8D07113 Наноматериалы и нанотехнологии в химии в КазНУ им. аль-Фараби

Цель дисциплины сформировать у докторантов способность выражать свои подходы и заключения по результатам научных исследований, аргументы и гипотезы в стиле академического письма. Учебный курс формирует методологическую основу представления результатов научных исследований в открытой печати, периодических научных изданиях, на международных конференциях и коммуникации с учеными из других стран, а также в виде заявок для участия в конкурсе. В результате освоения курса докторант будет способен: - писать научные статьи для опубликования в международных научных журналах, индексируемых в базах данных Scopus и Web of Science; -критически анализировать научные работы, указывая их достоинства и недостатки; -готовить диссертационную работу, четко представляя цель и задачи исследования, обсуждение результатов и формулирование заключений на основе анализа литературы в соответствующем разделе нанонауки; - излагать содержание научной работы: диссертации, монографии, обзорной статьи в сжатом виде, сохраняя ее суть и структуру; - писать, представлять и защищать научные проекты по актуальным проблемам наноматериалов и нанотехнологии.

Цель дисциплины сформировать у докторантов креативную способность обоснованно выбирать и применять современные и иновационные теоретические и экспериментальные методы исследований, обеспечивающие проведение фундаментальных и прикладных научных исследований на высоком уровне и позволяющие получать результаты, соответствующие международным требованиям. Учебный курс представляет собой научно-методологическую базу, освоение которой позволит проводить докторантам научные исследования на высоком международном уровне, стимулирует их на активное участие в научно-инновационной деятельности и коммерциализации научных результатов. В результате освоения курса докторант будет способен: - самостоятельно ставить и решать научные задачи по проведению научных исследований высокого уровня в области наноматериалов и нанотехнологии; - критически анализировать научные публикации и результаты, определять их научный уровень, выявлять возможность их учета и использования в своих исследованиях; - разрабатывать и осуществлять реализацию методики эксперимента, позволяющего получить наиболее достоверные научные результаты в области наноматериалов и нанотехнологии; - интерпретировать и обобщать данные, полученные современными физическими и физико-химическими методами; - определять, обосновывать и интерпретировать приоритетные направления развития в области наноматериалов и нанотехнологии; планировать проведение научных исследований в данных направлениях в виде проектов и заявок на грантовое финансирование из различных международных и республиканских фондов; - интерпретировать, обобщать и представлять результаты собственных научных исследований виде научных статей для публикации в высокорейтинговых международных изданиях, докладов на высоко значимых международных конференциях

Цель дисциплины способность оценить применение современных цифровых технологий, таких как 3D-принтинг в нанотехнологии. В ходе изучения курса сформировать у студентов способности: 1.Демонстрировать знания и умения принципов аддитивных технологий для производства цельного продукта с помощью 3D-принтера; 2.Прогнозировать жизненный цикл нанотехнологических материалов с помощью цифровых моделей; 3. изобретать наноструктуры и методы их производства для реализации нанообъектов с заданными свойствами; 4. раскрыть особенности строения наноструктур, физическую сущность явлений, происходящих в материалах в условиях внешних воздействий и при эксплуатации; 5. оценить изменения механических свойств материалов методами внешних воздействий: пластической деформацией, термической обработкой. При изучении дисциплины студенты будут изучать следующие аспекты: моделирование свойств c прогнозированием жизненного цикла нанотехнологических материалов с помощью цифровых моделей. Послойное построениее изделий из полимеров, металлов, а также различных композитов и их применение в машиностроении, в строительстве. 3D-биопринтинг, применение в медицине.

Цель дисциплины сформировать понимание теоретических и практических аспектов синтеза наноматериалов, механизма роста и образования наночастиц. В ходе изучения курса сформировать у студентов способности: 1.анализировать широкий спектр информации, касательно классических и современных методов получения наноматериалов; 2.системно понимать особенности получения различных наноматериалов, а также влияния физико-химических параметров на структуру и свойства конечного продукта; 3.разрабатывать и реализовывать сложные и комплексные процессы и линии по получению и синтезу объемных и двумерных наноматериалов; 4.комбинировать различные методы получения с целью получать наноматериалы с заданными характеристиками; 5. решать широкий круг проблем, связанных с материаловедением и созданием композиционных наноматериалов на их основе. При изучении дисциплины студенты будут изучать следующие аспекты: современные методы получения наноматериалов: химическое (CVD), физическое осаждение (PVD) из газовой фазы, золь-гель технология, механизмы роста наночастиц и образования наноматериалов. Связь физико-химических параметров синтеза со структурой и свойствами конечного нанопродукта.

Цель дисциплины: сформировать способность оценить физико-химические свойства наноматериалов при переходе от микро- к наносостоянию углеродсодержащих наноматериалов. В ходе изучения курса сформировать у студентов способности: 1.исследовать свойства наноматериалов физико-химическими методами исследованиями; 2.проиллюстрировать взаимосвязь физико-химических свойств наноматериалов с их строением и составом; 3.организовать исследование основных физических и химческих свойств наноматериалов; 4.описать сущность теоретических основ модификации материалов для улучшения физико-химических свойств наноматериалов; 5. применять полученные знания для решения конкретной научно-исследовательской задачи. При изучении дисциплины студенты будут изучать следующие аспекты: Особенности состояния наноструктур. Физико-химические характеристики: магнитные, оптические, механические термические свойства наночастиц и наноматериалов. Электронное строение и электропроводность наночастиц. Адсорбция в мезопористых системах.

Цель дисциплины сформировать способность оценить роль и преимущества нетрадиционной технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) в современном материаловедении. В ходе изучения курса сформировать у студентов способности: - продемонстрировать знания по физико-химическим основам самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) наноструктурированных материалов; - классифицировать СВС-технологии и рекомендовать для синтеза наноструктурированных материалов; - оценить характеристики различных видов природных и сырьевых материалов для производства наноструктурированных материалов; - понимать и аргументировать закономерности и механизмы горения в СВС – системах при получении наноматериалов - применять современные экспериментальные методы самораспространяющегося высокотемпературного синтеза наноструктурированных материалов.

Цель дисциплины сформировать способность получать наноматериалы для производства. Дисциплина направлена на формирование навыков, необходимых для анализа технологических методов синтеза наноматериалов и выявления свойств наноматериалов; изучение основных типов, классов и групп наноматериалов; физико-химических методов получения наноматериалов; методов исследования наноразмерных объектов, их составов и свойств; а также поиска приоритетных направлений в нанотехнологии.

Цель дисциплины сформировать способность анализировать и объяснить связь между физико-химической природой и специальными свойствами наноматериалов при получении углеродных наноматериалов. В ходе изучения курса сформировать у студентов способности: 1.применять знания по физико-химическим основам получения углеродных наноматериалов; 2.классифицировать методы получения новых углеродсодержащих материалов с наноразмерными структурными составляющими; 3.оценить характеристики различных видов растительного сырья для карбонизации и производства углеродных наноматериалов; 4.понимать и аргументировать закономерности и механизмы образования углеродной фазы в процессе каталитического крекинга углеводородов; 5. применять полученные знания для решения конркретной научно-исследовательской задачи. При изучении дисциплины студенты будут изучать следующие аспекты: синтез углеродных нанотрубок, фуллеренов, графенов, механизмы образования углеродной нанофазы в процессах каталитического крекинга углеводородов, технологического горения в пламенах, карбонизации растительного сырья и зауглероживании минерального сырья.

Цель дисциплины продемонстрировать способность аргументировать роль аддитивных технологий для развития нанонауки и нанопроизводства. В ходе изучения курса сформировать у студентов способности: 1. объяснить классификации материалов по составу, свойствам, назначению; факторы, определяющие свойства материалов; 2.системно интерпретировать перспективные направления по созданию новых конструкционных материалов; 3. раскрыть особенности строения наноструктур, физическую сущность явлений, происходящих в материалах в условиях внешних воздействий и эксплуатации; 4. выбирать наноструктуры и методы их производства для реализации нанообъектов с заданными свойствами; 5. оценить изменения механических свойств материалов методами внешних воздействий: пластической деформацией, термической обработкой. При изучении дисциплины студенты будут изучать следующие аспекты: Основные понятия и направления объемной печати. Современные достижения: FDM (Fused deposition modeling) –послойное формирование из расплавленной пластиковой нити. MJM (Multi Jet Modeling) многоструйное 3D- моделирование с использованием фотополимеров и воска. Применение аддитивных технологий в строительстве, медицине, машиностроении.

7.оптимизировать существующие технологические способы производства наноматериалов на основе оценки и корректировки опытно-конструкторских схем для успешной конкуренции на рынке идей и технологий;

11. вести диалог в области нанонауки и нанотехнологий с равными по статусу, широким научно-техническим сообществом и обществом;

5. разрабатывать нетрадиционные способы синтеза наноструктурных систем в режиме горения, расширяющие рамки существующих знаний;

6. обобщить результаты научно-исследовательских работ, научной и технической информации в области нанотехнологий и смежных дисциплин для научной, патентной и маркетинговой поддержки проводимых исследований, организовать самостоятельную подготовку публикаций в отечественных и зарубежных изданиях;

2.разрабатывать комплексный процесс научных методов исследований нанотехнологии, получения наноматериалов, применения наноматериалов, в том числе в аддитивных технологиях;

10. вносить вклад в развитие нанотехнологии посредством оригинального исследования, некоторые аспекты которого отражены в национальных или международных реферированных публикациях;

1.применять принципы организации теоретических и экспериментальных исследований на основе достижений современной теории и практики в области нанотехнологии и наноматериалов;

9. содействовать технологическому, социальному культурному развитию в интересах формирования общества посредством участия в развитии нанотехнологий, производства наноматериалов и нанообектов;

8.синтезировать новые идеи различной сложности, реализация которых обеспечит экономическую эффективность, экологически и технически безопасное производство получаемой продукции;

4. критически анализировать и прогнозировать комплекс физико-химических свойств, устойчивость и безопасность нанообъектов и наноматериалов при их создании и применении;

3. выбирать эффективное современное оборудование, цифровые технологии, комбинировать методики для исследования физико-химических процессов нанотехнологий;

12. решать задачи, возникающие в ходе научно- педагогической деятельности, внедрять в процесс образования новые нестандартные, инновационные технологии.