Наноинжиниринг функциональных и биомиметических материалов

Создание инновационной наноиндустрии нового поколения требует ускоренной подготовки компетентных специалистов для развития базовой триады: «нанонаука — наноинжиниринг — нанотехнологии». Помочь в решении данной проблемы призвана программа повышения квалификации «Наноинжиниринг функциональных и биомиметических материалов».

Категория слушателей: преподаватели высших учебных заведений, осуществляющие фундаментальную, в том числе междисциплинарную, подготовку химиков, физиков, биологов, прикладных математиков, инженеров в области наноиндустрии (бакалавров, магистров), занимающиеся научно-исследовательской и инновационно-внедренческой деятельностью в сфере технологий наноиндустрии.

Цель программы: формирование компетентного контингента преподавателей высшего профессионального образования в сфере наноинжиниринга биомиметических наноси стем и устройств как основы создания базовой триады индустрии наносистем нового поколения.

Основным направлением использования полученного на программе опыта является:

  • проведение компьютерных имитаций фемтосекундного процессинга био-миметических наноматериалов и наноустройств с целью получения сведений, основных физико-химических зависимостей и закономерностей их самосборки и самоорганизации, ассемблирования и консолидации из множества биомиметических наносистемных элементов, включающих наноуглеродные матрицы (наногели, графен, нанотубулены) и наночастицы переходных и благородных металлов, полупроводниковых соединений типа АIII-BV, AIIAIVBV, AII-BVI;
  • наносистемный инжиниринг и компьютерное проектирование в области фемтосекундного процессинга биомиметических фрактальных, пленочных и мембранных наноэлементов, нового поколения биомиметических наноматериалов и наноустройств на основе наноуглеродных матриц (наногелей, нанотубуленов, графена), водорода, металлических и полупроводниковых нанокомпозиционных соединений.

     

Эта сфера компетенций, умений и знаний необходима при решении задач реализации на принципах фемтосекундного процессинга многоуровневой самосборки и самоорганизации наиболее важных производств наноиндустрии нового поколения:

  • биомиметических наноэлементов водородных аккумуляторов и электродов, нанопокрытий, наномембран, нанокомпозитов углеродных наногелей с металлическими биомиметическими наночастицами;
  • спинтронных и электронных наноэлементов на основе нанослоевых соединений полупроводников типа АIII-BV, AIIAIV-BV, AII-BVI с биомиметическими наночастицами переходных металлов;
  • биомиметических наноустройств-ассемблеров на основе фемтосекундной самосборки и самоорганизации наносистем биомиметических наноэлементов углеродных наногелей, нанотубуленов, графена, металлических и полупроводниковых нанокомпозиционных соединений с фрагментами биомолекул ДНК и РНК.

Опыт, полученный на программе, поможет слушателям в проектировании учебных вузовских курсов, включающих разделы компьютерного конструирования новых классов функциональных и биомиметических материалов, а также в использовании его как основы нового вида профессиональной деятельности в таких междисциплинарных областях, как нанобиотехнологии, биомедицинская физика, биохимические нанотехнологии, нанобионика, нанобиомиметика.

Особенности содержания программы:

  • раскрытие для слушателей новых принципов и методов применения имитационных компьютерных комплексов для обеспечения развития базовой триады наноиндустрии нового поколения в области биомиметических наносистем. Только такие ресурсы позволят создать унифицированную платформу познавательной и творческой деятельности в этом направлении;
  • совмещение развития научных знаний с формированием контингента их разработчиков в сфере наноинжиниринга биомиметических наносистем на основе новых когнитивных методов. Это связано с тем, что каждому субъекту научного поиска или обучения в программе придется совершать ряд качественных «скачков» восприятия и понимания сложных многофакторных эффектов релаксационных нелинейных процессов самосборки и самоорганизации квантовых диссипативных наноструктур биомиметических материалов и устройств. Эти процессы имеют многоуровневый характер и корпоративно идут на различающихся в десятки миллионов раз временных и пространственных масштабах.

Слушатели, освоившие программу, будут обладать профессиональными компетенциями, включающими в себя способность:

  • междисциплинарного преподавания современных основ нанонаук, наноинжиниринга и нанотехнологий функциональных и биомиметических материалов;
  • компьютерного проектирования наносистемного инжиниринга в области фемтосекундных нанотехнологий процессинга биомиметических наноматериалов и наноустройств;
  • выполнения компьютерного имитационного эксперимента фемтосекундного процессинга биомиметических наноматериалов и наноустройств на основе наноуглеродных матриц (наногелей, нанотубуленов, графена), водорода, металлических и полупроводниковых нанокомпозиционных соединений;
  • планирования компьютерного фемтосекундного процессинга многоуровневой самосборки и самоорганизации биомиметических наноэлементов водородных аккумуляторов и электродов, нанопокрытий, наномембран, нанокомпозитов углеродных наногелей с металлическими биомиметическими наночастицами;
  • планирования компьютерного фемтосекундного процессинга многоуровневой самосборки и самоорганизации спинтронных и электронных наноэлементов на основе нанослоевых соединений полупроводников типа АIII-BV, AIIAIV-BV, AII-BVI с биомиметическими наночастицами переходных металлов;
  • планирования компьютерного фемтосекундного процессинга многоуровневой самосборки и самоорганизации биомиметических наноустройств-ассемблеров на основе наносистем биомиметических наноэлементов углеродных наногелей, нанотубуленов, графена, металлических и полупроводниковых нанокомпозиционных соединений с фрагментами биомолекул ДНК и РНК.

Вклад руководителя программы д-ра физ.-мат. наук, профессора Безносюка С.А. в фундаментальные исследования наносистем и наноустройств значителен. Его научные интересы очень широки: от квантовой кинетики биомиметических наносистем, до разработок в области физики конденсированного состояния и наноэлектроники.

Особый мировой приоритет Безносюка С.А. заключается в разработке квантово-полевой химии конденсированного состояния, и компьютерных нанотехнологий, являющихся универсальной концепцией функционирования наносистем и методологической основой наноинжиниринга биомиметических наносистем. Проведенные в течение 30 лет исследования под руководством ученого позволили по-новому и существенным образом решать имеющиеся проблемы в области бурно развивающегося нового биомиметического направления в наноиндустрии. В 2009 г. за большой вклад в развитие наук о наноматериалах водородной энергетики он был награждён Дипломом Оргкомитета международных конференций « Hydrogen materials science and chemistry of carbon nanomaterials». Безносюк С.А. является членом Нанотехнологического Общества России (НОР), членом American Nano Society (ANS), экспертом-аудитором Ассоциации Инженерного Образования России (АИОР) по общественной аккредитации программ высшего профессионального технического образования.