Аннотации рабочих программ дисциплин (стр. 19 )

3.Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины Б3.В. ДВ.5.2  «Индустрия наносистем»:

Общепрофессиональные

владеть основами методов исследования, анализа, диагностики и моделирования свойств веществ (материалов), физических и химических процессов в них и в технологиях получения, обработки и модификации материалов, некоторыми навыками их использования в исследованиях и расчетах (ПК-3);

использовать современные информационно-коммуникационные технологии, глобальные информационные ресурсы в научно-исследовательской и расчетно-аналитической деятельности в области материаловедения и технологии материалов (ПК-4);

владеть навыками использования (под руководством) методов моделирования, оценки прогнозирования и оптимизации технологических процессов и свойств материалов, стандартизации и сертификации материалов и процессов (ПК-5);

владеть навыками использования принципов и методик комплексных исследований, испытаний и диагностики материалов, изделий и процессов их производства, обработки и модификации, включая стандартные и сертификационные испытания (ПК-6);

уметь использовать на практике современные представления наук о материалах, о влиянии микро - и нано - масштаба на свойства материалов, взаимодействии материалов с окружающей средой, электромагнитным излучением и потоками частиц (ПК-7);

уметь применять основные типы современных неорганических и органических материалов для решения производственных задач, владеть навыками выбора материалов для заданных условий эксплуатации с учетом требований технологичности, экономичности, надежности и долговечности, экологических последствий их применения (ПК-9);

использовать принципы механизации и автоматизации процессов производства, выбора и эксплуатации оборудования и оснастки, методы и приемы организации труда, обеспечивающие эффективное, экологически и технически безопасное производство (ПК-12).

4.В результате освоения дисциплины Б3.В. ДВ.5.2 «Индустрия наносистем» обучающийся должен:

Знать:

физические свойства и особенностей наноструктур в современной технике;

принципы компьютерного моделирования в создании новых структур и материалов;

влияние экономического и экологического факторов в развитии индустрии наносистем;

Уметь:

идентифицировать и анализировать наноэффекты в материалах и изделиях;

Владеть:

навыками научного исследования и технического контроля наноматериалов и наносистем;

навыками компьютерного модделирования наноматериалов и наносистем.

Дисциплина Б3.В. ДВ.6.1 Наноструктурные волокнистые высокомолекулярные материалы

Кафедра-разработчик рабочей программы плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов

1.Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины "Наноструктурные волокнистые высокомолекулярные материалы”являются

а) формирование знаний об особенностях строения наноструктурных волокнистых высокомолекулярных материалах;

б) изучение  методов превращения и модификации наноструктурных волокнистых высокомолекулярных материалов

2.Содержание дисциплины «Наноструктурные волокнистые высокомолекулярные материалы»

Введение Содержание и задачи дисциплины, ее место среди других дисциплин профиля "Материаловедение и технологии наноматериалов и наносистем".

Общие сведения о волокнистых высокомолекулярных материалах, элементарный состав. Коллаген, строение и структура, аминокислотный состав. Кератин. Эластин, ретикулин. Композиционные волокнистые высокомолекулярные материалы. Свойства натуральных и синтетических высокомолекулярных материалов и методы их исследования. Современные способы модификации высокомолекулярных материалов. Электрофизические методы воздействия на природные волокнисто-пористые высокомолекулярные материалы. Влияние низкотемпературной плазмы пониженного давления на структуру и свойства высокомолекулярных материалов.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины 

ПК-3 владеть основами методов исследования, анализа, диагностики и моделирования свойств веществ (материалов), физических и химических процессов в них и в технологиях получения, обработки и модификации материалов, некоторыми навыками их использования в исследованиях;

ПК-6 владеть навыками использования принципов и методик комплексных исследований, испытаний и диагностики материалов, изделий и процессов их производства, обработки и модификации, включая стандартные и сертификационные испытания;

ПК-7 уметь использовать на практике современные представления наук о материалах, о влиянии микро - и нано - масштаба на свойства материалов, взаимодействии материалов с окружающей средой, электромагнитным излучением и потоками частиц;

4. В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

а) особенности строения и структуры природных и синтетических наноструктурных волокнистых высокомолекулярных материалов;

б) структуру и свойства волокнистых высокомолекулярных материалов;

Уметь:

а) анализировать взаимосвязь структуры волокнистых высокомолекулярных материалов с их свойствами;

б) правильно применять методы получения, превращения и модификации наноструктурных волокнистых высокомолекулярных материалов в зависимости от их химического надмолекулярного строения;

Владеть:

а) химическими и физико-химическими методами контроля процессов синтеза и свойств получаемых наноструктурных волокнистых высокомолекулярных материалов.

б) теоретическими знаниями о методах модификации природных и синтетических наноструктурных волокнистых высокомолекулярных материалов;

в) практическими навыками по использованию методов получения, превращения и модификации наноструктурных волокнистых высокомолекулярных материалов.

Дисциплина Б3В. ДВ.6.2 «Бионаносистемы»

Кафедра-разработчик рабочей программы Плазмохимические и нанотехнологии высокомолекулярных материалов

1.Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины «Бионаносистемы» являются

а) формирование знаний об  основных физико-химических и механических свойствах бионаносистем;

б) обучение принципам исследования биологических наносистем;

в) обучение способам применения и использования биологических наноматериалов;

г) раскрытие сущности некоторых явлений и процессов, происходящих в биологических наносистемах с точки зрения физического и физико-химического подхода к их описанию;

д) формирование основных понятий и принципов в области бионанотехнологии.

2.Содержание дисциплины «Бионаносистемы»

Критерии определения наноматериалов: размер и функциональные свойства. Классификация наноматериалов.

Место бионеорганических наноматериалов в природе. Виды бионеорганических полимеров. Способы изучения, технологии выделения.

Биологические строительные блоки.

Вирусы. Бактериальные S слои. Фосфолипидные мембраны. Структурные компоненты клетки. Мицеллы и везикулы. Многослойные пленки.

Процессы самосборки и самоорганизации. Организация бактериальных S-слоев. Самоорганизация вирусов. Самоорганизация фосфолипидных мембран. Нуклеиновые кислоты. Носители генетической информации. ДНК. Строение, свойства. Особенности.

Рибосомы. Нанодвигатели

Неорганические материалы и биосовместимость.

Биологическая активность в результате самосборки. Узнавание и химическая аффинность молекул. Аффинность и специфичность биологических взаимодействий.

Перспективы использования бионаноматериалов

3.Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины 

Профессиональные компетенции:

ПК-3 Владеть основами методов исследования, анализа, диагностики и моделирования свойств веществ (материалов), физических и химических процессов в них и в технологиях получения, обработки и модификации материалов, некоторыми навыками их использования в исследованиях;

ПК-6 Владеть навыками использования принципов и методик комплексных исследований, испытаний и диагностики материалов, изделий и процессов их производства, обработки и модификации, включая стандартные и сертификационные испытания

ПК-7 Уметь использовать на практике современные представления наук о материалах, о влиянии микро - и нано - масштаба на свойства материалов, взаимодействии материалов с окружающей средой, электромагнитным излучением и потоками частиц

4.В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

а) причины изменения свойств материалов при приближении размеров их структурных единиц к нанометру;

б) фундаментальные основы процессов синтеза и функционирования наносистем;

в) эффективные направления приложения бионанотехнологий;

г) перспективы развития бионанотехнологий, включая интеграцию со смежными областями научно-образовательной деятельности и промышленного производства.

Уметь:

а) проводить экспериментальные исследования в области анализа и синтеза наносистем;

б) применять полученные знания для решения задач исследовательского и прикладного характера;

в) приводить примеры областей использования конкретных бионаноматериалов;

Владеть:

а) навыками использования справочной литературы и ориентироваться в периодических изданиях по тематике дисциплины;

б) терминологией по тематике дисциплины;

в) навыками работы с биологическими наносистемами.

Дисциплина Б3.В. ДВ.7.1  «Техническое оснащение нанотехнологий»

Кафедра-разработчик рабочей программы  Кафедра плазмохимических_и нанотехнологий  высокомолекулярных материалов

1.Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины Б3.В. ДВ.7  Техническое оснащение нанотехнологий являются:

а) формирование знаний об основных физико-химических и механических свойствах материалов, используемых в нанотехнологии;

б) обучение технологиям получения  наноматериалов;

в) обучение способам применения и использования  наноматериалов;

г) раскрытие сущности некоторых явлений и процессов, происходящих в наноматериалах с точки зрения физического и физико-химического подхода к их описанию;

д) формирование основных понятий и принципов в области нанотехнологии.

2.Содержание дисциплины Б3.В. ДВ.7  Техническое оснащение нанотехнологий

Введение. Содержание и  задачи дисциплины. Ее место среди других дисциплин направлений «Материаловедение и технологии материалов», «Наноинженерия». Предмет изучения дисциплины. Основные термины и понятия дисциплины. ОК-7; ПК-7. Современные технологии получения наноструктурированных композиционных полимерных мембран. Классификация наномембран для процессов обратного осмоса, нанофильтрации и ультрафильтрации. Физические и химические методы модификации наномембран. Физические, механические, химические и эксплуатационные свойства мембран. Способы получения углеродных наноматериалов. Свойства углеродных наноматериалов. Дуговой способ. Лазерное испарение графита. Синтез УНМ из углеродсодержащих газов. Механизм роста углеродных наноструктур. Синтез наноструктур с использованием аппаратур СТМ и СМАС. Основы туннельной микроскопии. Принцип работы СТМ. Конструкция СТМ. Сканирующий микроскоп на атомных силах (СМАС). Синтез наноструктур с использованием аппаратуры СТМ и СМАС. Использование СТМ для перестроения атомов на поверхности полупроводников. Перенос материала или изменение его структуры. Окисление кремния и металлов. Органические пленки. Облучение электронным лучом. Влияние различных факторов на синтез углеродных нанотрубок и нановолокон. Методы и способы синтеза упорядоченных систем углеродных нанотрубок и нановолокон. Влияние подложки. Методы получения частиц катализаторов. Влияние размеров каталитических частиц на диаметр УНТ. Способ получения хорошо упорядоченных УНТ на больших площадях. Синтез и практическое применение нанокристаллических металлических материалов. Структура наночастиц. Синтез наночастиц. Газоагрегационные источники. Газофазное химическое осаждение. Химическое осаждение из пара. Наночастицы для практического использования. Синтез, свойства и перспективы нанокристаллических полупроводников. Нанокристаллические полупроводники. Оптические свойства. Методы синтеза наночастиц полупроводников. Синтез в структурированной среде. Молекулярные прекурсорные методы. Возможность управления процессом создания полупроводниковых  наноструктур. Свойства и возможности потенциального использования нанокристаллов. Аппаратура для получения углеродных наноматериалов. Аппараты для газофазного химического осаждения. Реакторы с виброожиженным слоем катализатора. Аппараты для возгонки и десублимации графита. Технологическая схема и аппаратура опытно-промышленного производства УНМ «ТАУНИТ». Морфологический и структурный анализ. Эмиссионные свойства. Свойства фрактальных образований. Определение характеристик пористой структуры, дисперсности и сорбционной емкости УНМ. Оценка зольности УНМ. Технология применения УНМ «ТАУНИТ». Конструкционные композиты на основе эпоксидно-диановых смол. Наномодифицированные композиты на основе синтетического каучука. Радиопоглощающие покрытия. Наномодифицированные материалы строительного назначения. Адсорбенты водорода. Наномодифицированные мембраны. Процессы самосборки в наносистемах. Сверхкластеры. Движущие силы организации наносистем. Консервативная самоорганизация. Диссипативная самоорганизация. Принцип Кюри. Соотношение взаимности Онсагера. Теорема Глансдорфа-Пригожин. Синтез наночастиц в аморфных матрицах и упорядоченных матрицах. Наночастицы в нульмерных нанореакторах. Цеолиты. Наночастицы в одномерных нанореакторах. Мезопористые молекулярные сита. Пористый оксид алюминия. Наночастицы в двумерных нанореакторах. Слоистые двойные гидроксиды. Методы исследования веществ в нанокристаллическом состоянии. Сканирующая зондовая микроскопия. Сканирующая туннельная микроскопия. Атомно-силовая микроскопия. Автоионная микроскопия. Методы электронной микроскопии. Формирование изображения. Возможности электронной микроскопии. Спектроскопические методы. Радиоспектроскопия. Микроволновая спектроскопия. Ядерно-магнитный резонанс. Электронный парамагнитный резонанс. ИК и КР - спектроскопия. Рентгеновская и фотоэлектронная спектроскопия. Рентгеновская спектроскопия поглощения (EXAFS, XANES). Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия. Мессбауэровская спеткрокопия. Дифракционные методы исследования. Основы теории дифракции. Дифракция на кристаллических решетках. Дифракция в аморфных веществах. Размерные эффекты в дифракционных картинах наноструктур. Характеризация функциональных свойств наносистем дифракционными методами. Применение функциональных наноматериалов. Наномеханизмы и наноустройства. Микро - и наноэлектрономеханические системы. Микро - и нанотрибология. Наномеханика и износ наномеханизмов. Преобразование энергии электростатические актюаторы. Магнитные актюаторы. Пьезоэлектрические актюаторы. Тепловые актюаторы. Гидравлические актюаторы.