Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Алтайский государственный университет»

УТВЕРЖДАЮ

декан_химического_факультета

_Базарнова Н.Г._

"_" _ 2007_г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине_ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО ВЕЩЕСТВА для направления _ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ_- магистратура 020100.68.4 _ факультет ХИМИЧЕСКИЙ _ кафедра ФИЗИЧЕСКОЙ И КОЛЛОИДНОЙ ХИМИИ _ курс 5-ый _ семестр 9-й _ лекции 54 _ (час.) Экзамен в _9семестре Практические (семинарские) занятия 24 _ (час.) Зачет в _семестре Лабораторные Занятия 12_ (час.) Всего часов 90 Самостоятельная работа 90_(час.) Итого часов трудозатрат на дисциплину (для магистранта) по ГОС180_(час.) 2007_г.

Рабочая программа составлена профессором, доктором физико-математических наук Безносюком С.А.

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры физической и коллоидной химии № 6 от 28. 12._2007 г.

Заведующий кафедрой Безносюк С.А.

Одобрено советом (методической комиссией) химического факультета 28. 12. 2007 г.

Председатель комиссии_Богданкова Л.А. (ф.и.о., подпись) Введение В курсе используются три формы работы магистрантов: лекционные, семинарские занятия, лабораторные работы и все виды контроля: текущий, рубежный, итоговый. Методика формирования результирующей оценки базируется на учте результатов по пятибалльной шкале всех видов контроля. Результирующая средняя оценка корректируется результатами текущего контроля на семинарских занятиях, рубежного контроля на двух контрольных точках в середине семестра и зачтами по лабораторным работам в конце курса. С этой оценкой магистрант выходит на итоговый контроль в форме семестрового экзамена по всему курсу. На экзамене даются два теоретических вопроса: один по теории, другой по эксперименту в области нанонаук, технологий и материалов. Экзамен проводится в комбинированной форме: экзаменуемые письменно отвечают на вопросы билета в течение полутора часов, находясь в одной аудитории. После сдачи письменных работ каждый магистрант защищает в индивидуальном порядке свою работу устно.

Экзаменатор, по мере необходимости, задат дополнительные вопросы и задачи. Результирующая оценка выставляется на основе приоритетности оценки полученной на экзамене.

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

1.1. Цель преподавания дисциплины Этому спецкурсу предназначено формирование физико-химических знаний, составляющих «ядро» трх смежных разделов: нанонаук, нанотехнологий и наноматериалов. Цель курса – формирование современных физико-химических представлений у магистров в быстро развивающейся междисциплинарной области.

нанотехнологии, как совокупности приемов и методов, применяемых при 1. изучении, 2. проектировании, 3. производстве и 4. использовании a) наноструктур, b) устройств и c) систем, включающих a) целенаправленный контроль и b) модификацию 1. формы, 2. размера, 3. взаимодействия и 4. интеграции составляющих их наномасштабных элементов (1-100 нм), для получения объектов с новыми 1. химическими, 2. физическими, 3. биологическими свойствами.

1.2. Задачи изучения дисциплины: включают в себя: приобретение знаний основ физической химии наноструктурных веществ, квантово-статистических методах исследования наносистем, физических и математических методах компьютерного моделирования фемтосекундных нанопроцессов, об основных принципах экспериментальных и теоретических методов исследования, проектирования, производства и использования наноструктурных материалов.

1.3. Перечень дисциплин, разделов усвоение которых необходимо для изучения данной дисциплины.

1. Разделы физики 2. Разделы математики 3. Разделы химии 1.1 Механика 2.1 Математический анализ 3.1 Квантовая механика и 1.3 Электричество и 2.3 Интегральное и диф- 3.3 Физико-химические методы Наименование тем лекционных, практических и семинарских, лабораторных занятий, 2.1.

теоретические методы физической химии в изучении, проектировании, производстве, использовании наноструктур, наноустройств Целенаправленный контроль и модификация формы, размера, взаимодействия и интеграции наночастиц – мультистабильных трансформеров вещества Компьютерные нанотехнологии:

моделирование и компьютерный расчет наноструктур вещества Компьютерный эксперимент в изучении, проектировании наноустройств и наносистем.

Занятия (ч.) работы (ч.) Раздел 3. Учебно-методические материалы по дисциплине.

3.1. Основная и дополнительная литература, другие информационные источники.

1. С.А. Безносюк, А.И. Потекаев, М.С. Жуковский, Т.М. Жуковская, Л.В. Фомина Многоуровневое строение, физико-химические и информационные свойства вещества.

Томск: Изд-во Научно-технической литературы, 2005. 264 с.

2. В.Л. Миронов Основы сканирующей зондовой микроскопии. – М.: Техносфера, 2004.- 3. Г.Н. Чурилов, Н.В. Булина, А.С. Фдоров Фуллерены: синтез и теория образования. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007, - 230 с.

4. Гусев А.И. Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства /Екатеринбур:

УрО РАН, 1998. — 199 с.

5. Лен Ж.-М. Супрамолекулярная химия: Концепции и перспективы/ Новосибирск: Наука.

Сиб. Предприятие РАН, 1998. — 334 с.

6. Б. Лавенда Статистическая физика. – М.:Мир.-1999. – 432 с.

7. М.М.Мулдахметов, Б.Ф.Минаев, С.А.Безносюк.Теория электронного строения молекул (Новые аспекты). – Алма-Ата: Наука., 1988. — 216 с.

8. Г.М.Жидомиров, А.А. Багатурьянц, И.А. Абронин. Прикладная квантовая химия. – М.:

Химия, 1979.

9. М. Б. Менский Квантовые измерения и декогеренция. Модели и феноменология. – М.:ФИЗМАТЛИТ.- 2001. – 232 с.

1. Drexler K.E. Nanosystems: molecular mashinary, manufacturing, and Computation. / New York:

John Wiley @ Sons. Inc., 1992. — 556 с.

2. Елецкий А.В., Смирнов Б.М. Фуллерены и структуры углерода //УФН. — 1995. — Т. 165, №9. — С. 977–1010.

3. Елецкий А.В. Углеродные нанотрубки. //УФН. — 1997. — Т. 167, №9. — С. 945– 4. Зоркий П.М., Лубнина И.Е. Супрамолекулярная химия: возникновение, развитие, перспективы. //Вестн. МГУ. Сер 2, Химия. –— 1999. — Т.40. — N 5. — С. 300-307.

5. Сумм Б.Д., Иванова Н.И. Объекты и методы коллоидной химии в нанохимии. //Успехи химии. –— 2000. — Т.69. — N 11. — С. 995-1007.

6. Сергеев Г.Б. Нанохимия металлов. //Успехи химии. –— 2001. — Т.70. — N 10. — С. 915Бучаченко А.Л. Нанохимия - прямой путь к высоким технологиям нового века. // Успехи химии. –— 2003. — Т.72. — N 5. — С. 419-437.

8. Криохимия./ Пер. с англ.; под ред. М. Московица., Г. Озина.— М.: Мир, 1979. — 594 с.

9. Сергеев В.А., Васильков А.Ю., Лисичкин Г.В. Парофазный метод синтеза кластерных металлических катализаторов. // ЖВХО. –— 1987. — Т.32. — N 1. — С. 96-100.

3.2.Перечень наглядных и других пособий, методических указаний по проведению конкретных видов учебных занятий, а также методических материалов к используемым в учебном процессе техническим и компьютерным средствам.

1. С.А. Безносюк, М.С. Жуковский Физико-математические методы исследования в наноструктурной химии. Методическое указание – Барнаул: Изд-во Алт. Ун-та, 2005, c. 2. С.А. Безносюк, М.С. Жуковский Компьютерная нанотехнология. Учебный мультимедиа комплекс – Барнаул: ЦДО Алт. Ун-та, 1999.

3 С.А. Безносюк Методы компьютерной нанотехнологии: Метод. указание. Барнаул:

Изд-во АГУ, 2002. –26 с.

. Раздел 4. Учебно-методическая (технологическая) карта дисциплины.

Методы СЗМ. Сканирующая туннельная микроскопия Методы СЗМ. Электросиловая микроскопия (ЭСМ).

Теоретические методы изучения фуллеренов. Основные методы кв-хим. моделирования Модели образования Методы получения и свойства нанокристаллических материалов. Углеродные нанотрубки. Нанохимия Методы получения и свойства супрамолекулярных Экспериментальные и теоеретические методы изучения Целенаправленный контроль и модификация формы, Система базовых элементов топологии мультиструктур Целенаправленный контроль и модификация формы, Силы связи в мультиструктурах вещества: силы когезии Ол.: 1. гл. 4; Мл.: 2наночастиц, силы адгезии между наночастицами. 3.

Особенности манипулирования силами связи в нанотехнологиях Целенаправленный контроль и модификация формы, Функциональная организация мультиструктур наноматериалов. Самоорганизация термостатистических макросистем наночастиц. Соотношения температурных неопределенностей для термостатистических процессов и флуктуации энергии, ограничивающие сверху размер наноструктурных частиц. Функциональные прцессы самоорганизации наночастиц.

Целенаправленный контроль и модификация формы, размера, взаимодействия и интеграции наночастиц III. Ол.: 1. гл. 5; 9; Мл.: Роль квантовых измерений в дизайне наносистем. 2-3.

Мультитрансформеры наносистем.

Моделирование и компьютерный расчет наноструктур Моделировании наноструктурных процессов методом Ол.: 1. прилож. статистических операторов и матриц плотности. разд. 1., 2.

Математический аппарат. Вычисление средних значений физико-химических величин.

Моделирование и компьютерный расчет наноструктур статистических операторов и матриц плотности. Основы 1.2; гл. 4 разд. 4.2;

Расчт сил связи методом нелокального функционала Моделирование и компьютерный расчет наноструктур Моделировании наноструктурных процессов методом Матрицы плотности в теории измерений наночастиц.

Матрицы плотности в статистичкой термоднамике Моделирование и компьютерный расчет наноструктур Квантовая топология атомов.

Моделирование и компьютерный расчет наноструктур Моделировании наноструктурных процессов методом квантовой топологии. Квантовая топология лоджий.

Моделирование и компьютерный расчет наноструктур квантово-полевой химии конденсированных состояний.

Моделирование и компьютерный расчет наноструктур квантовых информаций Фишера, Шеннона, Хартли в описании мультитрансформеров наноуровня.

Моделирование и компьютерный расчет наноструктур информационными методами. Процессинг квантовой информации в наносистемах мультитрансформеров.

Проведение компьютерного эксперимента по дизайну и проектированию самосборки и самоорганизации «Нано-Монте-Карло» (Н-М-К) комплекса «Компьютерная нанотехнология».

Проведение компьютерного эксперимента по дизайну и проектирования самосборки и самоорганизации «Нанофракталы » (НФ) комплекса «Компьютерная нанотехнология».

Проведение компьютерного эксперимента по дизайну и проектирования фемтосекундной корпоративной «Нанотрансформеры » (НТФ) комплекса «Компьютерная нанотехнология».

Проведение компьютерного эксперимента по дизайну и «Компьютерная нанотехнология».

Современные тенденции развития нанотехнологий 2Ол.: 1; Дл.: 1, 4, 7. Протокол согласования рабочей программы с другими дисциплинами специальности физико-химические и информационные свойства Дополнения и изменения в рабочей программе на 200/_учебный год В рабочую программу вносятся следующие изменения: Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры "_" 200г.

Внесенные изменения утверждаю "_"_