Пошук по сайту

Iнформатика  лекції  Курсова робота  Рефераты  

Нанотехнологія та підготовка сучасного інженера

Нанотехнологія та підготовка сучасного інженера





Нанотехнологія та підготовка сучасного інженера

(наукова журналістика)
Куцопатрий Костянтин,

студент 4 курсу заочної форми навчання

спеціальності «Хімічна технологія тугоплавких неметалевих

і силікатних матеріалів»

Інженерно-технологічного інституту

Університету «Україна», місто Яготин, Київська область
Майбутнє за нанотехнологіями. У даний час світова спільнота живе в очікуванні чергового технологічного прориву, пов’язаного з розвитком і вивченням технології з вищим ступенем застосування перспективних наукових розробок. Основні надії, при цьому, пов’язані з нанотехнологією – це технологія, що оперує структурами із розмірами порядку нанометра. В даний час ця галузь потужно розвивається у трьох напрямах:

  • виготовлення електронних схем (у тому числі й об’ємних) із активними елементами, розміри яких порівнянні з розмірами одиничних молекул або атомів;

  • розробка і виготовлення наномашин, тобто механізмів та роботів розміром з молекулу;

  • безпосередня маніпуляція атомами і молекулами та складання із них мікроконструкцій.

Нанотехнології ще перебувають у стадії початкового розвитку, проте вже зараз можливостей існуючих технологій досить, щоб спорудити із декількох молекул деякі прості механізми, які, керуючись сигналами, що управляють з-зовні (акустичними, електромагнітними та ін.), зможуть маніпулювати іншими молекулами і створювати собі подібні пристрої або складніші механізми. Ті, у свою чергу, зможуть виготовити ще складніші пристрої і так далі. Врешті-решт, цей експоненціальний процес призведе до створення молекулярних роботів – механізмів, порівнянних за розмірами із великою молекулою, що володіють власним вбудованим комп’ютером. У виготовленні таких нанокомп’ютерів немає нічого фантастичного, активні електронні елементи таких розмірів уже отримані в лабораторних умовах.

Провідні країни світу давно оцінили інноваційний потенціал нанотехнологій і створили відповідні національні програми. Україна в цьому напрямку значно відстає від технологічно розвинених країн, причому відставання носить не технологічний, а інтелектуальний характер. Дійсно, налагодження виробництва шляхом залучення зарубіжних інвестицій і створення нових підприємств не вирішує проблем у розвитку суспільства, зводячи країну просто до джерела дешевої робочої сили. Необхідно, перш за все, розвивати освіту в цій галузі, підвищувати рівень підготовки інженерних кадрів, чим завжди славилася наша країна. Через це підготовка інженерних кадрів повинна кардинально якісно змінитися.

Курси нанотехнологій у вищих навчальних закладах. Зараз практично в усіх сучасних вищих навчальних закладах викладають курс нанотехнології. Природно, що це відбувається і в Україні, проте відчувається якась невизначеність у виборі матеріалу і в побудові лекційного процесу. Для цього я пропоную наступну програму курсу цієї дисципліни, призначеного, швидше, для студентів спеціальностей, пов'язаних із електронікою. Проте, на мою думку і думку моїх однокурсників, так або інакше, знайомство з основними поняттями нанотехнології повинне увійти до арсеналу інженера будь-якої спеціальності. Відразу зазначимо, що програма курсу поки носить рекомендаційний характер.

Отже, основне завдання полягає в тому, щоб студенти після закінчення курсу були в змозі розуміти і сприймати такі поняття: особливості провідності на наномасштабах, техніка виробництва нанопристроїв, методика використання нанотехнологічних пристроїв. Для цього достатньо 12 основних лекцій з тем:

  1. основні величини і масштаби в наногалузі;

  2. технологія виробництва й експериментального дослідження;

  3. елементи квантової механіки і статистичної фізики;

  4. тунелювання;

  5. одноелектронний транзистор;

  6. напівпровідникові наноструктури на поверхні;

  7. елементи теорії провідності в нанопристроях;

  8. одновимірні провідники;

  9. квантування опору, квантовий точковий контакт;

  10. вуглецеві нанотрубки;

  11. елементи квантової теорії інформації і квантові комп’ютери;

  12. біонаноелектроніка.

За багатьма прогнозами розвиток нанотехнологій визначить обличчя ХХІ століття. Оскільки нанонауки не є спеціальною галуззю знань, дослідження в нанорозмірній галузі ведуться і у фізиці, й у хімії, й у біології. А ще частіше – на стику наук. Важливі нанопроекти мають міжгалузевий характер і вимагають нових організаційних підходів для їхньої реалізації та відповідної підготовки кадрів.

Використання нанотехнологій і наноматеріалів – один із визначальних чинників наукового, економічного й оборонного розвитку держав. На сьогоднішньому етапі розвитку науки та промисловості розробку нових матеріалів і технологій їх отримання та обробки відносять до «ключових» або «критичних» аспектів основи економічної і військової потужностей. Одним із пріоритетних напрямів розвитку сучасного матеріалознавства є наноматеріали і нанотехнології.

Нанонаука зародилась на стику фізики конденсованих систем, неорганічної та фізичної хімії, біохімії, електроніки і є інтегрувальною наукою типу кібернетики. Вона відображає сучасну, притаманну насамперед електроніці, тенденцію до мініатюризації і визначає межі зменшення структурних одиниць різноманітних пристроїв. У певному сенсі нанонаука є своєрідним містком між атомно-молекулярним та колоїднодисперсним рівнями матеріальних об’єктів.

Серед основних складових науки про наноматеріали і нанотехнології, на мою думку, можна виділити такі:

  • фундаментальні дослідження властивостей матеріалів на наномасштабному рівні;

  • розвиток нанотехнологій як для цілеспрямованого створення наноматеріалів, так і для пошуку та використання природних об’єктів із наноструктурними елементами;

  • створення готових виробів із використанням наноматеріалів та інтеграція наноматеріалів і нанотехнологій у різні галузі промисловості та науки;

  • розвиток засобів і методів дослідження структури та властивостей наноматеріалів, а також методів контролю й атестації виробів і напівфабрикатів для нанотехнологій.

Для тих, хто визначає свій життєвий шлях. Оптимісти вважають періодом розквіту практичних нанотехнологій першу чверть століття, що настало. Песимісти відсувають строк до середини століття. Виходить, тим, хто сьогодні визначає свою майбутню професію, варто задуматися: може бути, що програміст нанороботів і конструктор молекулярних комп’ютерів стануть найбільш популярними спеціальностями вже через кілька років.

Зазначені вище перспективи розвитку наноматеріалів і нанотехнологій вимагають підготовки спеціалістів у галузі наноматеріалів і нанотехнологій шляхом оперативного відкриття нових спеціальностей та спеціалізацій, програм перепідготовки, впровадження в освітні програми дисциплін, необхідних для підготовки фахівців, здатних ефективно і на сучасному рівні вирішувати фундаментальні та прикладні завдання в галузі наноматеріалів і нанотехнологій.

На сучасному етапі професіоналізму якоїсь вузькоспеціалізованої спеціальності буде явно не вистачати. Як ви, напевно, вже зрозуміли, нанотехнології – це не просто окрема частина знань, це масштабна, всебічна галузь досліджень. Її досягнення стосуються всіх сфер життєдіяльності людини. І тому провідне становище в майбутньому, природно, будуть займати люди з фундаментальною освітою, заснованою на міждисциплінарному підході. Ймовірно, поступово ця тенденція поширюватиметься й на вузівську освіту, спонукаючи укладачів навчальних програм поєднувати безліч фундаментальних дисциплін в одному курсі. Але навіщо ж чекати, коли це зроблять академіки з Міносвіти, коли в нас сьогодні є всі можливості самим розвиватися в різних напрямках, включаючи не тільки природничо-науковий профіль, але й гуманітарний.

До речі, якщо говорити про зв’язок нанотехнологій із фундаментальними науками, то можна сказати, що практично будь-який предмет із тих, що вивчаються у школі, так чи інакше буде пов'язаний із технологіями майбутнього. Найочевидніше прогнозується зв’язок «нано» з фізикою, хімією та біологією. Очевидно, саме ці науки одержать найбільший поштовх до розвитку у зв’язку із нанотехнічною революцією, що наближається. Але не тільки вони. Без розвитку інформаційних систем (особливо таких галузей інформатики, як штучний інтелект, комп’ютерне моделювання, робототехніка й т.п.), фундаментальною базою яких є математичний апарат, неможливі проектування і створення асемблерів та інших пристроїв наноелектроніки.

поділитися в соціальних мережах



Схожі:

Технічне забезпечення сучасного офісу
Актуальність теми. В умовах сучасного бізнесу жодна фірма, навіть найменша, не може обійтися без комп'ютера, принтера та іншої оргтехніки....

“комп’ютерний еколого економічний моніторинг”
Фахівець здатний виконувати професійну роботу наукового співробітника (комп’ютерний еколого економічний моніторинг) І може займати...

К ласифікація інформаційних систем
Використання засобів дистанційного зондування І гіс-технологій для моніторингу сучасного вулканізму 26

Особливості сучасного викладання в інтернатурі з хірургії
Мета дослідження: вивчення впливу сучасних освітніх інноваційних технологій на засвоєння знань з хірургії

Роль вчителя початкових класів в розвитку креативного мислення
Без вивчення інформатики неможливе формування сучасного світогляду, розуміння ролі інформаційних процесів у природі, суспільстві,...

Тема уроку
Проектування сучасного уроку та його іт-контенту. Випуск 2 : метод посіб. / за наук ред. Л. Голодюк. – Кіровоград: кз «коіппо імені...

Робоча навчальна програма кредитного модуля “ Теорія алгоритмів ”,...
«Комп'ютерні науки» тому, що знання та програмна реалізація алгоритмів є невід'ємною частиною діяльності інженера по створенню та...

Програма курсу за вибором «основи візуального програмування» пояснювальна записка
Розроблені учнями програми мають привабливий інтер­фейс, принципи їхньої роботи повністю узгоджуються з принципами функціо­нування...

Професійно-практична підготовка
План роботи техмінімуму з напрямку «Сільське господарство та автомобільний транспорт» в 2016-2017 н р

Інноваційні технології сучасного уроку для реалізації задач Державного...
У новому Державному стандарті враховано можливості навчального середовища, сприятливого для задоволення фізичних, соціокультурних...



База даних захищена авторським правом © 2017
звернутися до адміністрації




info.ocvita.com.ua
Головна сторінка