НАНОКВАНТУМ

Актуальность данной дополнительной образовательной программы продиктована развитием науки и технологий. Так же программа построена на использовании в обучении проектно-исследовательской деятельности, которая способствует повышению мотивации к обучению, позволяет раскрыть способности учащегося.

Развитие технологий, связанных с исследованием, созданием и использованием наноматериалов, в ближайшие годы приведет к кардинальным изменениям во многих сферах человеческой деятельности - в электронике, информатике, материаловедении, энергетике, машиностроении, биологии, медицине, сельском хозяйстве, экологии.

Даная программа «Наноквантум» способствует развитию познавательной активности обучающихся; творческому мышлению; повышению интереса к химии и биологии, и самое главное, профориентации в мире профессий.

преподаватели

Новикова Анастасия Алексеевна

Содержание программы

Начальный модуль

1.     Знакомство с наноквантумом.
1.1Техника безопасности
1.2Командообразование. Игры на сплочение.
1.3Посуда, работа с реактивами
2.     Физические и химические явления в нанотехнологиях.
2.1Материалы с памятью формы 
2.2Поверхностные явления 
2.3Магнитные свойства наночастиц
2.4Броуновское движение и диффузия
2.5Физический и химический термохромизм
2.6Фотохромные материалы 
2.7Оптические эффекты
2.9Коллоидные системы
3.    Пространственная структура наночастиц.
3.1Симметрия кристаллов
3.2. Мгновенная кристаллизация
4.     Выполнение практикумов.
4.1. Полимерные гидрогели
4.2. Электропроводящие свойства графитовых грифилей
4.3. Наноструктурированные плёнки серебра
4.4. Наночастицы золота
4.5. Природные пигменты
4.6. Сложные системы
4.7. Неньютоновская жидкость.
4.8. Химия красок
4.9. Рефлексия
 

Вводный модуль

1.     Основы неорганической химии
Техника безопасности при работе с оборудованием, посудой и реактивами.
Знакомство с основными понятиями в неорганической химии.
Классы неорганических соединений.
Разбор олимпиадных заданий
2.     Оптическая микроскопия
Знакомство и работа с оптическим микроскопом.
Приготовление образцов для оптического микроскопа.
3.     Наноматериалы и наноструктуры
Синтез золя берлинской лазури
Наночастицы сульфида меди
Дендриты меди: наночастицы и фракталы
Структуры Лизеганга
4.     Работа над проектом/исследованием.
Введение в проектную деятельность.
Командообразование. Распределение ролей в команде.
Основные этапы проектной деятельности. Планирование работы.
Итоговая аттестация.
 

Углубленный модуль

1.     Аналитическая химия
Основные понятия. Терминология.
Качественный анализ вещества.
Количественный анализ вещества
2.     Работа на сканирующем зондовом микроскопе.
Технология создания зонда.
Работа и принцип сканирования СЗМ
 Обработка сканов наноструктур в редакторе.
3.     Выполнение практикумов и кейсов
Наночастицы диоксида церия
Нанокомпозит золото-диоксид церия
Получение золотых нанооболочек методом гальванопластики
Кейс «Цианотипия»
Подготовка проекта. Итоговая аттестация.
 

Цели программы

Введение в область нанотехнологий через исследовательскую, изобретательскую, научную и инженерную проектную деятельность. Цель модуля заключается в формировании у школьников научного мировоззрения, пробуждения интереса к инновационной, аналитической, творческой и интеллектуальной работе, формирование конкретных прикладных навыков и умений, а также обучение работе в команде.

Результат программы

Ожидаемыми результатами реализации программы являются:

-      теоретические знания по нанотехнологиям;

-      практические умения работы с реактивами и лабораторным оборудованием;

-      сформированы у учащихся системных знаний о физических основах, инструментальных принципах и диагностических возможностях методов сканирующей зондовой микроскопии, спектроскопии и литографии, являющегося одним из базовых методов современной нанодиагностики.

-      Развитие коммуникативности, работе в команде над проектом.

Материально-техническая база

3. Техническое оснащение:

Оборудование:

- сканирующий зондовый микроскоп Nano Tutor с двумя измерительными головками;

- металлографический микроскоп исследовательского класса;

- оптический микроскоп, совмещенный с зондовым микроскопом MicProbe;

-прецизионные весы;

- аналитические весы;

-дистиллятор лабораторный;

- центрифуга;

- водяная баня;

- магнитная мешалка с подогревом;

- электронный термометр;

- Ph-метр карманный;

- Автоматические дозаторы переменного объёма;

- спиртовка;

- штативы с лопатками;

- сушильный шкаф;

- лампа Вуда;

- портативный УФ фонарь 254 нм;

- 2 стационарных компьютера;

- ноутбук.

 

 

Программное обеспечение:

- ToupView;

- Редактор Image Analysis.

 

Расходные материалы:

- Лабораторная посуда: химические стаканы; колбы; пробирки; лопатки; тигли; воронки, пластиковые пипетки на 3 мл, бюретка для титрования - 5 шт., стеклянная палочка - 3 шт., поднос - 1 шт., сито - 1 шт.

- Химические реактивы

- Зажигалки для спиртовок;

- Цветные маркеры для доски;

- Карандаши различной твёрдости.