Наукові основи створення полімерних композитів та нанокомпозитів
Спеціальність: Хімічні технології та інженерія
Код дисципліни: 8.161.00.M.040
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Хімічна технологія переробки пластмас
Лектор: професор Скорохода Володимир Йосипович
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток в аспірантів таких компетентностей:
загальних:
- знання основних принципів практичного отримання нанорозмірних матеріалів, фізичної суті сучасних методів дослідження наноматеріалів;
- знання теоретичних та прикладних засад створення полімерних композитів та нанокомпозитів, їх перероблення і модифікування, знання і розуміння сучасних тенденцій розвитку галузі композиційних полімерних матеріалів;
- здатність ініціювати та проводити оригінальні наукові дослідження, ідентифікувати актуальні наукові проблеми, здійснювати пошук та критичний аналіз інформації, продукувати інноваційні наукові та виробничі ідеї та застосовувати нестандартні підходи до вирішення складних і нетипових завдань щодо створення сучасних полімерних композиційних та нанокомпозиційних матеріалів.
фахових:
- здатність продемонструвати розуміння фізико-хімічних процесів в технології полімерних і композиційних матеріалів;
- розуміння сучасного стану та теоретичних основ фізико-хімічних процесів одержання, перероблення і модифікування новітніх полімерних композитів та нанокомпозитів;
- розуміння загальної технології та технологічних особливостей створення і перероблення полімерних композиційних (нано)матеріалів у вироби, прогнозування їхніх властивостей та поведінки під час експлуатації
Результати навчання: Результати навчання
знання: сучасних методів проведення досліджень в області хімічної технології та інженерії, хімічного матеріалознавства та суміжних галузях промисловості; поглиблені теоретичні знання в області сучасних методів одержання полімерних композитів та нанокомпозитів;
уміння: здійснювати пошук, аналізувати і критично оцінювати наукову та науково-технічну інформацію з різних джерел; застосовувати знання і розуміння для розв’язування задач синтезу та аналізу елементів та систем, характерних для процесів оде5ржання та перероблення полімерних композитів та нанокомпозитів; досліджувати і моделювати явища та процеси в складних хімічних та фізико-хімічних системах; застосовувати системний підхід, інтегруючи знання з інших дисциплін та враховуючи нетехнічні аспекти, під час розв’язання теоретичних і прикладних задач в області полімерних (нано)композитів; самостійно виконувати експериментальні дослідження на сучасному рівні та застосовувати дослідницькі навички; оцінювати доцільність та можливість застосування інноваційних процесів у хімічних технологіях та інженерії, хімічному матеріалознавстві та суміжних галузях; аргументувати вибір методів розв’язування науково-прикладної задачі, критично оцінювати отримані результати та захищати прийняті рішення; здатність адаптуватись до нових умов, самостійно приймати рішення та ініціювати оригінальні дослідницько-інноваційні комплексні проекти, включаючи міжнародні; здатність усвідомлювати необхідність навчання впродовж всього життя з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань із врахуванням тенденцій розвитку науки та техніки й, насамперед, хімії, хімічної технології та інженерії; здатність відповідально ставитися до виконуваної роботи та досягати поставленої мети з дотриманням вимог професійної етики та чинного законодавства.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: - Фізико-хімія полімерів
- Полімерне матеріалознавство
- Сучасні технологічні процеси перероблення полімерних і композиційних матеріалів
- Фізико-хімічні процеси в технології полімерів і композитів
- Сучасні тенденції вторинної переробки полімерних відходів
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна присвячена сучасним процесам одержання та перероблення полімерних композитів та нанокомпозитів. Розглянуто фізико-хімічні основи та особливості технології цих процесів. Особливу увагу приділено організації методів наукових досліджень. Набуті знання дадуть змогу студентам в майбутньому вибирати напрями одержання та перероблення полімерних композитів та нанокомпозитів, а також організовувати і проводити наукові дослідження у цьому напрямку.
Опис: Задачі і зміст дисципліни. Сучасні підходи до фізико-хімічних процесів в технології одержання композиційних матеріалів та нанокомпозитів. Загальна характеристика полімерних композитів та наноматеріалів.
Загальна характеристика методів одержання полімерних композитів та нанокомпозитів. Особливі властивості наноматеріалів.
Хімічне наноматеріалознавство. Особливості синтезу наночастинок. Вплив факторів на форму та розмір наночастинок. Термодинаміка наносистем.
Нанокаталіз. Фрактальний аспект наносистем.
Нуль- та одновимірні нанообєкти та системи. Одновимірні наноструктури. 2Д-наносистеми. Шари та плівки Ленгмюра. Самоорганізовані шари на твердій поверхні.
Теоретичні засади синтезу наноструктурованих композитів. Гель-золевий і золь-гелевий методи синтезу нанорозмірних частинок.
Гібридні органо-мінеральні мезоструктури в технології полімерних (нано)композитів.
Електрохімічне і електрофоретичне осадження наноструктурованих полімерних плівок і нанокомпозитів.
Термопластичні композити поліолефінів з полістиролами та поліамідами, модифіковані шаруватими нанорозмірними неорганічними наповнювачами. Вплив природи наповнювача та його модифікації на особливості одержання та властивості композитів.
Фундаментальні принципи одержання наночастинок благородних металів та нанокераміки для одержання наповнених композитів, у т.ч. пористих. Вплив факторів і умов синтезу на розміри наночастинок та їх морфологію. Вплив природи стабілізатора.
Гідрогелеві (нано)композити, наповнені мінеральними та органічними наповнювачами. Формування наночастинок благородних металів та (нано)кераміки під час одержання (нано)композитів. Фунгібактерицидні властивості (нано)композитів. Структура, властивості, використання.
Прикладні аспекти полімерних композитів та нанокомпозитів. Наноматеріалознавство. Біомедична діагностика. Фармокінетика і нанотехнології.
Методи та критерії оцінювання: 1. Індивідуальне завдання – захист у письмово-усній формі.
2. Екзамен – письмово-усна форма.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль (ПК):
Індивідуальне завдання - 30 б
Екзаменаційний контроль (ЕК):
письмова компонента - 60 б
усна компонента - 10 б
Разом за дисципліну (ПК+ЕК) - 100 б
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок:
Бали за поточний контроль за виконання індивідуального завдання виставляються після його виконання та захисту в усній формі не пізніше першого робочого дня після закінчення першого тижня семестрового контролю.
Екзаменаційний контроль містить дві складові – письмову та усну.
Письмова компонента містить завдання трьох рівнів складності і може проводитись у вигляді тестування або написання екзаменаційної роботи. Усна компонента проводиться у вигляді безпосереднього спілкування студента з викладачем стосовно усього матеріалу навчальної дисципліни у день іспиту або в наступний день.
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. Суберляк О., Скорохода В., Семенюк Н. Теоретичні основи хімії та технології полімерів. –Львів, в-во НУЛП, 2015. -345 с.
2. Нанохімія, наносистеми, наноматеріали / С. В. Волков, Є. П. Ковальчук, В. М. Огенко, О. В. Решетняк. – К.: Наук. Думка, 2008. – 424 с.- Бібліогр.: с. 389-418 (62 назви))
3. Гузь А. Н. Введение в механику нанокомпозитов: монография / А. Н. Гузь, Я. Я. Рущицкий, И. А. Гузь. – К: 2010. – 380 с. Библиогр.: с. 364-374 (196 назв.))
4. Скороход В. В. Фізико-хімічна кінетика в наноструктурних системах / В. В. Скороход, І. В. Уварова, А. В. Рагуля . – К. : Академперіодика, 2001. – 180 с.
5. Заячук Д. М. Нанотехнології і наноструктури: навч. посіб. – Львів : Вид-во нац. ун-ту «Львів. політехніка», 2009. – 580 с.
Інформаційні ресурси:
http/vns.lp/edu.ua/course/viev.php?id=9466
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).