Рабочая программа учебной дисциплины «Физико-химия наночастиц и наноматериалов»




Скачать 149.41 Kb.
НазваниеРабочая программа учебной дисциплины «Физико-химия наночастиц и наноматериалов»
Дата конвертации17.01.2013
Размер149.41 Kb.
ТипРабочая программа
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)


ИНСТИТУТ ТЕПЛОВОЙ И АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИТАЭ)
___________________________________________________________________________________________________________


Направление подготовки: 140700 Ядерная энергетика и теплофизика

Профиль(и) подготовки: Нанотехнологии и наноматериалы в энергетике

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«Физико-химия наночастиц и наноматериалов»



Цикл:

профессиональный




Часть цикла:

По выбору




дисциплины по учебному плану:

ИТАЭ; Б.3.21.1




Часов (всего) по учебному плану:

252




Трудоемкость в зачетных единицах:

7

7 семестр – 3

8 семестр - 4

Лекции

66 часов

7 семестр – 36

8 семестр - 30

Практические занятия

33 часа

7 семестр – 18

8 семестр – 15

Лабораторные работы

33 часа

7 семестр – 18

8 семестр – 15

Расчетные задания, рефераты

18 часов

8 семестр

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

120

7 семестр – 48

8 семестр - 43

Экзамены

27

7 семестр


Курсовые проекты (работы)

-

-



Москва - 2010

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является

Изучение физико-химических особенностей строения и свойств наночастиц и наноматериалов и физико-химических методов их исследования.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

  • осуществлять классификацию нанообъектов;

  • самостоятельно подбирать оптимальный и эффективный метод стабилизации наночастиц;

  • анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по исследованию наноматериалов;

  • обосновывать физико-химические свойства наночастиц и наноматериалов;

  • использовать информацию о новых видах оборудования для исследования нанообъектов.

Задачами дисциплины являются

  • познакомить обучающихся с особенностями физико-химических свойств наночастиц и композитов на их основе;

  • дать информацию о методах исследования состава и свойств наночастиц и композитов на их основе;

  • научить обосновывать выбор методов исследования состава и свойств нанообъектов;

  • дать основные понятия о физико-химических методах исследований и свойствах наночастиц и наноматериалов.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3.21.1 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю «Нанотехнологии и наноматериалы в энергетике» направления: 140700 Ядерная энергетика и теплофизика.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Химия», "Технология материалов", «Физика конденсированного состояния» и учебно-производственной практике.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин "Процессы получения наночастиц и наноматериалов, нанотехнологии" и "Материаловедение", а также программы магистерской подготовки.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Знать:

  • основные физико-химические особенности строения и свойств наночастиц и их отличие от компактных материалов;

  • основные методы исследования наночастиц и наноматериалов;

  • основные физико-химические свойства наночастиц;

  • источники научно-технической информации (журналы, сайты Интернет) по наноматериалам и наночастицам.

Уметь:

  • самостоятельно разбираться в методиках исследования наночастиц и нанокомпозитов и применять их для решения поставленной задачи;

  • осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию об исследовании нанообъектов;

  • работать с электронными микроскопами;

  • работать с ИК- и УФ-спектрометрами;

  • работать с рентгеновским дифрактометром.

Владеть:

  • навыками дискуссии по профессиональной тематике;

  • терминологией в области исследования наночастиц и наноматериалов;

  • навыками поиска информации о методах изучения состава и свойств наночастиц и нанокомпозитов;

  • навыками работы с электронными микроскопами;

  • навыками работы с ИК- и УФ-спектрометрами;

  • навыками работы с рентгеновским дифрактометром.

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 7 зачетных единицы, 252 часов.



п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Основные понятия о наночастицах, наноматериалах и их свойствах

10

7

6

3

3

10

Подготовка реферата

2

Методы стабилизации наночастиц

8

7

6

3

3

10

Подготовка реферата

3

Методы определения состава наночастиц

8

7

6

3

3

6

Подготовка реферата

4

Колебательные методы исследования

8

7

6

3

3

6

Подготовка реферата

5

Сканирующая туннельная, атомно-силовая и магнито-силовая микроскопии

8

7

6

3

3

8

Подготовка реферата

6

Электронная микроскопия (просвечивающая и сканирующая)

6

7

6

3

3

8

Подготовка реферата

7

Термические и спектральные методы исследования

8

8

6

3

3

8

Подготовка реферата

8

Рентгеновские методы исследования

8

8

6

3

3

8

Подготовка реферата

9

Методы исследования трибологических и механических свойств

6

8

4

3

3

8

Подготовка реферата

10

Каталитические свойства наночастиц




8

4

2

2

8

Подготовка реферата

11

Магнитные и спектральные свойства наночастиц




8

4

2

2

5

Подготовка реферата

12

Электрофизические и экранирующие свойства нанокомпозитов




8

4

2

2

6

Подготовка реферата




Зачет

2

7,8

-

-

-

2

Презентация и защита реферата




Экзамен

27

7

-

-

-

27

устный




Итого:

252

7,8

66

33

33

120





4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции:

1. Основные понятия о наночастицах, наноматериалах и их свойствах.

Классификация нанообъектов. Особенности физических и химических свойств нанообъектов. Особенности строения нанообъектов. Классификация физико-химических методов исследования. Обоснование выбранного набора методов исследований.

2. Методы стабилизации наночастиц.

Обоснованность методов стабилизации наночастиц. Процессы, протекающие при стабилизации. Особенности методов стабилизации. Влияние матрицы-стабилизатора на свойства наночастиц.

3. Методы определения состава наночастиц.

Описание аппаратуры и использованных методик. Возможности каждого из методов. Особенности методов определения состава наночастиц. Примеры исследования нанокомпозитов.

4. Колебательные методы исследования.

Описание аппаратуры для исследований. Физическая сущность методов исследования. Возможности методов. Ограничения методов. Примеры исследования нанокомпозитов.

5. Сканирующая туннельная, атомно-силовая и магнито-силовая микроскопии.

Описание используемой аппаратуры. Устройство микроскопов и их модификации. Возможности и ограничения методов исследования. Особенности приготовления образцов для исследования. Примеры исследования нано- и микрообъектов.

6. Электронная микроскопия (просвечивающая и сканирующая).

Описание используемой аппаратуры. Устройство электронных сканирующих просвечивающих микроскопов и их модификации. Возможности и ограничения методов исследования. Особенности приготовления образцов для исследования. Примеры исследования нано- и микрообъектов.

7. Термические и спектральные методы исследования.

Описание методов и приборов используемых в термических и спектральных методах исследований. Физико-химические основы методов исследования. Возможности методов, их недостатки и достоинства. Примеры исследования нанокомпозитов, полученных этими методами.

8. Рентгеновские методы исследования.

Описание рентгеновских методов исследования. Описание используемой аппаратуры. Физико-химические основы методов. Возможности методов, их достоинства и недостатки. Примеры исследования нанокомпозитов.

9. Методы исследования трибологических и механических свойств.

Описание аппаратуры используемой в таких методах. Сущность методов исследований. Примеры исследования нанокомпозитов.

10. Каталитические свойства наночастиц.

Описание методов исследования каталитических свойств наночастиц. Методики приготовления катализаторов. Особенности различных методик приготовления катализаторов. Примеры каталитических свойств нанокомпозитов на основе полимеров и металлсодержащих наночастиц. Примеры каталитических свойств нанокомпозитов.

11. Магнитные и спектральные свойства наночастиц.

Описание аппаратуры для исследования наночастиц. Методики приготовления материалов для исследований. Особенности различных методик измерений. Погрешности методов. Примеры свойств нанокомпозитов на основе полимеров и металлсодержащих наночастиц. Примеры свойств нанокомпозитов.

12. Электрофизические и экранирующие свойства нанокомпозитов.

Описание аппаратуры для исследования наночастиц. Методики приготовления материалов для исследований. Особенности различных методик измерений. Погрешности методов. Примеры свойств нанокомпозитов на основе полимеров и металлсодержащих наночастиц.


4.2.2. Практические занятия:

6 семестр

Подготовка образцов к исследованию с помощью просвечивающей электронной микроскопии.

Определение размеров наночастиц локализованных в композитах на основе полимеров с помощью просвечивающей электронной микроскопии.

Определение элементного состава и топологии поверхности нанокомпозитов с помощью сканирующей электронной микроскопии.

Определение состава наночастиц с помощью рентгенофазового анализа.


7 семестр

Подготовка образцов к исследованию с помощью атомно-силовой и зондовой туннельной микроскопии.

Проведение исследований с помощью атомно-силовой и зондовой туннельной микроскопии.

Проведение исследований с помощью ИК-спектросокпии.

Проведение дилатометрических исследований.


4.3. Лабораторные работы:

6 семестр

№ 1. Исследование с помощью просвечивающей электронной микроскопии нанокомпозитов.

№ 2. Исследование с помощью сканирующей электронной микроскопии нанокомпозитов.

№ 3. Исследование с помощью рентгенофазового анализа нанокомпозитов.

№ 4. Дилатометрические исследования нанокерамических материалов.

№ 5. Исследование экранирующих свойств нанокомпозитов.


7 семестр

№ 1. Исследование покрытий с помощью атомно-силовой микроскопии.

№ 2. Исследование с помощью сканирующей зондовой туннельной микроскопии наноматериалов.

№ 3. Исследование электрофизических свойств нанокомпозитов.

№ 4. Исследование веществ с помощью ИК- и УФ- спектроскопии.

№ 5. Исследования веществ с помощью метода ЯМР.


4.4. Расчетные задания

Вычисление параметров электронной микроскопии для нанокомпозитов

Вычисление параметров рентгеноструктурного анализа многофазных нанокомпозитов


4.5. Курсовые проекты и курсовые работы учебным планом не предусмотрены


5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций и видео роликов. Презентации лекций содержат большое количество графических и фотоматериалов. Выездные лекции-экскурсии в Институт металлургии и материаловедения им.А.А.Байкова РАН по теме «Сканирующая зондовая микроскопия» (2 часа) и Московский государственный университет им.М.В.Ломоносова по теме «Электронная микроскопия» (4 часа).

Практические занятия включают выездные занятия в Институт металлургии и материаловедения им.А.А.Байкова РАН; Московский государственный университет им.М.В.Ломоносова с последующим обсуждением выполненных практических работ.

Самостоятельная работа включает подготовку к оформлению курсовой работы и подготовку презентации к защите, подготовку к экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются устный опрос и защита курсовой (работы).

Аттестация по дисциплине –экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка на экзамене.


В приложение к диплому вносится итоговая оценка за 6 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


7.1. Литература:

а) основная литература:

1. В. В. Старостин. Материалы и методы нанотехнологии. Москва. БИНОМ. Лаборатория знаний. 2008. 431 с.

2. Н.Г.Рамбиди, А.В.Берёзкин. Физические и химические основы нанотехнологий. М. Физматлит. 2009. 456 с.

  1. Р.Ханнинк, А.Хилл. Наноструктурные материалы. Техносфера 2009. 488 с.

4. И. П. Суздалев Нанотехнология. Физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. М. Комкнига. 2009. 592 с.

б) дополнительная литература:

5. А. И. Гусев. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М. Физмат. 2005. 416 с.

  1. Д. И. Рыжонков, В. В. Левина, Э. Л. Дзидзигури. Наноматериалы. М.: Бином. Лаб. знаний 2003. 368 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

www.nanometer.ru; www.conftor.ru; www.nanotech.ru; pubs.acs.org; www.sciencedirect.com; www.springer.com.

б) другие:

учебный фильм "Что такое «нано»".


8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций и лекций. Электронные микроскопы (сканирующий, просвечивающий, сканирующий туннельный, атомно-силовой), рентгеновский дифрактометр, ИК и УФ-спектрометры, рентгенофлюоресцентный спектрометр.


Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 658300 «Нанотехнология» и профилю «Наноматериалы».


ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

д.т.н., доцент Юрков Г.Ю.


"УТВЕРЖДАЮ":

Заведующий кафедрой Низких температур

д.т.н., профессор Дмитриев А.С.

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Рабочая программа учебной дисциплины «Физико-химия наночастиц и наноматериалов» iconРабочая программа учебной дисциплины «Методы и приборы для изучения, анализа и диагностики наночастиц и наноматериалов»
«Методы и приборы для изучения, анализа и диагностики наночастиц и наноматериалов»

Рабочая программа учебной дисциплины «Физико-химия наночастиц и наноматериалов» iconРабочая программа учебной дисциплины «Процессы получения наночастиц и наноматериалов, нанотехнологии»
Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла б 17. 1 основной образовательной программы подготовки бакалавров...

Рабочая программа учебной дисциплины «Физико-химия наночастиц и наноматериалов» iconРабочая программа учебной дисциплины «Оборудование и методики исследований наноматериалов и покрытий»
Магистерская программа: «Материаловедение и технологии наноматериалов и покрытий»

Рабочая программа учебной дисциплины «Физико-химия наночастиц и наноматериалов» iconРабочая программа учебной дисциплины «Экоаналитическая химия и физико-химические методы анализа»
Задачи изучения дисциплины: формирование у студентов навыков проведения химического анализа, в том числе современными физико-химическими...

Рабочая программа учебной дисциплины «Физико-химия наночастиц и наноматериалов» iconРабочая программа учебной дисциплины «Современная метрология наносистем и наноматериалов»

Рабочая программа учебной дисциплины «Физико-химия наночастиц и наноматериалов» iconРабочая программа учебной дисциплины «экономические и технологические перспективы нанотехнологий и наноматериалов»

Рабочая программа учебной дисциплины «Физико-химия наночастиц и наноматериалов» iconРабочая программа Дисциплины «Физическая химия»
Устанавливая общие законы физико-химических процессов, физическая химия является теоретическим обобщением неорганической, органической,...

Рабочая программа учебной дисциплины «Физико-химия наночастиц и наноматериалов» iconРабочая программа учебной дисциплины «Химия»
«Химия» является приобретение студентами знаний в области общей и неорганической химии в качестве естественнонаучной дисциплины,...

Рабочая программа учебной дисциплины «Физико-химия наночастиц и наноматериалов» iconПрограмма дисциплины «Методы и приборы для изучения, анализа и диагностики наночастиц и наноматериалов» для направления 210602. 65 «Наноматериалы»
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Рабочая программа учебной дисциплины «Физико-химия наночастиц и наноматериалов» iconПримерная программа учебной дисциплины аналитическая химия и
Примерная программа учебной дисциплины «Аналитиче­ская химия и техника лабораторных исследований» разработана на основе Федерального...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница