериалов. Знает классификацию нанотехнологий и наноматериалов.
Нанотехнологии и новая промышленная революция. Потребность в специалистах в области нанотехнологий. Цели и задачи дисциплины «Введение в нанотехнологии». Обоснование необходимости использования единой терминологии и классификации в области нанотехнологий. Международные стандарты в области нанотехнологий. Наиболее важные термины в области нанотехнологий. Определяющий фактор нанотехнологий, наноматериалов и наноустройств. Существующие классификации объектов, областей знаний, индустрии, методов получения к разряду «нано». Критерии отнесения продукции (товаров, работ, услуг) к категории «продукция наноиндустрии».

На изучение материала данной темы отводится 2 часа лекционных занятий, 2 часа практических занятий и 2 часа самостоятельной работы.

• 
  учебное пособие [8] (раздел 1);
  
• 
  учебное пособие [7] (разделы 1);
  
• 
  презентацию № 1 лекционного курса;
  
• 
  http://www.rusnano.com
  
• 
  http://www.portalnano.ru
  
• 
  http://www.nanorf.ru/
  
• 
  http://ru.wikipedia.org/wiki
  
• 
  http://www.rsci.ru/nanotech
  
• 
  http://www.nanometer.ru
  

• 
  нанотехнологии,
  
• 
  наноматериалы,
  
• 
  терминология,
  
• 
  классификация,
  
• 
  стандарты в области нанотехнологий и наноматериалов.
  

• 
  выполнить контрольные задания, содержащиеся в конце раздела 1 учебного пособия [7];
  
• 
  ответить на контрольные вопросы, содержащиеся в конце раздела 1 учебного пособия [8].
  

На изучение материала данной темы отводится 2 часа лекционных занятий и 1 час самостоятельной работы.

• 
  учебное пособие [8] (раздел 2);
  
• 
  презентацию № 2 лекционного курса;
  
• 
  http://www.rusnano.com
  
• 
  http://www.portalnano.ru
  
• 
  http://www.nanorf.ru/
  
• 
  http://ru.wikipedia.org/wiki
  
• 
  http://www.rsci.ru/nanotech
  
• 
  http://www.nanometer.ru
  

• 
  история
  
• 
  атом,
  
• 
  нанометр,
  
• 
  приборы,
  
• 
  методы.
  

• 
  ответить на контрольные вопросы, содержащиеся в конце раздела 2 учебного пособия [8].
  

На изучение материала данной темы отводится 2 часа лекционных занятий, 2 часа практических занятий и 2 часа самостоятельной работы.

• 
  учебное пособие [8] (раздел 3)
  
• 
  учебное пособие [7] (разделы 2);
  
• 
  презентацию № 3 лекционного курса;
  
• 
  http://www.rusnano.com
  
• 
  http://www.portalnano.ru
  
• 
  http://www.nanorf.ru/
  
• 
  http://ru.wikipedia.org/wiki
  
• 
  http://www.rsci.ru/nanotech
  
• 
  http://www.nanometer.ru
  

• 
  внутреннее строение,
  
• 
  электронное строение,
  
• 
  физико-химические свойства.
  

• 
  выполнить контрольные задания, содержащиеся в конце раздела 2 учебного пособия [7];
  
• 
  ответить на контрольные вопросы, содержащиеся в конце раздела 3 учебного пособия [8].
  

На изучение материала данной темы отводится 2 часа лекционных занятий, 2 часа практических занятий и 2 часа самостоятельной работы.

• 
  учебное пособие [8] (раздел 4)
  
• 
  учебное пособие [7] (раздел 3);
  
• 
  презентацию № 4 лекционного курса;
  
• 
  http://www.rusnano.com
  
• 
  http://www.portalnano.ru
  
• 
  http://www.nanorf.ru/
  
• 
  http://ru.wikipedia.org/wiki
  
• 
  http://www.rsci.ru/nanotech
  
• 
  http://www.nanometer.ru
  

• 
  сканирующий туннельный микроскоп,
  
• 
  атомно-силовой микроскоп,
  
• 
  нанотермометр,
  
• 
  нановесы,
  
• 
  нанопинцет.
  

• 
  выполнить контрольные задания, содержащиеся в конце раздела 3 учебного пособия [7];
  
• 
  ответить на контрольные вопросы, содержащиеся в конце раздела 4 учебного пособия [8].
  

Умеет выбирать инструменты нанотехнологий для создания материалов и разработки технологий.

На изучение материала данной темы отводится 2 часа лекционных занятий, 2 часа практических занятий и 2 часа самостоятельной работы.

• 
  учебное пособие [8] (раздел 5)
  
• 
  учебное пособие [7] (раздел 4);
  
• 
  презентацию № 5 лекционного курса;
  
• 
  http://www.rusnano.com
  
• 
  http://www.portalnano.ru
  
• 
  http://www.nanorf.ru/
  
• 
  http://ru.wikipedia.org/wiki
  
• 
  http://www.rsci.ru/nanotech
  
• 
  http://www.nanometer.ru
  

• 
  нанобиология,
  
• 
  наноматериалы,
  
• 
  нанохимия,
  
• 
  наномедицина
  
• 
  наноинженерия,
  
• 
  наноэлектроника,
  
• 
  наноэнергетика,
  
• 
  нанотехнологии для безопасности.
  

• 
  выполнить контрольные задания, содержащиеся в конце раздела 4 учебного пособия [7];
  
• 
  ответить на контрольные вопросы, содержащиеся в конце раздела 5 учебного пособия [8].
  

На изучение материала данной темы отводится 2 часа лекционных занятий, 2 часа практических занятий и 2 часа самостоятельной работы.

• 
  учебное пособие [8] (раздел 6)
  
• 
  учебное пособие [7] (раздел 5);
  
• 
  презентацию № 6 лекционного курса;
  
• 
  http://www.rusnano.com
  
• 
  http://www.portalnano.ru
  
• 
  http://www.nanorf.ru/
  
• 
  http://ru.wikipedia.org/wiki
  
• 
  http://www.rsci.ru/nanotech
  
• 
  http://www.nanometer.ru
  

• 
  экономика,
  
• 
  социальные вопросы,
  
• 
  мифы,
  
• 
  опасности,
  
• 
  риски,
  
• 
  Декларация «Принципы контроля за нанотехнологиями и наноматериалами».
  

• 
  выполнить контрольные задания, содержащиеся в конце раздела 5 учебного пособия [7];
  
• 
  ответить на контрольные вопросы, содержащиеся в конце раздела 6 учебного пособия [8].
  

• 
  повторить материал соответствующих лекций;
  
• 
  внимательно изучить описание практического занятия, изложенное в практикуме [7];
  
• 
  ответить на вопросы по содержанию практического занятия, задаваемые преподавателем на предварительном опросе перед выполнением заданий практического занятия.
  

Все практические занятия проводятся в дисплейном классе кафедры физики (аудитория 1-327) с использованием мультимедийной техники.

На проведение каждого практического занятия отводится два аудиторных часа.
Практическое занятие № 1

Основные понятия и классификация нанотехнологий

Перед выполнением заданий данного практического занятия необходимо повторить материал главы 1 пособия [8].

Выполнение заданий практического занятия производится в соответствии с описанием, изложенным в практикуме [7].

Практическое занятие № 2

Фундаментальные научные принципы нанотехнологий

Перед выполнением заданий данного практического занятия необходимо повторить материал главы 3 пособия [8].

Выполнение заданий практического занятия производится в соответствии с описанием, изложенным в практикуме [7].

Практическое занятие № 3

Инструменты нанотехнологий

Перед выполнением заданий данного практического занятия необходимо повторить материал главы 4 пособия [8].

Выполнение заданий практического занятия производится в соответствии с описанием, изложенным в практикуме [7].
Практическое занятие № 4

Современные тенденции в развитии нанотехнологий

Перед выполнением заданий данного практического занятия необходимо повторить материал главы 5 пособия [8].

Выполнение заданий практического занятия производится в соответствии с описанием, изложенным в практикуме [7].
Практическое занятие № 5

Экономические и социальные последствия развития нанотехнологий

Перед выполнением заданий данного практического занятия необходимо повторить материал главы 6 пособия [8].

Выполнение заданий практического занятия производится в соответствии с описанием, изложенным в практикуме [7].
Заключение
Выполнение приведенных в данном учебно-методическом пособии рекомендаций позволит более качественно усвоить материал дисциплины «Введение в нанотехнологии», грамотно выполнить все задания практических занятий и текущего тестирования.
Список литературы

Основная литература

1. 
   Хартманн, У., Очарование нанотехнологии / У. Хартманн.– М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. – 173 с.
   
2. 
   Рыжонков, Д.И., Левина, В.В., Дзидзигури, Э.Л. Наноматериалы / Д.И. Рыжонков, В.В. Левина, Э.Л. Дзидзигури. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, М., 2008. – 365 с.
   
3. 
   Старостин, В.В., Материалы и методы нанотехнологии. / В.В. Старостин, – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, М., 2008. – 431 с.
   
4. 
   Рыбалкина, М., Нанотехнологии для всех / М. Рыбалкина. - М.: Nanotechnology News Network, 2005. – 433 с.
   
5. 
   Пул, Ч., Оуэнс, Ф., Нанотехнологии / Ч. Пул, Ф. Оуэнс. – М.: Техносфера, 2005. – 336 с.
   
6. 
   http://kbogdanov1.narod.ru
   
7. 
   Александров, И.В., «Введение в нанотехнологии». Практикум / И.В. Александров. - Уфа: Центр оперативной полиграфии УГАТУ, 2011.
   
8. 
   Александров, И.В., «Введение в нанотехнологии». Учебное пособие / И.В. Александров. - Уфа: Центр оперативной полиграфии УГАТУ, 2010. - 114 с.
   

1. 
   http://www.rusnano.com
   
2. 
   http://www.portalnano.ru
   
3. 
   http://www.nanorf.ru/
   
4. 
   http://ru.wikipedia.org/wiki
   
5. 
   http://www.rsci.ru/nanotech
   
6. 
   http://www.nanometer.ru
   
7. 
   http://www.newscientisttech.com
   
8. 
   http://www.med.umich.edu/opm
   
9. 
   http://www.ntsr.info/science
   

Составитель АЛЕКСАНДРОВ Игорь Васильевич

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

по изучению дисциплины

«Введение в нанотехнологии »

Подписано в печать .2010. Формат 60×84 1/16.

Бумага офсетная. Печать плоская. Гарнитура Times New Roman.

Усл. печ. л.

Тираж 100 экз. Заказ №

ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет

Центр оперативной полиграфии УГАТУ