Темы рефератов с рекомендациями по составлению

1. История развития наноматериалов и нанотехнологий.

В реферате необходимо рассмотреть основные этапы развития научно-технического направления по получению и изучению свойств ультрадисперсных и наноматериалов в России (СССР) и за рубежом. Рассмотреть научный вклад таких ученых как И.Д. Морохов, Л.П. Трусов, Х. Крото, К. Танигучи и др.

2. Особенности структуры и свойств нанокластеров.

Требуется рассмотреть определения кластеров в различных областях промышленности, особенности структуры и свойства углеродных нанокластеров (фуллеренов) и их роль в современном материаловедении.

3. Классификация наноматериалов.

Рассмотреть основные способы классификации наноматериалов: по агрегатному состоянию, по размерам, по мерности, по назначению и др. Для каждого случая необходимо привести примеры.

4. Роль наноматериалов и нанотехнологий в современном мире.

Рассмотреть основные отрасли, использующие наноматериалы в качестве материалов для производства продукции. Роль наноматериалов в нано и микроэлектронике. Перечислить основные производимые промышленностью наноматериалы.

5. Перспективы развития наноиндустрии на ближайшие 10 лет.

Проанализировать динамику развития наноиндустрии за последние 5 лет. Сравнить программы развития в области нанотехнологий России и США. Определить наиболее перспективные области применения наноматериалов.

6. Классификация методов получения наноматериалов.

Рассмотреть способы классификации по типу фазового перехода, по принципу применения продукции, по способу синтеза “снизу-вверх” и “сверху-вниз”, по природе процесса синтеза. Для каждой классификации привести примеры.

7. Механические методы получения наноматериалов.

Дать общее описание методов, рассмотреть виды мельниц. Отдельно рассмотреть получение объемных наноматериалов методом интенсивной пластической деформации в различных его вариантах. Привести преимущества и недостатки.

8. Методы получения наноструктурных покрытий.

Классификация методов и материалы, используемые для нанесения покрытий. Основные отличия свойств нанопокрытий от покрытий микронной толщины. Отдельно рассмотреть метод PVD. Перечислить преимущества и недостатки покрытий, нанесенных различными методами.

9. Химические методы получения наноматериалов.

Сущность основных химических методов получения наноматериалов. Подробно рассмотреть золь-гельную технологию синтеза. Перечислить основные преимущества и недостатки химических методов.

10. Биологические методы получения наноматериалов.

Классификация методов. Примеры биологических систем, вырабатывающих наноматериалы. Использование бактерий и микроорганизмов для производства наноразмерных драгоценных металлов.

11. Влияние размерных эффектов на свойства наноматериалов.

Рассмотреть отдельно влияние классических и кванторазмерных эффектов на магнитные, оптические, термодинамические, механические и химические свойства наноматериалов. Работа выхода электронов в наносистемах.

12. Особенности физико-химических свойств наноматериалов.

Основные закономерности зарождения и роста нанокристаллической фазы. Изменение фазовых равновесий в наноразмерных системах. Влияние дефектов в наноматериалах на их свойства.

13. Магнитные свойства наноматериалов.

Однодоменное и многодоменное состояние. Особенности намагничивания отдельных частиц. Влияние размеров на величину коэрцитивной силы в наноразмерных магнитных системах.

14. Оптические свойства наноструктурных материалов.

Особенности оптических свойств наноразмерных систем по сравнению с макроскопическими твердыми телами. Явления экстинкции в наноразмерных материалах. Примеры рассеяния и поглощения света наночастицами.

15. Влияние различных факторов на каталитическую активность наноматериалов.

Основные условия для осуществления катализа. Влияние размеров частиц на их каталитическую активность. Перечислите основные элементы, используемые в качестве нанокатализаторов. Приведите примеры использования.

16. Основы методов электронной микроскопии.

Принцип работы сканирующего электронного микроскопа. Преимущества и недостатки атомно-силовой микроскопии. Зондовые методы электронномикроскопического анализа.

17. Методы исследования состава наноматериалов.

Основы атомно-адсорбционного и рентгенофазового и рентгенофлюоресцентного анализов. Методы аналитической химии. Сравните возможности и точность различных методов.

18. Применение методов рентгенографии для исследования наноразмерных материалов.

Рассмотреть основные возможности методов рентгеновской дифрактометрии, рентгненоадсорбционной спектроскопии и малоуглового рентгеновского рассеяния. Возможности и пределы измерения данных методов.

19. Спектральные методы анализа наноматериалов.

В зависимости от источника первичного излучения различают элетронную, рентгеновскую и ионную оже-спектрометрию. Возможности и пределы измерения данных методов.

20. Адсорбционные методы определения удельной поверхности наноматериалов.

Метод измерения удельной поверхности по низкотемпературной адсорбции азота. Рассмотреть основы теории БЭТ. Преимущества и недостатки данного метода. Современные приборы для определения удельной поверхности.

21. Применение наноматериалов в медицине

Применение наноматериалов в качестве покрытий для медицинского инструмента, имплантантов и протезов. Применение наноматериалов в качестве препаратов для лечения различных заболеваний.

22. Области применения углеродных наноматериалов.

Влияние добавок нанотрубок на прочностные свойства конструкционных материалов. Использование одностенных нанотрубок в нано и микроэлектронике. Использование в космической области.

23. Источники энергии на основе наноматериалов.

Использование наноматериалов для создания солнечных батарей. Применение оксидных нанокомпозиций при производстве источников питания. Использование наноматериалов в водородной энергетике.

24. Использование наноматериалов в машиностроении и автомобильной промышленности.

Наноматериалы использубт в качестве присадок к моторным, трансмиссионным и индустриальным маслам; пластических смазок; технологических смазок для обработки металлов давлением; смазочно–охлаждающих жидкостей, использующихся в процессах резания металлов; доводочно–притирочных паст и суспензий; объёмно–модифицирующих добавок.

25. Наноматериалы как средство защиты от опасных и вредных факторов.

Эффективность применения наноматериалов в качестве защиты от элеткромагнитного, радиационного и др. видов излучений. Применение наноматериалов в бронежелетах и военно-промышленном комплексе.