Реферат: Задачи изучения дисциплины: дать общие представления о наноструктурах и областях их примениения, в частности в гальванотехнике и химических источниках тока

1.3.

1.2.

1.3.

1. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе

Цели преподавания дисциплины: изучение новейших представлений

о ноноструктурах и нанохимии, а также механизме образования

новых соединений и областях их применения .

Задачи изучения дисциплины: дать общие представления о

наноструктурах и областях их примениения, в частности в

гальванотехнике и химических источниках тока.

перечень дисциплин, усвоение которых студентами необходимо для

усвоения данной дисциплины: теоретическая электрохимия,

математика, физика, физико-химические методы исследования.

^ 2. Требования к знаниям и умениям студентов но дисциплине

Студент должен знать: необходимые специальные предметы

предусмотренные учебным планом по данной специальности и

вышеперечисленные.

Студент должен уметь: достаточно хорошо пользоваться математическим

аппаратом и знаниями, полученными по общим и специальным

дисциплинам.

^ 3, Распределение трудоемкости (час) дисциплины по темам и видам

занятий



№ модуля

№ недели

№ темы

^ Наименование темы

часы

всего

Лек.

Л.з

Пр.з.

СРС

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

1,2




Нанохимия - прямой путь к высоким технологиям нового

века .



8(10)

4(2)


__


__

4(6)




3-5

2

Области применения наноструктур, их уникальные

свойства.

12(2)

6(2)


__


__

6(10)




6

3

Нанотехнолонии - пути решения практических задач

4(5)

2

__

__

2(5)




7

4

Термическая стабильность материалов

4(5)

2

__

__

2(5)

2

8,9




Теоретические основы и механизмы образования наностуктур

8(10)

4(2)

__

__

4(6)

■

10-13

6

Наноструктуры в химических источниках тока

16(14)

8(2)







8(12)




14-17

7

Наноструктуры в гальванотехнике

16(14)

8(2)

-




8(12)

итого




68

34(10)

-

-

34(58)

^ 4. Содержание лекционного курса



№ темы

Всего часов

№ лекции

Тема лекции. Вопросы, отрабатываемые на лекции

1

2

3

4

1

4(2)

1-2

Нанохимия - наука о «наномире». Структурно-химические контуры нанохимии. Наночастицы и нанореакторы. Нанокластеры. нанопроволоки, нанотрубы - три ключевых объекта нанотехнологии. Кластер как нанореактор. Кластеры в катализе. Оптические преобразования. Магнетизм и спектроника.

2

6(2)

3-5

Нанотрубы. Архитертура нанотруб. Архитекьура наноконтактов. Нонопроволока в нанотрубах. Нанотруба как полевой эмиттер. Нанотруба как молекулярный диод. Срерхпроводимость нанотруб и криоэлектроника. Металлическая нанопроволока. Полупроводниковые проволоки и нанолазеры. Ферремагнитная проволока. Внутреннее трение в нанотрубах. Нанотруба как высокочастотный механический осциллятор. Наномаятник - электронный челнок.

3

2

6

Технологии манипулирования нанообъектами. Изучение нанотруб и наностержней лежащих на поверхности. Магнитное поле как манипулятор. Атомно-молекулярный нанос. Магнитно-резонансная атомно-силовая спектроскопия - новая нанотехнология.

4

2

7

Основные типы, структура и общая характеристика наноматериалов. Основные процессы в наноматериалах при термическом воздействии. Модели и теоретические представления. Фазовые превращения. Релаксация и диффузия. Аспекты стабильности наностуктуктур.

5

4(2)

8-9

Межфазный электронный перенос в наномасштабе и










с участием отдельной молекулы. 1 еоретические представления об электронном переносе Примеры электрохимического наномасштаба и электроники отдельной молекуды. Теория низкочастотного рассеяния света объектами с наноразмерной структурой.

6

8(2)

10-13

Фотоэлектрохимическое поведение электродов, содержащих одностенные углеродные ноноетруктуры Структурные и электрохимические свойства углеродных нанотрубок и нановолокон Интеркаляция лития в наноструктурные пленки на основе оксида олова и титана. Электрохимические измерения. Редокс-системы и псевдоемкость в свете интеркаляционных нанотехнологий.

7

8(2)

14-17

Нанообъекты на основе оксидов металлов: реакционная способность, строительные блоки для полимерных структур и структурное многообразие. Примеры поведения реакций по избранным реакционным центрам. Синтез и структура. Электронные спектры и магнитные свойства. Мезаскопический магнетизм. Структурные множества - особенности синтеза.Комбинаторная топология структуры нанокластеров: применимость к процессам разрыва симметрии. Лимитирующие стадии переноса заряда на проводящих пленках. Спектральные характеристики и морфология поверхности пленок с наноразмерными частицами.

^ 5. Перечень практических занятий

Практические занятия учебным планом не предусмотрены.

6. Перечень лабораторных работ

Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.

^ 7. Занятия для самостоятельной работы студентов



№ темы

Всего

часов

Вопросы для самостоятельного изучения

литература

1-5

18(18)

Проработка лекционного и учебного материала пои подготовке к модулям

1-10

6

8 (20)

Структурные и электрохимические свойства наноматериалов применяемых в производстве ХИТ. Методы получения.

5-7

7

8 (20)

Структурные и электрохимические свойства наноматериалов применяемых в функциональной гальванотехнике. Методы получения.

8-10

^ 8. Курсовой проект

Курсовой проект учебным планом не предусмотрен.

9. Курсовая работа

Курсовая работа планом не предусмотрена.

10.Расчетно-графическая работа

Расчетно-графическая работа учебным планом не предусмотрена.

11.Контрольная работа

Научные основы нанотехнологии. Мультидисциплинарность и интеграция.

Свойства кластеров. Общие свойства систем глобулярного типа.
Атомные и молекулярные кластеры.

Плавление кластеров с парным взаимодействием атомов.

Распределение атомов по оболочкам кластера.

Размерные зависимости в кластерах. Энергетические размерные эффекты.

Сверхатом, структура и перспективы практического приме­
нения.

7. Разнообразие свойств и перспективы практического применения
металлических кластеров.

Методы получения и стабилизации наночастиц.

Свойства наночастиц и их применение.

10. Углеродные наноматериалы. Фуллерены структура и типы.

Методы синтеза фуллеренов и фуллереновых производных и
исследование их свойств.

Теория образования фуллеренов.Модели образования фуллеренов.

Структура и свойства нанотрубок

Сверхпроводимость.Индуцированная сверхпроводимость нанотруб.

Адсорбционные свойства углеродных нанотруб.

Капиллярные эффекты в наноматериалах.

Методы синтеза и описание свойств нанотрубок.

Применение фуллеренов и нанотрубок в качестве диодов и светодиодов.

Применение наноматериалов в качестве полевых транзисторов.

Канальный транзистор

Индикаторы и плоские экраны на основе углеродных наноматериалов.

Наноматериалы для водородной энергетики.

12. Экзаменационные вопросы Экзамен учебным планом не предусмотрен.

13. Список литературы

Основная

А.Л. Бучаченко. Нанохимия - путь к высоким технологиям нового века//
Успехи химии. - 72, №5,2003. -С.419-437.

Р.А. Андриевский. Термическая стабильность наноматериале»в // Успехи
химии. - 71, №10, 2002. -С.968-981.

АХ. Хансен и др. Межфазный электронный перенос в наномасштабе и с
участием отдельной молекулы // Электрохимия. - 2003, Т.39, № 1. -С. 117-
128.

Н.В. Бондарев, СВ. Зеленин. Теория низкочастотного рассеяния света
суперионными стеклами с наноразмерной структурой //Электрохимия. -
2003, Т. 39,№5.-С.501-505.

А.Г. Кривенко и др. Фотоэлектрохимическое поведение электродов,
содержащих одностенные углеродные нанотрубки //Электрохимия. -2003,
Т. 39, № 10.-С. 1207-1211.

Суздалев И.П. Нанотехнология. Физико-химия нанокластеров,
наноструктур и наноматериалов. М.: Комкнига, 2006.-321с.

Гусев А.И. Наноматериала, наноструктуры, нанотехнологии..-
М.:Физматлит, 2005.-154с.

Вольфкович Ю.М. и др. Структурные и электрохимические свойства
углеродных нанотруб и нановолокон//Электрохимия.-2002, Т.38, №6 -
С.745.

Шабанова Н.А. Химия и технология нанодисперсных оксидов:
учеб.пособие/Н.А. Шабанова, В.В. Попова, В.Д. Сакиров.-М.:ИКЦ
«Академкнига», 2007, 309 с.

10. Сергеев Г.Б. Нанохимия:учеб.пособие/Г.Б. Сергеев.-М.:КДУ, 2006.-
336с: ил.; 20см.-Допущено УМО по классическому университетскому
образованию.- ISBN 5-98227-185-3:236.00

11. Журналы «Успехи химии», «Электрохимия», «электрохимическая
энергетика», «Журнал общей химии», «Защита металлов», «Журнал
прикладной химии»


14. Использование наглядных пособий, ТСО, вычислительной техники.

Лекции по темам: 1, 3, 5, 7 читаются с использованием мультимедийной техники.


Рабочая программа составлена

к.х.н, доцентом кафедры ТЭП Гоц И.Ю.


Энгельсский технологический институт (филиал)

государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

Саратовский государственный технический университет


Кафедра «Технология электрохимических производств»


^ УЧЕБНО- МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

по дисциплине ЕН.В.02.01

«Нанотехнологии для ХИТ»


240302.65 «Технология электрохимических производств»


Утвержден на заседании УМКС

«31» августа 2010 г., протокол № 1

Председатель УМКС, профессор_____________Н.Д.Соловьева


УМКД утвержден на заседании кафедры ТЭП

«04» октября 2010 г., протокол № 1

Зав.кафедрой, профессор___________________Н.Д.Соловьева


г.Энгельс 2010


Энгельсский технологический институт (филиал)

государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

Саратовский государственный технический университет


Кафедра «Технология электрохимических производств»


^ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине ЕН.В.02.01

«Нанотехнологии для ХИТ»


240302.65 «Технология электрохимических производств»


Курс 4 (5) Курсовая работа нет

Семестр 8 (9) Курсовой проект нет

Лекции 34 (10) Рачетно-графическая работа нет

Лабораторные занятия нет Контрольная работа (9) сем

Практические занятия нет Экзамен нет

Самостоятельные работы 34(58) Зачет 8(9) сем

Всего аудиторных 34(10)

Всего 68/68


Утверждена на заседании УМКС

«31» августа 2010 г., протокол № 1

Председатель УМКС, профессор_____________Н.Д.Соловьева


УМКД утвержден на заседании кафедры ТЭП

«04» октября 2010 г., протокол № 1

Зав.кафедрой, профессор___________________Н.Д.Соловьева


г.Энгельс 2010