Аддитивные технологии: процессы атомно-молекулярной сборки
Описание курса
Процессы атомно-молекулярной сборки являются доминирующими и рассматриваются как сквозные междисциплинарные технологии для нового технологического уклада. Атомно-молекулярная архитектоника и дизайн позволят создать новые продукты по образцу живой природы, но с использованием современных технологических достижений.
Курс обеспечивает мультидисциплинарное межотраслевое изложение системной технологии, определяющей создание новых материалов и веществ с ранее неизвестными, но прогнозируемыми и востребованными свойствами. Вы сможете повысить профессиональные компетенции, необходимые для:
-
моделирования и проектирования на атомно-молекулярном уровне новых материалов с ранее неизвестными, но прогнозируемыми свойствами;
-
технологической реализации методами атомно-молекулярной сборки процессов структурно- и формообразования надмолекулярных композиций, новых веществ и материалов;
-
проектирования, синтеза и модифицирования на атомно-молекулярном уровне киберфизических, биотехнических и медико-биологических систем нового поколения.
Будет полезно
Студентам и слушателям образовательных программ по специальностям «Проектировщик наноматериалов» и «Нанотехнолог»
Инженерам-исследователям промышленных предприятий, работающим в сфере нанотехнологий
Руководителям подразделений (служб) научно-технического развития
Аспирантам учреждений высшего образования и научных организаций, планирующим исследования в области аддитивных нанотехнологий: атомно-молекулярной сборки
Нанотехнологам
Вы научитесь
Технологической реализации современных процессов атомно-молекулярной сборки в вакууме, газовой и жидкостной фазах
Формированию технологических алгоритмов синтеза надмолекулярных композиций заданного состава, структуры и габитуса
Технологической реализации современных процессов атомно-молекулярной сборки с использованием реагентов в жидкой фазе
Формированию технологических алгоритмов синтеза надмолекулярных композиций заданного состава, структуры и морфологии
Грамотно выбирать необходимые материалы, их морфологию и конфигурацию, размеры для поставленной задачи, грамотно выбирать стратегии синтеза выбранного типа материала
Правильно использовать материаловедческие закономерности для реализации потенциальных возможностей инкапсулирования наноматериалов различной природы для наноэлектроники, фотоники, микро- и наносистемной техники, наносенсорики, тераностики и адресной доставки лекарств
Использовать на практике наиболее эффективные типы автоматизированных установок синтеза
Анализировать условия синтеза широкого круга тонкослойных структур из неорганических, органических и гибридных неорганических и органических соединений с использованием растворов реагентов и выбирать из них так называемые оптимальные
Адекватно оценивать возможности нанотехнологии ионного наслаивания и её роль при создании широкого круга наноразмерных материалов
Выдаем документ об окончании
Электронный сертификат АНО "еНано"
Программа курса
- Основные физико-химические принципы формирования кристаллической структуры твердого тела
- Особенности процесса эпитаксии с учетом энергетики атомно-молекулярного взаимодействия, сопряжения кристаллических решеток, кинетики неравновесных процессов роста, поверхностных явлений на границе раздела фаз
- Методы структурного синтеза в аддитивных технологиях микро- и наносистем
- Процессы зарождения и роста кристаллов. Основы управления формой нанокристаллов
- Сканирующая зондовая микроскопия
- Нетрадиционные механизмы образования кристаллов. Элементы атомно-молекулярной архитектоники. Примеры атомно-молекулярного дизайна иерархических структур
- Метод молекулярно-пучковой эпитаксии; необходимые условия МПЭ
- Основные вехи в развитии МПЭ
- Особенности конструктивной реализации метода молекулярно-пучковой эпитаксии; основные элементы установок МПЭ; лабораторные и промышленные установки МПЭ; вертикальная и горизонтальная ростовая геометрия
- Методы откачки при МПЭ; основные типы используемых насосов, принципы их работы, достоинства и недостатки
- Методы формирования молекулярных пучков в вакууме; распределение интенсивности молекулярного пучка, диаграмма направленности; разновидности источников молекулярных пучков
- Методики in situ контроля процесса роста при МПЭ; метод дифракции быстрых электронов на отражение (ДБЭО) (RHEED).
- Возможности метода МПЭ для синтеза гетероструктур для применений в областях современной наноэлектроники и фотоники
- Применение кинетического и термодинамического подходов в описании процесса роста при МПЭ
- Основные механизмы эпитаксиального роста
- Упругие напряжения и псевдоморфизм в гетероэпитаксиальных структурах; пластическая релаксация и критические параметры гетероструктур
- Суть «остовной» гипотезы В.Б. Алесковского и основные пути превращений твердых веществ с ее позиций: за счет трансформации остова или за счет функциональных групп на поверхности при их взаимодействии с подводимыми реагентами
- Основные принципы метода молекулярного наслаивания и его синтетические возможности
- Понятие «один цикл молекулярного наслаивания» и параметры, влияющие на толщину нанопокрытия в процессе молекулярного наслаивания
- Исходные реагенты и химические реакции, использующиеся при синтезе оксидных, нитридных, сульфидных, углеродных наноструктур на поверхности твердых тел методом молекулярного наслаивания
- Основные требования, предъявляемые к аппаратурному оформлению нанотехнологии молекулярного наслаивания; особенности проведения процесса при атмосферном и пониженном давлении (схемы проточных и вакуумных установок)
- Основные тенденции в развитии химической нанотехнологии молекулярного наслаивания (с точки зрения повышения производительности при пониженном давлении и обработки ультрадисперсных материалов в реакторе проточного типа)
- Структурно-размерные эффекты, проявляющиеся в продуктах, полученных методом молекулярного наслаивания, и возможные области их применения
- Наиболее перспективные высокотехнологичные области применения нанотехнологии молекулярного наслаивания
- Примеры химической сборки функциональных наноструктур и нанопокрытий различного функционального назначения (из ряда электролюминесцентных изделий, суперконденсаторов, мембранных каталитических процессов, сенсорных материалов)
- Основные положения программы химической сборки функциональных наноструктур на поверхности твердых тел методом молекулярного наслаивания
- Рассматриваются отличия фазового состояния монослоев на поверхности раздела жидкость-газ по виду их изотерм сжатия
- Двумерное кристаллическое состояние конденсированных монослоев на поверхности воды
- Способы переноса монослоев на твердую подложку. Формирование симметричных и ассимметричных структур пленок ЛБ
- Формирование «сверхрешеток» и «скелетообразных пленок»
- Характеристика структуры пленок ЛБ стеарата свинца
- Получение ультратонких пленок неорганических материалов
- Типы наночастиц, используемых для получения пленок ЛБ
- Получение и применение пленок ЛБ жесткоцепных полиимидов
- Перспективы использования пленок ЛБ в наноархитектонике
- Суть метода ИН
- Индивидуальные твердые химические соединения
- Методы «мягкой» химии
- Послойная химическая сборка
- Алгоритм поиска оптимальных условий синтеза нанослоёв неорганических соединений методом ИН
- Основные типы химических реакций, протекающих на поверхности подложки при синтезе методом ИН и их примеры
- Наночастицы типа «ядро-оболочка» и технологии их синтеза
- Полые наноструктуры и методы их синтеза
- Инкапсулирование пористых материалов
- Процессы золь-гель синтеза для инкапсулирования
- Магнитные наночастицы и магнитные жидкости
- Технологии супрамолекулярной сборки для инкапсулирования
- Инкапсулирование в наносвитках
Цифровые навыки
Применение на практике компьютерных программ для анализа равновесий в растворах комплексных соединений и обоснования оптимальных условий программируемого послойного синтеза широкого круга неорганических соединений (Hydro Medusa)
Ознакомление с подходами к моделированию полых, пористых наноматериалов, наночастиц типа «ядро-оболочка», наносвитков и других рассмотренных нанобъектов
Авторы
на обработку персональных данных
Мобильное приложение edunano.ru
