ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
СЕМЕЙ қ. ШӘКӘРІМ атындағы МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ
|
3 деңгейдегі СМЖ құжаты
|
ПОӘК
|
ПОӘК 042-18-10.1.99/01-2014 |
ПОӘК «Нанотехнологиядағы полимерлер» пәні бойынша оқытушыға арналған бағдарлама
|
«11».09. 2014
№1 басылымы
|
ПӘННІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ
«Нанотехнологиядағы полимерлер» пәні
6М06000- «Химия» мамандығына арналған
ОҚЫТУШЫҒА АРНАЛҒАН ПӘН БАҒДАРЛАМАСЫ
Семей
2014
Алғы сөз
1 ӘЗІРЛЕНГЕН
ҚҰРАСТЫРУШЫ «29»08.2014 ж. Б.Х. Мұсабаева, х.ғ.к.,
«Химия» кафедрасы меңгерушісі
2 ТАЛҚЫЛАНДЫ
2.1 «Химия» кафедрасы мәжілісінде «29» тамыз 2014 ж., № 1 хаттама
Кафедра меңгерушісі Б.Х. Мұсабаева
2.2 Инженерлік-технологиялық факультеттің оқу-әдістемелік кеңесінің мәжілісінде
«05» қыркүйек 2014 ж., № 1 хаттама
Төрайымы С.С. Төлеубекова
3 БЕКІТІЛДІ
Университеттің Оқу-әдістемелік кеңесінің мәжілісінде мақұлданған және басып шығаруға ұсынылған
«11» қыркүйек 2014 ж., № 1 хаттама
ОӘК төрайымы Г.Қ. Искакова
4 АЛҒАШ РЕТ ЕНГІЗІЛГЕН
Мазмұны
1
|
Қолданылу саласы
|
4
|
2
|
Нормативтік сілтемелер
|
4
|
3
|
Жалпы ережелер
|
4
|
4
|
Пән мазмұны
|
5
|
5
|
Студенттердің өздік жұмыстарының тақырыптары
|
8
|
6
|
Оқу-әдістемелік әдебиетпен қамтамасыздандыру картасы
|
8
|
7
|
Әдебиеттер
|
9
|
1 ҚОЛДАНЫЛУ САЛАСЫ
«Нанотехнологиядағы полимерлер» пәнінің оқу-әдістемелік кешені 6М060600 – «Химия» мамандығы магистранттарына арналған. Ол студенттерді курс мазмұнымен, оның көкейкетілігімен және қажеттілігімен, курс саясатымен, магистранттардың оқу үдерісі кезінде алынған тақырып дағдысы мен ептілігімен таныстырады. Оқу-әдістемелік кешен пәнді оқытудағы негізгі құрал және химия кафедрасында қолдануға арналған.
2 НОРМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР
«Нанотехнологиядағы полимерлер» пәнінің оқытушыға арналған оқу бағдарламасы келесі құжаттардың талаптары мен ұсыныстарына сәйкес берілген пән бойынша оқу үрдісін ұйымдастырудың тәртібін белгілейді:
- Жоғары және жоғарыдан кейінгі білімнің мемлекеттік жалпы білім беру стандарты, 23 тамыз 2012 жылғы № 1080 Қазақстан Республикасының Үкіметінің қаулысымен бекітілген;
- 6М060600 – «Химия» мамандығының типтік оқу жоспары, 2013 жыл.
- СТУ 042-ГУ-4-2014 «Пәндердің оқу-әдістемелік кешенін әзірлеуге және ресімдеуге қойылатын жалпы талаптар» университет стандарты;
- ДП 042-1.01-2014 «Пәндердің оқу-әдістемелік кешенінің құрылымы және мазмұны» құжаттандырылған процедурасы.
3 ЖАЛПЫ ЕРЕЖЕЛЕР
3.1 Пәннің қысқаша мазмұны
Нанообъекттер және олардың қасиеті туралы ұғым. Металдардың нанобөлшектері, көміртекті наноматериалдар, олардың бірегей қасиеттері. Біркелкі эффект. Химиялық біркелкі эффект. Кванттық біркелкі эффект. Нанотехнология негіздері. Наноматериалды жасаудың екі принципі: «жоғарыдан-төмен» және төменнен-жоғары». Құрылым түзілу түрлері. Қолдану аймағы және нанотехнологияны қолданудағы айқын артықшылық. Нанотехнологиядағы полимерлердің қолданылуы. Жаңа полимерлі наноматериалдар, берілген қасиеті бар материалдар, полимерлі нанокомпазиттер. Нанотехнологияда алынатын аса берік полимерлер. Курсты оқыту магистранттардың ЖМҚ химиясы, жалпы химиялық технология, бейорганикалық химия және органикалық химиядан алған білімдеріне негізделген.
3.2 Курс мақсаты:
«Нанотехнологиядағы полимерлер» пәнінің мақсаты магистранттардың нанотехнологияның теориялық негіздері мен наноматериалдардың алыну әдістері, зерттеу әдістері мен қолданылуы жайлы тереңдетілген білім алуы, сонымен қатар нанотехнологогияда полимерлердің қолданылуы туралы. бақылаған құбылыстарынан теориялық тұжырымдар жасауды үйрену.
Курсты өткен магистрант іргелі теориялық білімі мен практикалық дағдылары бар, міндет қоя білетін жіне оны шеше алатын білікті магистр болуы белгіленген.
3.3 Пәнді оқытудағы негізгі міндеттер:
«Химия» мамандығы бойынша магисратура түлектеріне қойылатын біліктілік талаптарымен анықталған:
пәннің теориялық негіздерін және нанообъекттердің қасиеттері, олардың алыну және зерттеу әдістерін білу.
Экономикалық және әлеуметтік тапсырмаларды шешу үшін нанотехнология өнісмдерінің қолдану аймағын білу.
нанотехнология и наноматериалдарды қолданылу мен байланысты негізгі қолдану артықшылығы мен қауіптілін білу.
3.4. Курсты оқыған магистрант мыналарды меңгеруі тиіс:
Нанообъекттердің негізгі қасиеттері.
Нанообъекттерді алу әдістері
Нанообъекттерді зерттеу әдістері.
Курсты өткен магистрант іргелі теориялық білімі мен практикалық дағдылары бар, міндет қоя білетін жіне оны шеше алатын білікті магистр болуы белгіленген.
3.5. Курс пререквизиттері:
3.6. Курс постреквизиттері:
Осы курсты алынған білім болашақ магистр-маманына, олардың ғылыми-зерттеу жұмысындағы кәсіби қызметтеріне, оқытушылық жұмысында, әр түрлі профильді лабортаториялық жұмыстарда қажетті
3.7.Оқу жоспарынан көшірме:
1 кесте
Курс
|
Семестр
|
Кредит саны
|
ДС
сағ
|
СПС
сағ
|
МӨЖ
сағ
|
Бар
лығы
сағ
|
Бақылау
түрі
|
1
|
2
|
3
|
30
|
15
|
90
|
135
|
емтихан
|
4 ОҚУ ПӘНІНІҢ (МОДУЛЬДІҢ) МАЗМҰНЫ
2 кесте
Тақырып және мазмұны |
Сағат
саны
|
МИКРОМОДУЛЬ №1 НАНОТЕХНОЛОГИЯ НЕГІЗДЕРІ
|
Дәрістік сабақтар
|
|
Кіріспе. Наноқұрылымдар және нанотехнологиялар туралы ғылымның өркендеу тарихы.
«Нано» ұғымы. Нанообъекттер. Нанообъекттердің маңызды қасиеттерінің негізгі себептері. Терминдер: нанотехнология и наноматериалдар.
|
2
|
Нанообъекттердің негізгі қасиеттері.
Өлшем бірлігі бойынша нанокристалды материалдардың түрлері: кластерлер, нанотүтік, талшықтер, үлдірлер және қабаттар, поликристалдар. Біркелкі эффект. Химиялық біркелкілік эффект. Квантты біркелкілік эффект. Жүйе қасиетіне бөлім шекарасын салу. Фазааралық қатарлардың материалдардың көлемді қасиеттеріне әсері. Тепе-тең және тепе-теңсіз наноқұрылымдар.
|
2
|
Жеке нанобөлшектер және наноұнтақтар. Кластерлердің айырмашылық ерекшеліктері – кластердегі атомдар санынан қасиетінің беймонотонды тәуелдігі. Жоғарғы және төменгі шекараларының кластер өлшемі. Металдық кластерлер: металдардың нанобөлшектерін алу үшін атомдардың үстімен лазерлі булануы, сиқырлы сандар, георметриялық құрылымдар, электрондық құрылымдар, кластер мөлшері және материал түсі, реакциялық қабілеттілік, флуктуация орнату. Молекулаық кластерлер. Нанокристалды ұнтақтар.
|
2
|
Металлдардың нанобөлшектерін синтездеу әдісі.
Лазерлік буландыру арқылы нанобөлшек жасау. Жоғары сапалы индукционды қызу. Тотықсыздандырғыш қолдануымен химиялық әдістер. Термолиз. Импульсті лазер көмегімен нанобөлшектер жасау. НБ синтездеудің «жасыл әдісі»
|
2
|
Көміртекті наноқұрылымдар. Көміртекті байланыс табиғаты, аллотропиялық көміртек модификациялары (көміртекті будандастыру деңгейі). Кіші көміртекті кластерлер. Фуллерендер: ашық фуллерендер, фуллерендерді сұрыптау, табиғаттағы фуллерендер. Графен. Көміртекті нанотүтіктер: нанотүтік құрылымдары, нанотүтіктердің электрондық қасиеттері, алудың негізгі әдістері.
|
4
|
Нанотехнологиялар. «Нанотехнология» терминінің алғаш қолданылуы. «Нанотехнология» терминінің қазіргі заманғы мағынасы. Наноматериалдар жасаудың екі принципі: «жоғарыдан-төмен» және «төменннен жоғары». «Жоғарыдан-төмен» тәсілі – механикалық немесе басқа өңдеудегі (диспергирлеу) микрообъектердің мөлшерінің азаюы. Мұндай тәсілмен алынған объектілердің тұрақсыздығы. «Төменннен жоғары» тәсілі – атомдардан және молекулалардан наноқұрылымдар құру, құрылым жасау. Мұндай құрылымның тұрақтылығы. Құрылым жасау түрлері: бастапқы молекулалардың өзін-өзі ұйымдастыру есебінен қрылым жасау. (коллоидты-химиялық факторлар, Ван-дер-Ваальсты және басқа әлсіз байланыстар есебінен, химиялық әрекеттесу, супрамолекулалы химия есебінен), ассемблер қолданумен құрылы жасау. Тірі ағзалардағы өзін-өзі ұйымдастыру процестері (құрылымдау және құрастыру). Литография. Молекулалы-сәулелі эпитаксия.
|
4
|
Нанотехнология және наноматериалдардың қолданылуы. Нанотехнологияны қолданудың айқын ерекшеліктері. Наноматериалдар электроникада. Наноматериалдар оптикада. Нанотехнология энергетикада. Нанотехнологиялар және қоршаған орта мәселелері. Нанотехнология және тағам өнімдерінің жетіспеушілік мәселелерін шешу. Нанобиотехнологиядағы және медицинадағы наноматериалдар. Нанотехнологияның дамуымен байланысты қауіптілік.
|
2
|
Практикалық сабақтар
|
|
«Нано» ұғымы. Нанообъектілер
|
1
|
Нанообъектілердің негізгі қасиеттері
|
2
|
Жеке нанобөлшектер және наноұнақтар
|
1
|
Металдар нанобөлшектерін синтездеу әдісі
|
2
|
Фуллерен, графен және көміртекті наноқұбырлар
|
1
|
Нанотехнологиялар
|
1
|
Наноматериалдар және нанотехнология қолданылуы
|
1
|
МИКРОМОДУЛЬ №2 НАНОТЕХНОЛОГИЯДАҒЫ ПОЛИМЕРЛЕР
|
|
Дәрістік сабақтар
|
|
Полимерлі жүйелердің өзін-өзі ұйымдастыруға қабілеттілігі. Табиғи биополимерлердің өзін-өзі ұйымдастыруы: ақуыздардың, нуклейн қышқылдардың. Блок-сополимерлер молекулаларындағы өзін-өзі ұйымдастыру.
|
2
|
Нанотехнологиядағы полимерлердің негізгі қолдану аймағы. Полимерлердің нанобөлшектер тұрақтандырғышы ретінде қолдану. Мембрана – отынды элементтің кілтті бөлшегіндегі полиерлі наноқұрылымдар.
|
2
|
Берілген қасиеті бойынша полимерлі наноматериалдарды алу.
|
2
|
Аса берік полимерлер алу. Нейлон мен көміртек наноқұбырларынан жаңа композициялық аса берік полимерлер. Композитті алу фазааралық полимерлеу әдісі арқылы алынады. Ұзындығы 1 см-ге жететін наноқұбырдан өзгеше полимер. Жаңа материалдың тек қана аса берік болу қабілеттілігі ғана емес, сонымен қатар формасын сақтаудың шектелмеген уақыты.
|
2
|
Полимерлі нанокомпозиттер және олардың қолдану аймағы, алу әдістері. Нанобіркелкі пластинкалары бар төмен газ- және суөткізгішті пластмассалар. Аса жұқа катаң анықталған және бақыланған наноқұбыр тығыздық үлесімен пленка алу үшін кеңістіктегі берілген наноқұбырлар үлгісімен созылған қабаттар құру үшін көбік үрлеу экструзия әдісі. Молекулярлық деңгейдің полимерлі резеңкелі қоспасы. Оны алу тәсілдері. Нанооботтарды қозғалту үшін реактивті қозғалтқыштар сияқты жылдам полимерлену жолында түзіліа жатқан полимерлі материалдар. Фуллерен мен наноқұбырлар полимерлі композиттарынан жаңа күнді батареялар түрлері. Гидрогелдер негізінде нанокомпозиттер алу.
|
2
|
Нанообъектілерді және полимерлі нанокомпозиттерді зерттеу әдістері. Электронды микроскопия нанообъектілерді зерттеу әдісі ретінде. Оптикалық микроскоптардың рұқсат берілген қабілеттілгіне негізгі шектеулер (Рэлейдің дифракционды рұқсат етілген шегі). Табиғи жарықтан шықпайтын толқын сәулеленуі қолданылатын құрылғылар құру. Электронды микроскоптар: жарықтандырушы электронды микроскоптар және сканирлеуші электронды микроскоптар. Туннельдік эффект. Сканирлеуші туннельдік микроскоп. Атомды-күш микроскоп. Нанообъекттер және нанокомпозиттердің басқа зерттеу әдістері.
|
2
|
Практикалық сабақтар
|
|
Табиғи биполимерлердің және блок-сополимерлердің өзін-өзі ұйымдастыруы
|
1
|
Нанотехнологиядағы полимерлердің қолданылуы
|
1
|
Берілген қасиеті бойынша полимерлі наноматериалдарды алу
|
1
|
Аса берік полимерлер алу
|
1
|
Полимерлі нанокомпозиттер
|
1
|
Нанобөлшектерді және полимерлі нанокомпозиттерді зерттеу әдістері
|
1
|
Барлығы дәрістер
|
30
|
Барлығы практикалық сабақтар
|
15
|
5 МАГИСТРАНТТАРДЫҢ ӨЗДІК ЖҰМЫСТАРЫНЫҢ ТАҚЫРЫПТАРЫ:
МӨЖ №1
Сұйықтықтағы наноқұрылымдар. Зольдар. Мицелдер. Микроэмульсиялар. Сұйық кристаллдар. Ленгмюра-Блоджет пленкалары.
МӨЖ №2
Биологиялық наноқұрылымдар. Молекулалық биология. Биологиялық құрылыс бөлшектері. Нуклеин қышқылдары. Вирустар. Везикулалар (липосомдар). Биологиялық мембраналар. Көпқабатты плёнкалар.
МӨЖ №3
Шағын нанокристалды материалдар алу. Наноұнтақтарды ұнтақтау. Тасымалдағышқа қондыру. Интенсивті пластикалық деформация. Тәртіпсіздікті тәртіпке айналдыру.
МӨЖ №4
Нанобөлшектер мен нанокомпзиттерді зерттеу үшін динамикалық жарық шашырау әдісі.
6 ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК ӘДЕБИЕТПЕН ҚАМТАМАСЫЗДАНДЫРУ КАРТАСЫ
3 кесте
Оқулықтар мен оқу-әдістемелік құралдардың атауы
|
Экземпляр саны
|
Магистрант саны
|
Қамтама
cыздандыру
пайызы
|
Нанотехнология негіздері: оқулық / З.А. Мансұров, Б.Қ. Діністанова, А.Р. Керімқұлова, М.Нәжіпқызы.- Алматы, 2014.- 247б.
|
30
|
1
|
100
|
Уильямс, Л. Құпиясыз нанотехнологиялар: оқулық / Л. Уильямс, У. Адамс; қаз.тіліне ауд. Мансұров З.А., Нәжіпқызы М., Діністанова Б.Қ.; КР БҒМ.- Алматы: Print- S, 2012.- 386 б.
|
24
|
1
|
100
|
Генералов, М.Б. Криохимическая нанотехнология: учеб. пособие / М.Б. Генералов.- М.: ИКЦ "Академкнига", 2006.- 325с.
|
2
|
1
|
100
|
Композиционные полимерные материалы и технологии на их основе /С.Е.Кудайбергенов, М.Г.Яшкарова, К.Б.Мурзагулова и др - 2013
|
68
|
1
|
100
|
Композиционные гидрогелевые материалы/ Кудайбергенов С.Е., Ибраева Ж.Е., Яшкарова М.Г., Бектуров Е.А.- Семей, 2011.- 146с.
|
5
|
1
|
100
|
7 ӘДЕБИЕТТЕР
7.1 Негізгі әдебиет:
7.1.1 Нанотехнология негіздері: оқулық / З.А. Мансұров, Б.Қ. Діністанова, А.Р. Керімқұлова, М. Нәжіпқызы.- Алматы, 2014.- 247б.
7.1.2 Уильямс, Л. Құпиясыз нанотехнологиялар: оқулық / Л. Уильямс, У. Адамс; қаз.тіліне ауд. Мансұров З.А., Нәжіпқызы М., Діністанова Б.Қ.; КР БҒМ.- Алматы: Print- S, 2012.- 386 б.
7.1.3 Генералов, М.Б. Криохимическая нанотехнология: учеб. пособие / М.Б. Генералов.- М.: ИКЦ "Академкнига", 2006.- 325с.
7.1.4 Композиционные полимерные материалы и технологии на их основе /С.Е.Кудайбергенов, М.Г.Яшкарова, К.Б.Мурзагулова и др - 2013
7.1.5 Композиционные гидрогелевые материалы/ Кудайбергенов С.Е., Ибраева Ж.Е., Яшкарова М.Г., Бектуров Е.А.- Семей, 2011.- 146 с.
7.2 Қосымша әдебиет:
7.2.1 Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. – 416 с.
7.2.2 Сергеев Г.Б. Нанохимия.-М. Изд. Моск. Ун-та.2007.
Достарыңызбен бөлісу: |
