Коллеги - педагогический журнал Казахстана
Учительские университеты
| Главная » Статьи » Творческая мастерская |
ООШ № 134 г.Караганды.Т.Цафт, зам.директора по ВР,учитель химии и биологии: "Декада химии в Малокомплектной школе" школе".
| Министерство образования и науки Республики Казахстан ГУ «Общеобразовательная основная школа № 134 г. Караганды» Информация о проведении Декады: «Международный год химии» с 21.11 по 30.11. 2011г. Учитель химии и биологии: Т.В.Цафт, зам.директора по ВР Караганда 2011г. Декада: «Международный год химии» ГУ «Общеобразовательная основная школа № 134 г. Караганды» с 21.11 по 30.11. 2011г. Тематические мероприятия Сроки Ответственные 1. Линейка-открытие Декады химии. 21.11 ЦафтТ.В.,зам.директора по ВР,учитель химии и биологии,кл.руководители 2. Сочинения: «К 300-летию М.В.Ломоносова» (8-9 классы) 21.11-30.11 МурсалиеваБ.А. руководительМО,учитель казахского языка, учителя-предметники МО гуманитарного цикла. 3. Классные часы: «Современные химические нанотехнологии в мире и Казахстане» 21.11- 30.11 Кл.руководители 5-9 классов. 4. Конкурс рисунков: «Будущее за химией» (5-9 классы) 21.11- 30.11 Туралыков С.С., учитель ИЗО,черчения, технологии. 5. Беседа: «О секретах создания Д.И.Менделеевым Периодической системы химических элементов» ( 7-9 классы) 23.11 Цафт Т.В., зам. директора по ВР, учитель биологии и химии, кл.руководители. 6. Открытое интегрированное внеклассное мероприятие - физика+химия+математика+информатика: «В союзе многих наук» (6-9 кл.) VII научно-практическая конференции, посвящённая Международному году химии: «Теоретическая и практическая химия в условиях современной школы» (7 – 9 кл.) 26.11 30.11 Цафт Т.В., зам. директора по ВР, учитель биологии и химии, Смагулова А.Ж., руководитель МО, учитель математики, учителя-предметники естественно- математического цикла, кл.руководители. 7. 8. Экскурсия в лабораторию КарГУ им.Е.А.Букетова (хим.фак), Музей Природы (факультет биологии) (5-9 кл.) Посещение преподавателей КарГУ факультета экспериментальной химии ООШ № 134. ( 2.12.2011г.) Линейка-закрытие Декады, награждение, отчёты. 28.11 29.11 30.11 Цафт Т.В., зам. директора по ВР, учитель биологии и химии, Смагулова А.Ж., руководитель МО, учитель математики, учителя-предметники естественно- математического цикла, кл.руководители. Директор: Б.А.Сейтжанов Зам.директора по ВР, учитель биологии и химии: Т.В.Цафт Беседа: «О секретах создания Д.И.Менделеевым Периодической системы химических элементов» ( 7-9 классы) Беседу о секретах создания Периодической таблицы, для развития интереса к вопросу создания Периодической системы химических элементов хотелось бы прочитать стихи : «Периодический Закон». Для стройности теорий химии Решил учёный обобщить Все свойства атомов сравнимые, Что человек успел открыть. Приснилась, говорят, ему таблица, А в ней открытых элементов лица. Из лиц сложился групповой портрет, В портрете лишних линий – нет. «Чтобы в систему строгую сложиться, Всем атомный не всем порой годится, В другом ряду мы их сейчас поставим, Веса их на немножечко поправим....» - Решил учёный тут же очень смело. Пустыми клетками таблица запестрела. Всё просто, гармонично, есть логичность.... «Открылась свойств периодичность!» Рождён Закон, опережая время, Он раскрывает «таинства явлений». Обобщены, объяснены, предсказаны пути, Которыми к открытиям идти. Пройдут года, наука сменит платья, Изменятся слова, запомнятся понятья, И суть явлений – атом правит в мире – Науке светлый горизонт расширит. Закон всеобщий мир ещё обсудит, Ему «надстройкой» будущее будет. Открытию «забвенье не грозит»... И славу учёному в науке укрепит. Знал гений – нет в науке аксиом, Прекрасным элементам строил дом. Живут в нём рядом родственные души, Живут и миру окружающему служат. В небесную гармонию поверил И алгеброй земной изобразил.... Как жаль, что Менделеев раньше жил, Отрадно: сколько тайн он нам доверил. Нас ждёт период нового в науке, Мы прикасаемся к тому, что впереди, Но помним всё же, чьи мы внуки, Кто нас в дорогу к знаньям проводил. Дмитрий Иванович Менделеев (27.01 [8.02] 1834 - 20.01 [2.02] 1907) - великий русский ученый; открыл периодический закон химических элементов, являющийся естественно-научной основой современного учения о веществе. Родился в г. Тобольске, где его отец был директором гимназии. По окончании гимназии (1849) поступил в 1850 на естественное отделение физико-математич. факультета Главного педагога ин-та в Петербурге, где изучал химию у известного русского химика А. А. Воскресенского. В 1855 окончил институт с золотой медалью. В 1856 защитил в Петербургском ун-те магистерскую диссертацию “Удельные объемы” , вслед за ней диссертацию на звание приват-доцента "О строении кремнеземнистых соединений” (там же) . В 1857 Менделеев был утвержден доцентом Петербургского ун-та, где читал курс органич. химии. В 1859 командирован за границу. В Гейдельберге, устроив в своей квартире лабораторию, Менделеев провел ряд важных исследо-ваний в области физической химии, в частности открыл существование критической температуры. Менделеев принял деятельное участие в работах международного съезда химиков в Карлеруэ (1860) , на котором была установлена единая система атомных весов и химических формул. По возвращении в 1861 в Россию продолжал чтение лекций в университете; в этом же году опубликовал труд “Органическая химия” , явившийся первым русским учебником органической химии. За этот учебник Менделеев был удостоен Петербургской академией наук Демидовской премии. В 864 он был избран профессором Петербургского практического технологического ин-та по кафедре химии. В 1865 защитил диссертацию на степень доктора химии “Рассуждение о соединении спирта с водою” , а в конце этого же года был утвержден ординарным профессором Петербургского ун-та, по кафедра технической химии;в 1867 занял кафедру неорганической (общей) химии. В 1868 Менделеев приступил к работе над “Основами химии” . Работая над этим курсом, он открыл периодический закон химич. элементов. В этот период Петербургский ун-т становится центром химич. науки в России. При активном участии Менделеев в университет были приглашены А. М. Бутлеров - на кафедру органич. химии и Н. А. Меншуткин - на кафедру технич. химии. При деятельном участии Менделеев было создано (1868) русское химическое общество (ныне Всесоюзное химическое общество имени Д. И. Менделеева) . русские ученые Н. Н. Зинин, А. Менделеев Бутлеров и другие в 1874 предложили кандидатуру Менделеев в адъюнкты Петербургской академии наук по химии, но это представление было отклонено реакционным большинством Академии. В 1876 он был избран членом- корреспондентом Академии наук. В 1880 виднейшие русские ученые выдвинули Менделеев в члены Петербургской академии наук, но его кандидатура была отвергнута. Это вызвало резкий протест передовой общественности страны. Пять русских университетов избрали Менделеев своим почетным членом; Кембриджский, Оксфордский и другие старейшие университеты Европы присвоили ему почетные ученые степени; он был избран членом Лондонского королевского общества, Римской и Парижской, Берлинской и других академий, также почетным членом многих научных обществ России, Западной Европы и Америки. В 1890 Менделеев был вынужден покинуть Петербургский ун-т вследствие конфликта с министром народного просвещения И. Д. Деляновым, отказавшимся во время студенческих волнений принять переданную Менделеевым петицию студентов. С 1892 Менделеев был ученым хранителем Депо образцовых гирь и весов, которое по его инициативе было преобразовано в 1893 в Главную палату мер и весов (ныне Всесоюзный институт метрологии им. Д. И. Менделеева) . Менделеев вел активную борьбу против идеализма в естествознании. В конце 1890-х - начале 1900-х гг. Менделеев выступал против энергетизма - одной из разновидностей философского идеализма. Воинствующий материализм Менделеев ярко проявился и в его борьбе противспиритизма. По инициативе Менделеев в 1875 была создана специальная комиссия, к-рая разоблачила антинаучную сущность спиритизма и тем самым противодействовала его распространению в России. Умер Менделеев в Петербурге, похоронен на Волковом кладбище. Научная деятельность. Научную работу Менделеев начал вести, еще будучи студентом. Менделеев. В 1854 он последавал химич. состав нек-рых минералов. Тогда же приступил к изучению отношений между кристаллич. формой и химич. составом различных веществ, в частности к изучению изоморфизма, что составило содержание его студенческой работы “Изоморфизм в связи с другими отношениями кристаллической формы к составу” . Эта работа положила начало ряду исследований Менделеев, посвященных изучению взаимоотношений “естественных групп элементов” . Дальнейшим шагом в этом направлении была его магистерская диссертация “Удельные объемы” (1856) . Менделеев нашел, что химич. активность элементов зависит от величины их атомных объемов; это открыло новый путь для нахождения естественной классификации элементов. Величайшей заслугой Менделеев было открытие периодич. закона химич. элементов. Первый вариант таблицы элементов, выражавшей периодич. закон, Менделеев опубликовал в виде отдельного листка под названием “Опыт системы элементов, основан- ной на их атомном весе и химическом сходстве” и разослал этот листок в марте 1869 многим русским и иностранным химикам. Сообщение об открытом Менделеев соотношении между свойствами элементов и их атомными весами было сделано 6(18) марта 1869 на заседании Русского химич. общества (Н. А. Меншуткиным от имени Менделеева) и опубликовано в “Журнале Русского химич. общества” (“Соотношение свойств с атомным весом элементов” ) . Летом 1871 Менделеев подытожил свои многочисленные исследования, связанные с установлением периодич. закона, в труде “Периодическая законность для химических элементов” . В классическом труде “Основы химии” , выдержавшем при жизни Менделеев 8 изданий на русском языке и несколько изданий на иностранных языках, Менделеев впервые изложил неорганич. химию на основе периодич. закона. Все ученые, пытавшиеся до Менделеев классифицировать элементы, ограничивались тем, что объединяли в группы сходные по химич. свойствам элементы, но не находили внутренней связи между этими “естественными” , как тогда говорили, их группами. Менделеев, убежденный в существовании объективного закона, которому подчиняются все многообразные по свойствам элементы, пошел принципиально отличным путем. Будучи стихийным материалистом, он искал в качестве характеристики элементов нечто материальное, отражающее все многообразие их свойств. Взяв в качестве такой характеристики атомный вес элементов, Менделеев сопоставил известные в то время группы по величине атомного веса их членов. Написав группу галогенов (F = 19, С1 = 35,5, Вг = 80, J = 127) под группой щелочных металлов (Li =7, Na = 23, К = 39, КЬ = 85, Cs = 133) и расположив под ними другие группы сходных элементов (в порядке возрастания величины их атомных весов) , Менделеев установил, что члены этих естественные групп образуют общий закономерный ряд элементов; при этом химич. свойства элементов, составляющих такой ряд, периодически повторяются. Разместив по значению атомных весов все известные в то время 63 элемента в общую “периодическую систему” , Менделеев обнаружил, что установленные ранее естественные группы органически вошли в эту систему, утратив прежнюю искусственную разобщенность. Позднее Менделеев так формулировал открытый им периодич. закон: “свойства простых тел, также формы и свойства соединений элементов, находятся в периодической зависимости от величин атомных весов элементов” . При построении периодич. системы элементов, Менделеев преодолел большие трудности, т. к, многие элементы еще не были открыты, а из 63 известных к тому времени элементов у девяти были неправильно определены значения атомных весов. Создавая таблицу, Менделеев исправил атомный вес бериллия, поставив бериллий не в одной группе с алюминием, как это обычно делали химики, а в одной группе с магниок (как это сделал в 1842 русский химик Иван Васильевич Авдеев (1818-65) В 1870-71 Менделеев изменил значения атомных весов индия, урана, тория, церия и других элементов, руководствуясь их свойствами и уточненным местом в периодич. системе. На основании периодич. закона он поместил теллур перед подом и кобальт перед никелем,хотявеличины атомных весов этих элементов требовали обратного расположения. Опираясь на закон периодичности и практически применяя закон диалектики о переходе количественных изменений в качественные, Менделеев указал уже в 1869 насуществование четырех еще не открытых элементов. Впервые в истории химии было предсказано существование новых элементов и даже ориентировочно определены их атомные веса. В 1870-71 в работах “Естественная система элементов и применение ее к указанию свойств неоткрытых элементов” он развил эту мысль наиболее подробно, Вклад Д. И. Менделеева в науку и производство был столь огромен, что и по сей день работают специальные комиссии по изучению его научного наследия. Министерство образования и науки Республики Казахстан ГУ «Общеобразовательная основная школа № 134 г. Караганды» Декада: «Международный год химии» с 21.11 по 30.11. 2011г. ИНТЕГРИРОВАННЫЙ УРОК: ФИЗИКА+ ХИМИЯ+математика +информатика - «СТРОЕНИЕ АТОМА» ИНТЕГРИРОВАННЫЙ УРОК ПО ФИЗИКЕ И ХИМИИ «СТРОЕНИЕ АТОМА» Учитель химии и биологии - Цафт Т.В., учитель математики – Смагулова А.Ж., учитель информатики – Валиева Л.М. Караганда 22.11.2011г. ИНТЕГРИРОВАННЫЙ УРОК: ФИЗИКА+ ХИМИЯ+математика +информатика - «СТРОЕНИЕ АТОМА» ИНТЕГРИРОВАННЫЙ УРОК ПО ФИЗИКЕ И ХИМИИ «СТРОЕНИЕ АТОМА» Учитель химии и биологии - Цафт Т.В., учитель математики – Смагулова А.Ж., учитель информатики – Валиева Л.М. Цели и задачи урока: образовательная — обобщить и систематизировать знания по физике и химии, сформировать понятия: изотопы, энергетические уровни электронов, сформировать более полное представление об атоме; воспитательная — воспитать уважение учащихся к открытиям в области физики и химии, воспитать положительное отношение к одноклассникам независимо от успешного изучения предмета и умение вести уважительную дискуссию; развивающая — сформировать потребность использования знаний, полученных на одном уроке при изучении другого предмета, заложить основы единого естественно-научного мировоззрения и критического отношения к наблюдаемым фактам и явлениям, умение работать в группе. Оснащение: оборудование для демонстрации опыта по вращению магнитной стрелки, мультимедийный проектор для демонстрации опыта Резерфорда, таблица Д.И.Менделеева, таблица «Строение атома». Место урока в границах темы: тема «Периодический закон Д.И.Менделеева». Строение атома является материальной основой периодичности свойств химических элементов. Для учащихся 9 класса этот материал знаком по курсу физики 8 класса по теме «Строение атома. Планетарная модель атома». Таким оразом, тип урока определяется как комбинированный – урок повторения по физике и урок сообщения нового материала по химии. Образовательные цели урока: • – закрепить и углубить имеющиеся знания по теме «Строение атома» • – ввести понятие «энергетические уровни» • – ввести понятие «изотопы» • – связать периодичность изменения химических свойств атомов с порядком заполнения энергетических уровней. Таблица 1. Структура урока. Этапы урока Содержание работы Вводный Оргмомент Установочный Модель атома Томсона Опыт Резерфорда Модель Резерфорда Основной Проверка истинности модели Резерфорда Опыт по отклонению магнитной стрелки при прохождении электрического тока по проводнику Постулаты Бора Энергетические уровни электронов Изотопы Контролирующий Выполнение упражнений по заполнению энергетических уровней и расчету по составу ядра у изотопов. Итоговый Работа в группах. Решение задач Рефлексия Таблица 2 Педагогические задачи, решаемые на этапах урока. Этапы Задачи, решаемые на этапах урока Вводный Снятие вопросов по домашнему заданию. Коррекция ЗУН Установочный Актуализация темы. Мотивация дальнейшей деятельности. Планирование дальнейшей работы Основной Создание условий эффективной и рациональной деятельности учащихся и учителей путем постановки проблемных вопросов Контролирующий Создание условий для индивидуальной работы. Выявление уровня учебных достижений. Коррекция ЗУН Итоговый Создание условий для рациональной деятельности для окончательной коррекции ЗУН. Рефлексия Все этапы Повышение интереса к физике и химии. Разрушение стереотипа о существовании четкого разграничения химии и физики Содержание и характер деятельности учителей и учащихся на этапах урока. Сообщение учащихся: - о модели Джозефа Джона Томсона – атом - «пудинг с изюмом»: внутри положительно заряженного шара равномерно распределены отрицательно заряженные электроны; - опыт Резерфорда - планетарная модель атома Резерфорда. Вопросы учащихся к выступающим. Все сообщения подготовлены совместно с учителем физики и сознательно были поручены не самым успешным учащимся. Если ученики видят, что «слабые» учащиеся достойно представляют сложную тему и отвечают на вопросы, которые им задают, это создает ощущение доступности нового материала для изучения и понимания. Создание проблемных ситуаций путем постановки проблемных вопросов и демонстрации опытов: • 1. Планетарная система и броуновское движение (демонстрация) – представить себе столкновение планетарных систем; 2. Если движение электрона происходит с ускорением, что произойдет в конце концов (возможно решение задачи о времени жизни атома до столкновения протона и электрона); 3. Опыт по отклонению магнитной стрелки (демонстрация) – если электрон при движении создает магнитное поле, следовательно он должен излучать. Обсуждение проблемных ситуаций в группах и выдвижение гипотез приводит к выводу о несовершенстве планетарной модели, формулированию постулатов Бора, которые ученики записывают в тетрадь. Вводится понятие квантового числа и электронной оболочки. Материал по строению электронных оболочек и энергетическим уровням объясняет учитель химии, начиная с проблемного вопроса: «Предположите как могут двигаться электроны в атоме гелия, лития и т.д.» На этом этапе урока возможно (если ученики изображают эллиптические орбиты электрона) вспомнить герб г.Дубны и сделать отступление от хода урока с целью воспитания гордости за свою страну на примере наукограда – Дубны. Т.к. наша гимназия расположена рядом с Дубнинской улицей, это отступление близко и понятно учащимся. Обсуждение заканчивается демонстрацией электронных s, p, d и f-орбиталей на таблицах и электронной презентации. Этот материал является вводным (пропедевтическим) для изучения образования связей в органических соединения (sp-гибридизация) Далее рассматривается понятие устойчивого состояния атома и заполнение внешнего энергетического уровня и связь количества электронов на внешнем уровне и химических свойств элементов. Учащиеся опираются на знание свойств инертных газов, правило октав Ньюлендса и правило октета Льюиса. Еще раз обсуждаются постулаты Бора – с химической точки зрения. Эту часть урока можно провести в форме лекции (сообщения нового материала) или в форме диалога с учащимися, когда они отвечают на ряд вопросов учителя и самостоятельно приходят к пониманию устойчивого состояния атома. Далее учитель физики рассматривает с учащимися понятие изотопов и состава ядра на примере атомов Ве и изотопов 234Th и 232Th. Учитель химии уточняет понятие относительной атомной массы с точки зрения строения атома, количества нейтронов и протонов. На заключительном этапе урока учащиеся самостоятельно записывают количество нейтронов, протонов, заряд ядра, число электронов и их распределение по энергетическим уровням. Рефлексия ( музыкальные вставки и физические движения по компьютеру) «Оцените атмосферу нашей работы в классе с помощью любого условного значка (галочка, крестик) рядом с тем высказыванием, которое соответствует вашему самоощущению на уроке». Вопросы: . Лекго ли вспомнился материал, изученный в прошлом году на уроке физики? 2. Как вы оцениваете свои способности в решении проблемных ситуаций на уроке? 3. За что бы вы себя похвалили? . На что бы вы обратили внимание, если бы вам пришлось еще раз изучать эту тему по физике? .Что бы вы хотели изменить или добавить к ходу урока? Самоанализ урока На наш взгляд, урок в целом отвечает современным требованиям. Цели урока соответствуют его типу и месту в теме, являются реально решаемыми. При отборе учебного материала руководствовались учебными программами по физике за курс 8 класса и по химии за курс 9 класса. Использовася дополнительный материал учебных пособий и интернет – сайтов. Отобранное содержание соответствовало принципам научности, доступности и последовательности. Мы проверили знания учащихся за курс 8 -го класса по теме «Строение атома» и заложили основу для изучения тем «Радиоактивность», «Квантовая механика» по физике и образование связей в углеводородах по химии. В процессе урока удалось актуализировать опорные знания учащихся и мотивировать их учебную деятельность, что является залогом дальнейших успехов. В связи со сложностью темы «Строение атома» и важностью ее в формировании мировоззрения учащихся был выбран метод проблемных вопросов, что позволило учащимся лучше понять и освоить данный материал. Выбранные средства обучения, в том числе технические, сделали урок наглядным. Был осуществлен дифференцированный подход к обучающимся через разноуровневые задания. Результат – освоение учащимися нового способа деятельности – достигнут, что, в свою очередь, несомненно привело к развитию личности каждого ученика. Министерство образования и науки Республики Казахстан ГУ «Общеобразовательная основная школа № 134 г. Караганды» Декада: «Международный год химии» с 21.11 по 30.11. 2011г. Классный час: «Современные химические нанотехнологии в мире и Казахстане» ( 8-9 классы, кл. руководители: Ахметкожина А.Е., учитель английского языка; Валиева Л.М.,учитель информатики) Материалы по Интернэту: Википедия Караганда 24.11.2011г. Классный час: «Современные химические нанотехнологии в мире и Казахстане» ( 8-9 классы, кл. руководители: Ахметкожина А.Е., учитель английского языка; Валиева Л.М.,учитель информатики) Материалы по Интернэту: Википедия https://donate.wikimedia.org/wiki/Special:FundraiserLandingPage?uselang=ru&country=KZ&template=Lp-layout-default&appeal-template=Appeal-template-default&appeal=Appeal-default&form-template=Form-template-default&form-countryspecific=Form-countryspecific-variable1&utm_medium=sitenotice&utm_source=B11_Donate_Jimmy_AvsB&utm_campaign=C11_1114_AvsB_ASIA Нанотехноло́гия — междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами. Нанотехнология, нанонаука — это наука и технология коллоидных систем, это коллоидная химия, коллоидная физика, молекулярная биология, вся микроэлектроника. Принципиальное отличие коллоидных систем, к которым относятся облака, кровь человека, молекулы ДНК и белков, транзисторы, из которых собираются микропроцессоры, в том, что поверхность таких частиц или огромных молекул чрезвычайно велика по отношению к их объёму. Такие частицы занимают промежуточное положение между истинными гомогенными растворами, сплавами, и обычными объектами макромира, такими, как стол, книга, песок. Их поведение, благодаря высокоразвитой поверхности, сильно отличается от поведения и истинных растворов и расплавов, и объектов макромира. Как правило, такие эффекты начинают играть значительную роль, когда размер частиц лежит в диапазоне 1-100 нанометров: отсюда пришло замещение слова коллоидная физика, химия, биология на нанонауку и нанотехнологии, подразумевая размер объектов, о которых идет речь. Определения и терминология Есть мнение, что на сегодняшний день в мире нет стандарта, описывающего, что такое нанотехнологии, что такое нанопродукция. В Еврокомиссии создана специальная группа, которой дали два года на то, чтобы разработать классификацию нанопродукции. Среди подходов к определению понятия «нанотехнологии» имеются следующие: 1.В Техническом комитете ISO/ТК 229 под нанотехнологиями подразумевается следующее:[2] • знание и управление процессами, как правило, в масштабе 1 нм, но не исключающее масштаб менее 100 нм в одном или более измерениях, когда ввод в действие размерного эффекта (явления) приводит к возможности новых применений; • использование свойств объектов и материалов в нанометровом масштабе, которые отличаются от свойств свободных атомов или молекул, а также от объемных свойств вещества, состоящего из этих атомов или молекул, для создания более совершенных материалов, приборов, систем, реализующих эти свойства. • .Согласно «Концепции развития в Российской Федерации работ в области нанотехнологий на период до 2010 года» (2004 г.)[источник не указан 925 дней] нанотехнология определяется как совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, хотя бы в одном измерении, и в результате этого получившие принципиально новые качества, позволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы большего масштаба. • Практический аспект нанотехнологий включает в себя производство устройств и их компонентов, необходимых для создания, обработки и манипуляции атомами, молекулами и наночастицами. Подразумевается, что не обязательно объект должен обладать хоть одним линейным размером менее 100 нм — это могут быть макрообъекты, атомарная структура которых контролируемо создаётся с разрешением на уровне отдельных атомов, либо же содержащие в себе нанообъекты. В более широком смысле этот термин охватывает также методы диагностики, характерологии и исследований таких объектов. • Нанотехнологии качественно отличаются от традиционных дисциплин, поскольку на таких масштабах привычные, макроскопические технологии обращения с материей часто неприменимы, а микроскопические явления, пренебрежительно слабые на привычных масштабах, становятся намного значительнее: свойства и взаимодействия отдельных атомов и молекул или агрегатов молекул (например, силы Ван-дер-Ваальса), квантовые эффекты. • Нанотехнология и в особенности молекулярная технология — новые, очень мало исследованные дисциплины. Основные открытия, предсказываемые в этой области, пока не сделаны. Тем не менее, проводимые исследования уже дают практические результаты. Использование в нанотехнологии передовых научных достижений позволяет относить её к высоким технологиям. • Развитие современной электроники идёт по пути уменьшения размеров устройств. С другой стороны, классические методы производства подходят к своему естественному экономическому и технологическому барьеру, когда размер устройства уменьшается ненамного, зато экономические затраты возрастают экспоненциально. Нанотехнология — следующий логический шаг развития электроники и других наукоёмких производств. [История Многие источники, в первую очередь англоязычные, первое упоминание методов, которые впоследствии будут названы нанотехнологией, связывают с известным выступлением Ричарда Фейнмана «В том мире полно места» (англ. «There’s Plenty of Room at the Bottom»), сделанным им в 1959 году в Калифорнийском технологическом институте на ежегодной встрече Американского физического общества. Ричард Фейнман предположил, что возможно механически перемещать одиночные атомы, при помощи манипулятора соответствующего размера, по крайней мере, такой процесс не противоречил бы известным на сегодняшний день физическим законам. Этот манипулятор он предложил делать следующим способом. Необходимо построить механизм, создававший бы свою копию, только на порядок меньшую. Созданный меньший механизм должен опять создать свою копию, опять на порядок меньшую и так до тех пор, пока размеры механизма не будут соизмеримы с размерами порядка одного атома. При этом необходимо будет делать изменения в устройстве этого механизма, так как силы гравитации, действующие в макромире, будут оказывать все меньшее влияние, а силы межмолекулярных взаимодействий и Ван-дер-Ваальсовы силы будут все больше влиять на работу механизма. Последний этап — полученный механизм соберёт свою копию из отдельных атомов. Принципиально число таких копий неограниченно, можно будет за короткое время создать произвольное число таких машин. Эти машины смогут таким же способом, поатомной сборкой, собирать макровещи. Это позволит сделать вещи на порядок дешевле — таким роботам (нанороботам) нужно будет дать только необходимое количество молекул и энергию, и написать программу для сборки необходимых предметов. До сих пор никто не смог опровергнуть эту возможность, но и никому пока не удалось создать такие механизмы. Вот как Р. Фейнман описал предполагаемый им манипулятор: В ходе теоретического исследования данной возможности, появились гипотетические сценарии конца света, которые предполагают, что нанороботы поглотят всю биомассу Земли, выполняя свою программу саморазмножения (так называемая «серая слизь» или «серая жижа»). Первые предположения о возможности исследования объектов на атомном уровне можно встретить в книге «Opticks» Исаака Ньютона, вышедшей в 1704 году. В книге Ньютон выражает надежду, что микроскопы будущего когда-нибудь смогут исследовать «тайны корпускул»[4]. Впервые термин «нанотехнология» употребил Норио Танигучи в 1974 году.[5] Он назвал этим термином производство изделий размером несколько нанометров. В 1980-х годах этот термин использовал Эрик К. Дрекслер в своих книгах: «Машины создания: Грядущая эра нанотехнологии» («Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology») и «Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation». Центральное место в его исследованиях играли математические расчёты, с помощью которых можно было проанализировать работу устройства размерами в несколько нанометров. Методы исследования В силу того, что нанотехнология — междисциплинарная наука, для проведения научных исследований используют те же методы, что и «классические» биология, химия, физика. Одним из относительно новых методов исследований в области нанотехнологии является сканирующая зондовая микроскопия. В настоящее время в исследовательских лабораториях используются не только «классические» зондовые микроскопы, но и СЗМ в комплексе с оптическими микроскопами, электронными микроскопами, спектрометрами комбинационного (рамановского) рассеяния и флюоресценции, ультрамикротомами (для получения трёхмерной структуры материалов). Наномедицина и химическая промышленность Направление в современной медицине, основанное на использовании уникальных свойств наноматериалов и нанообъектов для отслеживания, конструирования и изменения биологических систем человека на наномолекулярном уровне. • ДНК-нанотехнологии — используют специфические основы молекул ДНК и нуклеиновых кислот для создания на их основе четко заданных структур. • Промышленный синтез молекул лекарств и фармакологических препаратов четко определенной формы (бис-пептиды). Отношение общества к нанотехнологиям Прогресс в области нанотехнологий вызвал определенный общественный резонанс. Отношение общества к нанотехнологиям изучалось ВЦИОМ[12][13][14][15] и европейской службой «Евробарометр»[16]. Ряд исследователей указывают на то, что негативное отношение к нанотехнологии у неспециалистов может быть связано с религиозностью[17], а также из-за опасений, связанных с токсичностью наноматериалов[18]. Особо это актуально для широко разрекламированного коллоидного серебра, свойства и безопасность которого находятся под большим вопросом. [править] Реакция мирового сообщества на развитие нанотехнологий C 2005 года функционирует организованная CRN международная рабочая группа, изучающая социальные последствия развития нанотехнологий[19]. В октябре 2006 г. Международным Советом по нанотехнологиям выпущена обзорная статья, в которой, в частности, говорилось о необходимости ограничения распространения информации по нанотехнологическим исследованиям в целях безопасности. Первые научные статьи о безопасности наночастиц появились только в 2001 г.[20] В 2008 г. учреждена международная нанотоксикологическая организация (International Alliance for NanoEHS Harmonization) призванной установить протоколы для воспроизводимого токсикологического тестирования наноматериалов на клетках и живых организмах.[21] В 2004 г. в эстонском Институте физической химии создана научно-исследовательская группа по экотоксикологическим исследованиям нанооксидов металлов, которая уже получила международное признание. В 2011 г. присуждена Государственная премия Эстонии руководителю этой группы доктору наук Анне Кахру за цикл работ по нанотоксикологии.[22] Организация «Гринпис» требует полного запрета исследований в области нанотехнологий[23]. Тема последствий развития нанотехнологий становится объектом философских исследований. Так, о перспективах развития нанотехнологий говорилось на прошедшей в 2007 году международной футурологической конференции Transvision, организованной WTA[24][25 | |
| Просмотров: 1825 | |
Понедельник, 2024-11-18, 11:17 AM
Приветствую Вас Гость
Приветствую Вас Гость
Форма входа |
|---|
Категории раздела |
|---|
Социальные закладк |
|---|
Поиск |
|---|
Друзья сайта |
|---|
Теги |
|---|
Статистика |
|---|