Технологія наноматеріалів
Спеціальність: Матеріали та технології адитивного виробництва
Код дисципліни: 7.132.03.O.004
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Матеріалознавство та інженерія матеріалів
Лектор: Тростянчин Андрій Миколайович
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей:
КІ.01 Здатність розв’язувати складні задачі та проблеми з матеріалознавства у професійній діяльності та/або у процесі навчання, що передбачає проведення досліджень та/або здійснення інновацій та характеризується невизначеністю і вимог
КЗ.02 Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях
КЗ.07 Прагнення до збереження навколишнього середовища.
СК.01 Здатність виявляти та ставити проблеми в сфері матеріалознавства, приймати ефективні рішення для їх вирішення.
СК.03 Здатність розробляти нові методи і методики досліджень, базуючись на знанні методології наукового дослідження та особливості проблеми, яка вирішується.
СК.05 Здатність до критичного аналізу та прогнозування характеристик нових та існуючих матеріалів, параметрів процесів їх отримання і обробки та використання у виробах (або у виробничих умовах).
СК.09 Здатність обгрунтовано здійснювати вибір технологій виготовлення, оброблення, випробування матеріалів і виробів, для конкретних умов експлуатації.
СК.12 Здатність розробляти та реалізовувати проєкти в сфері матеріалознавства, а також дотичні до нього міждисциплінарні проєкти.
Результати навчання: Внаслідок вивчення навчальної дисципліни студент повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання:
РН 2. Виявляти, формулювати й вирішувати матеріалознавчі проблеми і задачі.
РН 6 Застосовувати наукові навички у галузі інженерії для того, щоб успішно проводити наукові дослідження як під керівництвом, так і самостійно.
РН 9 Застосовувати методи LCA-аналізу, екоаудиту, підходів стійкого розвитку під час розробки нових матеріалів та впровадження нових технологій.
РН 11. Використовувати сучасні методи для виявлення, постановки та розв’язування винахідницьких завдань в галузі матеріалознавства.
РН 15 Проектувати нові матеріали, розробляти, досліджувати та використовувати фізичні та математичні моделі матеріалів та процесів.
РН 17 Розв’язувати прикладні завдання виготовлення, обробки, експлуатації та утилізації матеріалів і виробів.
РН 19 Розробляти комплексний дизайн нових матеріалів і виробів на їх основі з урахуванням експлуатаційних властивостей та умов використання.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни:
Фізика
Хімія
Фізична хімія
Матеріалознавство
Механічні властивості та конструкційна міцність матеріалів
Металографія
Супутні і наступні навчальні дисципліни:
Моделювання і деградація виробів, оптимізація їх властивостей
Фізика і хімія поверхні та захист від корозії
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна «Технологія наноматеріалів» вивчає структуру, властивості, методи отримання та області застосування матеріалів у наноструктурованому стані. Вивчаючи дисципліну студенти знайомляться із сучасними технологіями отримання наноматеріалів та виготовлення виробів на їх основі, інноваційними методами аналізу та прогнозування їх властивостей, пізнають теоретичні засади відмінностей властивостей нано та макроскопічних об’єктів, набувають практичних навичок створення та формування властивостей матеріалів із нанорозмірною структурою. Дана дисципліна формує у студентів розуміння проблематики сучасного матеріалознавства наноматеріалів, перспектив розвитку даного напрямку, можливих шляхів імплементації наукових результатів у промислове виробництво.
Опис: Вступ до технології наноматеріалів. Мета й завдання дисципліни, її значення у підготовці спеціаліста. Загальна характеристика нанотехнологій та наноматеріалів.
Класифікація наноматеріалів.
Властивості матеріалів у наноструктурованому стані. Вплив масштабного фактору на фізичні властивості матеріалів.
Механічні властивості наноматеріалів.
Термодинамічні властивості наноматеріалів.
Електричні властивості наноматеріалів.
Магнітні властивості наноматеріалів.
Методи аналізу нанодисперсних систем. Електронна мікроскопія.
Сканувальна зондова мікроскопія.
Спектроскопічні методи.
Дифракційні методи дослідження.
Дослідження магнітних властивостей. Вимірювання електроопору.
Практичне застосування наноматеріалів. Медицина, біотехнології, аерокосмічна галузь, навколишнє середовище й енергетика.
Технології отримання наноструктурних матеріалів. Методи на основі підходу «зверху-вниз» (topdown approach).
Методи на основі підходу «знизу-вверх» (bottomup approach).
Методи та критерії оцінювання: Усне та письмове опитування, практична перевірка, рейтинговий контроль.
Критерії оцінювання результатів навчання: 1. Захист практичних робіт – 10 балів.
2. Доповіді на семінарських заняттях – 30 балів.
3. Виконання контрольної роботи – 60 балів.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Наноматеріалознавство і нанотехнології: навч. Посібник / А.І. Кондир. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2016. – 452 с.
2. Наноматеріали і нанотехнології: навчальний посібник / Азарєнков М. О., Неклюдов І. М., Береснєв В. М. та ін. – Х. : ХНУ імені В. Н. Каразіна, 2014. – 316 с.
3. Michael F. Ashby, Paulo J. Ferreira and Daniel L. Schodek. Nanomaterials, Nanotechnologies and Design. – Oxford, Elsevier Ltd., 2009. – 540 p.
5. Кизим М. О., Матюшенко І. Ю. Перспективи розвитку і комерціалізації нанотехнологій в економіках країн світу та України: монографія / М. О. Кизим, І. Ю. Матюшенко. – Х.: ВД «ІНЖЕК», 2011. – 392 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).