Специальная дисциплина

Цели и задачи дисциплины

Цель: развитие компетенций аспирантов до уровня, позволяющего начать самостоятельные исследования в области нанотехнологий и наноматериалов на современном этапе ее развития. Задачи: - феноменологическое описание свойств и процессов синтеза наночастиц и их агрегатов; - изучение физико-химических принципов и моделей, описывающих формирование наносистем и их свойства; - микроскопическое (квантовомеханическое) описание свойств наносистем и выявляемых при этом квантовых эффектов; - обзор современного состояния и перспектив использования нанотехнологий в науке, промышленности и других областях человеческой деятельности.

Краткое содержание дисциплины

Бум в области нанотехнологий, начавшийся в 90-е годы после открытия низкоразмерных форм углерода, к настоящему времени привел к созданию обширной и всепроникающей области знаний, разветвленной на множество направлений со своими специфическими целями и методами их достижения: наноэлектроника, наномедицина, нанофотоника и пр. Систематическое и полное описание этой области уже невозможно как ввиду огромного массива данных, полученных к настоящему времени, так и из-за быстрого их пополнения (по 100 000 публикаций в год за последние 3 года). Тем более это невозможно сделать в рамках учебного курса конечной длины. Поэтому в настоящем курсе мы ограничимся рассмотрением только принципиальных вопросов, относящихся к нанотехнологиям вообще: 1) С какими телами имеют дело в нанотехнологиях? 2) Каковы отличительные свойства этих тел и чем они привлекательны? 3) Как синтезировать наноразмерные частицы или массивные материалы из них? 4) Как объяснить зависимость свойств наносистем от их размеров и какие модели нужны, чтобы предсказать эту зависимость? 5) Почему в малых системах проявляются свойства, отсутствующие у больших систем, но свойственные микроскопическим (квантовым) системам? Как описывать квантовые эффекты и какие модели нужны для их предсказания? 6) Как и где используются особые свойства наносистем сейчас и что мы ждем от них в перспективе?

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Выпускник должен обладать:

В результате освоения дисциплины студент должен знать

отличительные свойства и классификацию наноразмерных систем, методы синтеза, способы интерпретации и предсказания размерных эффектов.

В результате освоения дисциплины студент должен уметь

использовать физико-химические модели для описания процессов синтеза наносистем и оценки свойств последних, включая квантовые свойства.

В результате освоения дисциплины студент должен владеть

методами поиска достоверной и актуальной информации об исследованиях в данной предметной области, математическими методами решения возникающих задач и представления полученных результатов.