Хімія та фізика мультифункціональних матеріалів

Інcтитут/Факультет: 
ІВТ
Курс: 
2-Маг
Семестр: 
3
Підсумковий контроль: 
іспит
Лектор: 

Колотілов С.В., к. хім. н., доцент

Кафедра: 
Кафедра супрамолекулярної хімії та біохімії
Вид навчального курсу: 
Курс за вибором студентів

 
Вступ     Даний курс охоплює наукові досягнення в галузі синтезу і дослідження сполук, що поєднують декілька властивостей, які можуть знайти практичне застосування. Такі сполуки можна умовно поділити на дві категорії: (1) сполуки, в яких вплив, пов’язаний з існуванням однієї властивості, змінює характеристики, пов’язані з існуванням іншої властивості, та (2) сполуки, в яких існування однієї властивості полегшує застосування, пов’язане з іншою властивістю. Відповідно, навчальний курс побудований по принципу “властивість-властивість”, він не базується на будь-якому окремому класі хімічних сполук, а включає приклади з різних розділів хімії і матеріалознавства. Зокрема, в курсі розглядаються магнітні, спектральні, люмінесцентні, сорбційні, електропровідні властивості окремих сполук, композитів і матеріалів на їх основі. Основою курсу є результати наукових робіт, опубліковані в 21-му столітті. Відповідно, на теперішній час практично немає учбової літератури, що точно відповідає програмі курсу.
            Дисципліна «Хімія і фізика мільтифункціональних матеріалів» є базовою дисципліною для спеціальності «Високі технології». Вона викладається протягом 1-го семестру магістратури в обсязі 3 кредитів (за Європейською Кредитно-Трансферною Системою ECTS), що становить 51 годину аудиторних занять (з них 34 години лекцій, 17 годин практичних занять) та 57 годин самостійної роботи. Підсумковий контроль  – іспит.
 
Мета і завдання навчальної дисципліни «Хімія і фізика мільтифункціональних матеріалів»:
-            надати студентам базові знання з створення і використання мультифункціональних матеріалів;
-            зрозуміти, які характеристики мають бути у речовини, щоб вона могла стати основою для створення мультифункціонального матеріалу;
-            надати студентам базові знання щодо можливих сфер використання мультифункціональних матеріалів.
 
Предмет навчальної дисципліни «Хімія і фізика мільтифункціональних матеріалів» включає загальну хімію, неорганічну хімію, фізичну хімію, органічну хімію, хімію високомолекулярних сполук, колоїдну хімію, біохімію.
Вимоги до знань та вмінь.
Знати: що таке мультифункціональний матеріал і які характеристики можуть дозволити відносити матеріал до мультифункціональних, які є сучасні світові досягнення в цій галузі, які властивості можуть бути поєднані в одній речовини і як одна властивість може впливати на іншу, розуміти механізми, якими передається такий вплив, які принципи використовуються наразі для поєднання декількох властивостей в одній сполуці і які можуть бути сфери застосування означених матеріалів.
Вміти: пояснювати причини виникнення певних магнітних, спектральних, люмінесцентних, сорбційних і електропровідних властивостей в хімічних речовинах і композитах, вміти передбачувати зміну таких властивостей при заданому зовнішньому впливі на речовину або при зміні її будови.
Місце в структурно-логічній схемі спеціальності. Дисципліна «Хімія і фізика мільтифункціональних матеріалів» є спеціальною дисципліною, для вивчення якої потрібні базові знання з більшості курсів з циклів фундаментальної природничо-наукової підготовки та професійної підготовки.
Система контролю знань та умови підсумкового контролю. Навчальна дисципліна «Хімія і фізика мільтифункціональних матеріалів» оцінюється за модульно-рейтинговою системою. Вона складається з двох модулів. Результати навчальної діяльності студентів оцінюються за 100 - бальною шкалою.
Поточний контроль: оцінювання домашніх завдань та завдань самостійної роботи (кількість балів зазначена в табл. 1).
Модульний контроль: дві модульних контрольних роботи (кількість балів зазначена в табл. 1, модульні контрольні роботи проводяться викладачем на семінарських заняттях обсягом 2 години кожна).
Підсумкова оцінка розраховується за накопичувальною системою. При цьому максимальна кількість балів встановлюється наступним чином:
·         за змістовий модуль №1 – 20 балів;
·         за змістовий модуль №2 – 20 балів;

Список літератури: 

 

Перелік рекомендованої літератури по ЗМ №1

 

Основна:

 

B. Kesanli, W. Lin, Chiral porous coordination networks: rational design and applications in enantioselective processes, Coordination Chemistry Reviews 246 (2003) 305–326

B. Moulton, M. J. Zaworotko Coordination polymers: toward functional transition metal sustained materials and supermolecules, Current Opinion in Solid State and Materials Science 6 (2002) 117–123

J. J. Perry IV, J. A. Perman, M. J. Zaworotko Design and synthesis of metal–organic frameworks using metal–organic polyhedra as supermolecular building blocks, Chem. Soc. Rev., 2009, 38, 1400–1417

C. Janiak, Engineering coordination polymers towards applications, Dalton Trans., 2003, 2781 – 2804

S. Kitagawa, R. Kitaura, S. Noro, Functional Porous Coordination Polymers, Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 2334 –2375.

R. E. Morris, P. S. Wheatley, Gas Storage in Nanoporous Materials, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 4966 – 4981

M. Kurmoo, Magnetic metal–organic frameworks, Chem. Soc. Rev., 2009, 38, 1353–1379

D. Maspoch, D. Ruiz-Molina, J. Veciana, Magnetic nanoporous coordination polymers, J. Mater. Chem., 2004, 14, 2713 – 2723

J. Y. Lee, O. K. Farha, J. Roberts, K. A. Scheidt, S. T. Nguyen, Joseph T. Hupp, Metal–organic framework materials as catalysts, Chem. Soc. Rev., 2009, 38, 1450–1459

D. Farrusseng, S. Aguado, C. Pinel, Metal–Organic Frameworks: Opportunities for Catalysis Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2–14.

 

Додаткова:

Калинников В. Т., Ракитин Ю. А., Введение в магнетохимию, М., 1980

Карлин Р., Магнетохимия., пер. с англ., М., 1989

Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. М.: Мир, 1984.

В.В.Скопенко, Л.І.Савранський. Координаційна хімія. К.: Либідь, 1997.

А.М.Голуб, В.В.Скопенко. Основи координаційної хімії. К.: Вища шк., 1977.

Ю. Н. Кукушкин. Химия координационных соединений. М.: Высшая шк.,

1985.

К. Хаускрофт, Э.Констебл “Современный курс общей химии” М: Мир в 2-х

томах, 2002.

Дж. Хьюи “Неорганическая химия. Строение вещества и реакционная

способность” М: Мир, 1988.

Коттон Ф., Уилкинсон Д. “Основы неорганической химии” М: Мир 1979.

Кемпбел “Современная общая химия” в трех томах М: Мир 1975.

 

 

Перелік рекомендованої літератури по ЗМ №2

 

Основна:

 

B. V. Harbuzaru, A. Corma, F. Rey, P. Atienzar, J. L. Jorda, H. Garcia, D. Ananias, L. D. Carlos, J. Rocha, Metal–Organic Nanoporous Structures with Anisotropic Photoluminescence and Magnetic Properties and Their Use as Sensors, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 1080 –1083

G. J. Halder, C. J. Kepert, B. Moubaraki, K. S. Murray, J. D. Cashion Guest-Dependent Spin Crossover in a Nanoporous Molecular Framework Material, Science, 2002, 298, 1762

M. D. Allendorf, C. A. Bauer, R. K. Bhakta, R. J. T. Houk, Luminescent metal–organic frameworks, Chem. Soc. Rev., 2009, 38, 1330–1352

L. Ouahab, T, Enoki, Multiproperty Molecular Materials: TTF-Based Conducting and Magnetic Molecular Materials, Eur. J. Inorg. Chem. 2004, 933-941.

Вилков Л. В., Пентин Ю. А. Физические методы исследования в химии. Резонансные и электрооптические методы. М: Высш. шк., 1989. 288 с.

Драго Р. Физические методы в химии: В 2 т. М.: Мир, 1981. Т. 1, 2.

Ливер Э. Электронная спектроскопия неорганических соединений. М.: Мир, 1987. В 2 томах

 

Додаткова:

 

Лен Ж.-М. Супрамолекулярная химия. Концепции и перспективы. — Новосибирск: Наука. Сибирское предприятие РАН, 1998. — 333 с

Стид Д. В., Этвуд Д. Л. Супрамолекулярная химия. В двух томах. Москва, Академкнига, 2007. Том 1. — 480с. Том 2. — 416c

К. Жоаким, Л. Плевер. Нанонауки. Невидимая революция. — М.: КоЛибри, 2009.

v ie�/_��_ee, O. K. Farha, J. Roberts, K. A. Scheidt, S. T. Nguyen, Joseph T. Hupp, Metal–organic framework materials as catalysts, Chem. Soc. Rev., 2009, 38, 1450–1459

 

D. Farrusseng, S. Aguado, C. Pinel, Metal–Organic Frameworks: Opportunities for Catalysis Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2–14.

 

Додаткова:

Калинников В. Т., Ракитин Ю. А., Введение в магнетохимию, М., 1980

Карлин Р., Магнетохимия., пер. с англ., М., 1989

Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. М.: Мир, 1984.

В.В.Скопенко, Л.І.Савранський. Координаційна хімія. К.: Либідь, 1997.

А.М.Голуб, В.В.Скопенко. Основи координаційної хімії. К.: Вища шк., 1977.

Ю. Н. Кукушкин. Химия координационных соединений. М.: Высшая шк.,

1985.

К. Хаускрофт, Э.Констебл “Современный курс общей химии” М: Мир в 2-х

томах, 2002.

Дж. Хьюи “Неорганическая химия. Строение вещества и реакционная

способность” М: Мир, 1988.

Коттон Ф., Уилкинсон Д. “Основы неорганической химии” М: Мир 1979.

Кемпбел “Современная общая химия” в трех томах М: Мир 1975.

ПереглядДолученняРозмір
Chem_Phys_Multifunk_Materials.doc148 КБ
Chem_Phys_Multifunk_Materials.pdf259.7 КБ
ІНСТИТУТ ВИСОКИХ ТЕХНОЛОГІЙ Матеріали дозволено використовувати на умовах GNU FDL без незмінюваних секцій та Creative Commons Attribution/Share-Alike
Дизайн: Інститут високих технологій
Ivan Ivanov