Экспериментальный вводный курс по физике наноструктур адресован студентам нефизических специальностей, изучающим биохимические аспекты синтеза и применения наночастиц и наноструктур в нанобиотехнологиях, наномедицине, экологии. Он кратко знакомит студентов с физическими причинами специфики нанообъектов, классических и квантовых размерных эффектов в них, методами получения и исследования их структуры и свойств. Спецкурс призван обеспечить межпредметные связи и наметить наддисциплинарные подходы рассмотрения сложных физико-химических явлений с участием нанообъектов.
Предлагаемый курс лекций задуман как краткое и максимально доступное введение в современные методы моделирования строения и свойств вещества в конденсированной фазе. В отличие, например, от традиционных курсов теории твердого тела, читаемых для физиков, здесь упор делается не на рассмотрение конкретных фактов, касающихся строения вещества в твердом состоянии, и не на их объяснение на основе каких-то моделей и представлений. Задача данного спецкурса скорее в том, чтобы показать, какие средства и возможности (включая свободно распространяемые компьютерные программы) имеются на сегодняшний день в арсенале исследователя — физика или химика, занимающегося теоретическим моделированием строения свойств конденсированного вещества на основе первых принципов.
Спецкурс «Введение в физику конденсированного состояния вещества» является одной из дисциплин в рамках специальности «Наносистемы и наносустройства». В основу изложения положено, с одной стороны, деление конденсированных сред по «меаническому» признаку агрегатного состояния (с точки зрения механики сплошной среды) на жидкости и вообще «мягкие» состояния, и твёрдые тела; с другой – рассмотрены системы с ближним и дальним порядком, в рамках которого, скажем, аморфные тела рассматриваются как «замороженные» жидкости. Важными особенностями данного курса являются, во-первых, широкое использование аппарата систем Делоне как обобщения понятия кристаллической решётки на более широкий класс конденсированных сред, а во-вторых, систематическое использование симметрийного формализма как мощного инструмента качественного и количественного анализа, включая использование концепции спонтанного нарушения симметрии для анализа возбуждений. В отличие от традиционных изложений в данном курсе рассматриваются также апериодические твёрдые тела.
Наука о коллоидах и поверхностях (Colloid and Interface Science в англоязычной литературе) изучает микро- и наногетерогенные системы, в которых взаимодействия между фазами и/или явления на межфазной границе являются доминирующим аспектом поведения. Коллоидными системами является большинство окружающих нас объектов, от агропочв, пищевых продуктов, косметики и лекарств, до биологических клеток. Цель курса — дать междисциплинарное представление об основных явлениях, определяющих поведение таких систем и лежащих в основе современных нанотехнологических приложений. В курс включены разделы, посвящённые термодинамике поверхности, капиллярности и смачиванию, гидродинамике тонких плёнок, межфазным транспортным явлениям, поверхностным силам, устойчивости коллоидов и тонких плёнок, мицеллам, эмульсиям и пенам, адгезии. Курс состоит из вводной лекции и нескольких тематических блоков.
Список задач спецпрактикума.
Since spring semester, 2009, “Fundamentals of Nanotechnology” — an interfaculty course prepared by ERC — has been given to third-year students of Faculties of Physics, Chemistry, Biology, Mechanics and Mathematics, Materials Science, Bioengineering and Bioinformatics, Fundamental Medicine. These lectures are open to the general public.
Программа курса включает:
Курс состоит из двух разделов: 1) Основы науки о полимерах, 2) Полимеры для нанотехнологии и полимерные нанокомпозиты.