Подводятся итоги занятия, оговариваются основные понятия, изученные на занятии, и примерный перечень вопросов, которые будут рассмотрены на лабораторной работе.

План- конспект занятия № 3

Тема: Нанотехнологии вокруг нас.

Цель: Познакомить учащихся с современным состоянием дел и ближайшими перспективами применения нанотехнологических методов в быту, в медицине, промышленности и военном деле.

Задачи:

- Обучающая: Рассказать учащимся о применении нанотехнологий в повседневной жизни.

- Развивающая: развивать у учащихся память, логическое мышление, трудовые навыки, интерес к предмету.

- Воспитывающая: способствовать воспитанию целеустремленности, инициативы, самостоятельности; умению логически мыслить, самостоятельно высказывать и отстаивать свою точку зрения; сознательной дисциплины.

Тип занятия: Комбинированный.

Оснащение:

- МТО: компьютер, проектор, видеофильм "нанотехнологии"

- МО: План-конспект лекции, учебное пособие "Голубая мечта Доналда Рамсфелда" Аксёнов П.Н.

Структура занятия:

1.Организационный этап(2-3 минуты)

2.Этап объяснения нового материала (55-60 минут)

3.Проведение теста (10 минут)

4.Этап закрепления изученного материала (10 минут)

5.Заключительный этап (5 минут). Ход занятия:

1.Организационный момент.

Преподаватель приветствует студентов, отмечает присутствующих и сообщает тему занятия.

2.Этап объяснения нового материала.

Рассмотрение вопроса перспектив использования нанотехнологий в повседневной жизни следует начать с определения получивших наибольшее распространение нанотехнологических методов: нанопокрытий и золь-гель методов. Необходимо сконцентрировать внимание учащихся на принципиальных отличиях различных физических свойств покрытий из наночастиц от свойств непрерывных покрытий. Следует подчеркнуть, что различные виды наночастиц в составе нанопокрытий позволяют управлять механическими, оптическими и иными свойствами материалов, на которые они нанесены.

Далее следует дать учащимся представление об использовании особых свойств наноструктурированных материалов. Как пример можно привести использование золотых наночастиц в качестве катализаторов и поглотителей запахов. Далее, от основных объектов нанотехнологий следует перейти к примерам использования нанотехнологий в повседневной жизни:

1. в медицине: антисептики, транспортировочные наноконтейнеры, и др.;

2. в парфюмерной и пищевой промышленности;

3. при производстве спортивных товаров;

4. при производстве одежды и обуви.

При рассмотрении конкретных областей применения наночастиц и нанопокрытий следует обращать внимание учащихся на то, какие именно их свойства используются в данном случае. Так, в медицине используются в основном малые размеры наночастиц, позволяющие им проникать вместе с кровотоком через клеточные мембраны. При использовании наноматериалов в качестве катализаторов и фильтров в автомобильной и парфюмерной промышленности используется большая площадь поверхности наноструктурированной среды, резко увеличивающая эффективность взаимодействия. При изготовлении сверхпрочных и сверхлёгких материалов, используемых в производстве спортивных товаров, актуальными становятся особые механические свойства наноматериалов. При производстве одежды и обуви используются особые структурные свойства, обеспечивающие содержание воздуха в материале до 99,8%, что обуславливает отличные теплоизолирующие свойства.

Вторую часть урока следует посвятить изучению применения нанотехнологий в военном деле. Необходимо подчеркнуть, что в военном деле, как правило, используются наиболее передовые разработки, лишь некоторое время спустя получающие распространение и в других областях человеческой деятельности. В качестве примера можно рассмотреть костюм солдата будущего. Спектр используемых свойств нанообъектов также весьма широк. Например, при производстве так называемой "мягкой брони" используются особые механические свойства нанообъектов, причём "подсмотренные" у живой природы. В конструкции костюма будут использоваться специально сконструированные наномашины-усилители, которые смогут увеличить силу солдата на 300%. Будут использованы также полупроводниковые и медицинские нанотехнологические методы.

Следует особо отметить перспективное применение комплексов простых микро- и наноустройств ("умная пыль"), которые, взаимодействуя между собой, могут обладать возможностями, намного превосходящими возможности отдельных объектов. Также следует подчеркнуть, что одним из наиболее перспективных направлений считается создание новых материалов со сложной структурой для военной техники. Кроме уже рассмотренного примера нанокомпозитной брони, следует отметить создание специальной "электромеханической краски", которая позволит менять цвет подобно хамелеону, а также предотвратит коррозию и сможет "затягивать" мелкие повреждения на корпусе машины. "Краска" будет состоять из большого количества наномеханизмов, которые позволят выполнять все вышеперечисленные функции.

· Нанопокрытие – покрытие, состоящее из наночастиц и обладающее вследствие этого особыми свойствами.

· Наноконтейнер – капсула, содержащая действующее вещество. Может доставляться прямо к источнику заболевания, не подвергая воздействию весь организм и сводя к минимуму побочные эффекты.

· "Мягкая броня" – условное название тканых и нетканых материалов, обладающих гибкостью, но в то же время стойкостью к механическому воздействию.

· "Умная пыль" – комплекс микроустройств, способных к коллективным действиям.

· Электромеханическая краска – покрытие, состоящее из большого количества наномеханизмов, позволяющее изменять цвет. (Приложение 3)

3.Тесты

1. Разработано покрытие для стекла, состоящее из полимерных слоев и наночастиц кварца. Что происходит при попадании воды?

o вместо крошечных капель, рассеивающих свет, вода покрывает стекло большими каплями

o вместо крошечных капель, рассеивающих свет, вода покрывает стекло ровным прозрачным слоем

o вместо крошечных капель, рассеивающих свет, вода полностью стекает со стекла

o вместо крошечных капель, рассеивающих свет, вода покрывает стекло средними каплями

2. Могут ли нанотехнологии применяться в качестве катализаторов и фильтров?

o могут только в качестве катализаторов

o могут только в качестве фильтров

o могут в качестве катализаторов и фильтров

o ме могут

3. Наночастицы какого элемента хорошо подходят для обеззараживания ран?

o золота

o серебра

o платины

o железа

4. Швейцарская компания изготовила для соревнований Tour de France–2005 спортивный велосипед с рамой из композиционного материала на основе углеродных нанотрубок. Его вес составлял:

o 2 кг

o 5 кг

o 4 кг

o 1 кг

5. Наночастицы, состоящие из золотого "ядра" и палладиевой оболочки используются