1

Рабочая программа составлена на основании Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и с учетом рекомендаций

Примерной основной образовательной программы по направлению подготовки магистров

240100 «Химическая технология», профили 240103 «Химическая технология неорганических веществ», 240106 «Химическая технология органических веществ», 240111 «Технология и переработка полимеров»

Рабочую программу составил

доцент кафедры ХиТНВ Е.В.Черкасова Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры ХиТНВ 01 июня 2012 г., протокол № 9 Зав. кафедрой К.В.Мезенцев Согласовано учебно-методической комиссией по направлению 240100 "Химическая технология" протокол № 20, от 26 июня 2012 г.

Председатель УМК по направлению 240100 "Химическая технология" 1.Цели освоения дисциплины.

Целями освоения дисциплины «Наноматериалы и нанотехнологии» являются формирование у магистров теоретических и практических навыков будущей профессии, совершенствования базовых знаний о химии наноматериалов и нанотехнологиях.

Дисциплина «Наноматериалы и нанотехнологии» формирует теоретические знания, практические навыки, формирует компетенции, которые дают возможность выполнять следующие виды профессиональной деятельности: научно-исследовательскую, производственно-технологическую, организационно-управленческую.

2.Место дисциплины в структуре ООП магистратуры Дисциплина «Наноматериалы и нанотехнологии» относится к циклу М 2 и опирается на знания, полученные в результате изучения следующих дисциплин: «Общая и неорганическая химия», «Физическая химия», «Химия координационных соединений», «Методы исследования неорганических соединений», «Аналитическая химия», «Основы неорганического синтеза».

Эта дисциплина формирует у магистров представления о различных методах и аспектах получения, свойствах, структурах наноматериалов, позволяющих формировать системный подход к созданию новых неорганических материалов.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины Освоение дисциплины направлено на формирование:

общекультурных компетенций ОК-2 – способность и готовность к профессиональному росту, к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научнопроизводственного профиля своей профессиональной деятельности;

В результате освоения ОК-2 магистр должен:

знать:

- современные тенденции развития естественных наук, химии и химического материаловедения;

- научный и научно-производственный профили деятельности;

уметь:

-самостоятельно находить творческие решения поставленных задач;

владеть:

- основными приемами проведения физико-химических измерений;

- методами исследования неорганических соединений.

общепрофессиональных компетенций ПК–1 – способность и готовность к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов в соответствии с направлением и профилем подготовки;

В результате освоения ПК-1 магистр должен:

знать:

- современное оборудование и приборы, используемые в химических лабораториях;

- возможности современных приборов для физико-химического анализа веществ.

уметь:

- интерпретировать и оформлять результаты экспериментальных и теоретических работ, формулировать выводы.

владеть:

- теоретическими методами описания свойств простых и сложных веществ на основе полученных характеристик;

- методами корректной оценки погрешностей при проведении химического эксперимента.

ПК-2- способность и готовность к использованию методов математического моделирования материалов и технологических процессов, к теоретическому анализу и экспериментальной проверке теоретических гипотез;

В результате освоения ПК-2 магистр должен:

знать:

- методы математического моделирования материалов и технологических процессов;

- методы исследования неорганических соединений.

уметь:

- провести теоретический анализ выполняемого исследования и его экспериментальную проверку.

владеть:

- методами определения оптимальных и рациональных технологических режимов работы оборудования;

- методами определения оптимальных условий проведения химико-технологических процессов.

ПК-3- способность к защите объектов интеллектуальной собственности и коммерциализации прав на объекты интеллектуальной собственности;

В результате освоения ПК-3 магистр должен:

знать:

- методы законодательного оформления объектов интеллектуальной собственности.

уметь:

- провести анализ наличия объектов интеллектуальной собственности.

владеть:

- методами составления документации, бизнес-планов для коммерциализации прав на объекты интеллектуальной собственности.

производственно-технологической деятельности ПК-9-способность к организации работы коллектива исполнителей, принятию исполнительских решений в условиях спектра мнений, определению порядка выполнения работ;

В результате освоения ПК-9 магистр должен:

знать:

- метод оптимального решения задачи.

уметь:

- провести анализ предложенных подходов к решению задачи.

владеть:

- методами организации работы коллектива исполнителей;

научно-исследовательской деятельности ПК-14-способность и готовность организовывать самостоятельную и коллективную научно-исследовательскую работу, разрабатывать планы и программы проведения научных исследований и технических разработок, разрабатывать задания для исполнителей;

В результате освоения ПК-14 магистр должен:

знать:

- цели проведения научного исследования.

уметь:

- проводить анализ возможных этапов исследования и предполагаемого конечного результата;

- разрабатывать планы и программы проведения научных исследований;

- разрабатывать задания для исполнителей.

владеть:

- методами организации творческой работы коллектива.

ПК-15- способность к поиску, обработке, анализу и систематизации научно-технической информации по теме исследования, выбору методик и средств решения задачи;

В результате освоения ПК-15 магистр должен:

знать:

- цель проведения научно-информационного поиска;

уметь:

- проводить анализ и систематизацию научно-технической информации по теме исследования;

владеть:

- средствами и методиками решения задачи.

ПК-16- использовать современные приборы и методики, организовывать проведение экспериментов и испытаний, проводить их обработку и анализировать их результаты;

В результате освоения ПК-16 магистр должен:

знать:

- современные приборы и методики проведение экспериментов и испытаний;

- уметь:

- организовывать проведение экспериментов и испытаний;

владеть:

- методами обработки и анализа результатов экспериментов и испытаний.

проектной деятельности ПК-17- способность строить и использовать модели для описания и прогнозирования различных явлений, осуществлять их количественный и качественный анализ;

В результате освоения ПК-17 магистр должен:

знать:

-методы оптимизации и теоретические основы химических процессов;

- уметь:

-моделировать химико-технологические процессы;

владеть:

- методами качественного и количественного анализа используемых моделей.

ПК -21- разрабатывать методические и нормативные документы, техническую документацию, а также предложения и мероприятия по реализации разработанных проектов и программ;

В результате освоения ПК-21 магистр должен:

знать:

- основные методические и нормативные документы, техническую документацию;

уметь:

- использовать основные химические законы, термодинамические справочные данные и количественные соотношения в неорганической химии для решения профессиональных задач.

владеть:

- возможностями применения разработанных методических и нормативных документов, технической документации для решения профессиональных производственнотехнологических задач.

3.1. Матрица соотнесения тем/разделов учебной дисциплины и формируемых в них профессиональных и общекультурных компетенций

ОК ПК ПК ПК ПК ПК ПК ПК ПК ПК

дисперсных систем.

ставления о формировании и сборке наносистем.

чения нанодисперсных Тема 1.Физические методы.

криохимический методы..

волокон, пленок и объемных изделий.

Тема 1. Нанопленки и структуры.

химические основы получения наноматериалов.

дисперсных структур по механизму «снизу-вверх»

нанодисперсных структур по механизму «сверху-вниз»

наноматериалов.

Тема 1. Применение нике.

Тема 2. Использование технологии, фармацевтике и биотехнологии.

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108 часов).

4. Физико-химические основы получения наноматериалов.

4.2. Получение нанодисперсных структур по механизму «сверхувниз»

5.2. Использование наноматериалов в биотехнологии, фармацевтике и биотехнологии.

1.Определение дисперсности коллоидных частиц химически активированных наноразмерных углеродных материалов методом фотоэлектроколориметрии.

4.Изготовление электропроводящего покрытия из коллоидного препарата с наноразмерными углеродными частицами.

5. Рост углеродных нанотрубок на катализаторах приготовленных золь-гель методом.

Раздел Получение наночастиц методом испаренияконденсации. Получение нанопорошков распылением Электро- и плазмохимические методы получения наночастиц. Электроэрозионный и детонационный синтезы.

(МЛЭ).Электродуговой синтез углеродных нанотрубок (УНТ).Методы компактирования порошков.

Наноматериалы и защита окружающей среды. Наночастицы в окружающей среде. Использование наноматериалов для защиты окружающей среды. Экология в производстве и применении наноматериалов.

4.4. Распределение трудоемкости изучения дисциплин по видам учебной аудиторной и самостоятельной работы студента (Трудоемкость освоения дисциплины - 3 ЗЕ) контроль 5. Образовательные технологии В соответствии с требованиями ФГОС реализация компетентностного подхода предусматривает использование в учебном процессе традиционных и интерактивных образовательных технологий.

Для проведения лекционных занятий используется аудитория, оснащенная компьютером и мультимедийным оборудованием. В аудитории используется меловая и интерактивная доска. Аудитория оборудована экраном и видеопроектором. Лабораторные занятия проводятся в специализированных лабораториях.

Интерактивные образовательные технологии по курсу «Наноматериалы и нанотехнологии» (3 семестр):

Творческие задания, метод проектов, работа в малых группах, Творческие задания, метод проектов, работа в малых группах, Творческие задания, метод проектов, работа в малых группах, Общее количество интерактивных часов, используемых в аудиторных занятиях дисциплины, составляет 40%.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы магистров Лабораторные занятия - контрольные вопросы по теоретической части и эксперименту Самостоятельная работа магистров темы домашних заданий Примеры контрольных вопросов к лабораторным занятиям Тема: Получение углеродных нанотрубок из газовой фазы 1. Что такое нанотрубки? К какому виду наноструктур они относятся?

2. Дайте определение «прекурсорам» или «предшественникам».

3. В чем сущность CVD-процесса?

4. Роль катализатора в протекании CVD-процесса.

5. Модели роста нанотрубок при химическом осаждении из газовой фазы.

Примеры домашних заданий.

Тема: Использование наноматериалов.

1. Физическая и химическая стойкость наноматериалов.

2. Самовоспламенение и пирофорность наноматериалов.

3. Способы стабилизации свойств наноматериалов от внешних воздействий.

4. Наноматериалы в химической и нефтехимической промышленности.

5. Наноматериалы в энергетике и машиностроении.

6. Наноматериалы в компьютерной технике и электронике.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины 7.1. Основная литература:

1. Генералов, М. Б. Основы технологии нанодисперсных материалов: учебник для студ.

вузов. – СПб.: ЦОП « Профессия», 2011. - 264 с.

2. Фахльман, Б. Химия новых материалов и нанотехнологии: научное издание для материаловедческих специальностей вузов.- Долгопрудный: ИД «Интеллект», 2011.- 464 с.

3. Рыжонков Д.И. Наноматериалы [Электронный ресурс] учеб. пособие для вузов / Д. И.

Рыжонков, В. В. Лёвина, Э. Л. Дзидзигури. - Москва БИНОМ. Лаборатория знаний 2012. – 356с. - http://www.biblioclub.ru/book/94248/ 7.2.Дополнительная литература 4. Суздалев, И. П. Нанотехнология: Физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов: учебник для студентов и аспирантов вузов.- М. : КД «Либроком», 2009.с.

5. Андриевский, Р. А. Наноструктурные материалы: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Р.А. Андриевский, А.В. Рагуля.- М.: ИЦ «Академия», 2005.

6. Пул, Ч. Нанотехнологии: учебник для студ. вузов. – М.: Техносфера, 2005.- 336 с.

7. Генералов, М. Б. Основные процессы криохимической нанотехнологии. Теория и методы расчета: учеб. пособие для вузов. – СПб.: Профессия, 2010. –349 с.

8. Генералов, М. Б. Криохимическая нанотехнология: учеб. пособие для студентов вузов.

– М.: Академкнига, 2006. – 325 с.

9. Витязь П.А. Основы нанотехнологий и наноматериалов [Электронный ресурс] учеб.

пособие для студентов технических университетов / П. А. Витязь, Н. А. Свидунович Минск Вышэйшая школа 2010. – 302с. - http://www.biblioclub.ru/book/109924/ 10. Векилова, В. Дифракционные и микроскопические методы и приборы для анализа наночастиц и наноматериалов [Электронный ресурс] : учеб. пособие для вузов / Г. В. Векилова, А. Н. Иванов, Ю. Д. Ягодкин. – М.: МИСИС, 2009. – 145 с. http://iqlib.ru 11. Рамбиди, Н. Г. Нанотехнология и молекулярные компьютеры [Электронный ресурс]. – М.: Физматлит, 2007. – 255 с. http://www.biblioclub.ru/book/76610/ 7.3. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы ГУ КузГТУ обеспечен необходимым комплектом лицензионного программного обеспечения.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины Самостоятельная работа магистров Читальный зал библиотеки 9. Методические указания для студентов Основной учебной работой студента является самостоятельная работа в течение всего срока обучения. Начинать изучение дисциплины необходимо с ознакомления с целями и задачами дисциплины и знаниями и умениями, приобретаемыми в процессе изучения.

Далее следует проработать конспекты лекций, рассмотрев отдельные вопросы по предложенным источникам литературы. Все неясные вопросы по дисциплине студент может разрешить на консультациях, проводимых по расписанию. При подготовке к лабораторным занятиям студент в обязательном порядке изучает теоретический материал в соответствии с методическими указаниями к лабораторным занятиям.

10. Аннотация рабочей программы 240100М2.В3-12-рабочая программа дисциплины «Наноматериалы и нанотехнологии» для трех профилей направления 240100 «Химическая технология»

Дисциплина «Наноматериалы и нанотехнологии» относится к циклу М 2 и опирается на знания, полученные в результате изучения следующих дисциплин: «Общая и неорганическая химия», «Физическая химия», «Химия координационных соединений», «Методы исследования неорганических соединений», «Аналитическая химия», «Основы неорганического синтеза».

Эта дисциплина формирует у магистров представления о различных методах и аспектах получения, свойствах, структурах наноматериалов, позволяющих формировать системный подход к созданию новых неорганических материалов.

Дисциплина «Наноматериалы и нанотехнологии» формирует теоретические знания, практические навыки, формирует компетенции, которые дают возможность выполнять следующие виды профессиональной деятельности: научно-исследовательскую, производственно-технологическую, организационно-управленческую.