eng
Попадание в топ-10 глобального рейтинга качества общего образования требует вовлеченности всех участников образовательного процесса. Технологические вызовы становятся все сложнее, тренд на миниатюризацию не достигнет предела в ближайшие годы. Электронные платы приближаются к нанометровым размерам, точность позиционирования и обработки станками с ЧПУ выходят на субмикронный уровень. Умение пользоваться сканирующим зондовым микроскопом становится частью школьного образования.
DOI: 10.22184/1993-8578.2019.12.1.64.66
DOI: 10.22184/1993-8578.2019.12.1.64.66
Мы вступаем в эпоху, когда изучать основы нанотехнологий необходимо со школьной скамьи. С помощью зондовой микроскопии школьникам можно просто и доступно объяснять процессы, которые происходят в нанометровом масштабе. Например, с помощью нанолитографии можно не только рисовать картинки на поверхности графита, но и узнать о таком процессе, как локальное анодное окисление. Многофункциональный сканирующий зондовый микроскоп ФемтоСкан может работать в режиме 24 Ч 7, в том числе в режиме полного удаленного доступа через Интернет. Поэтому задание по обработке полученных результатов сканирования школьники смогут делать самостоятельно дома.
В рамках занятий по зондовой микроскопии в школе можно проводить специальные лабораторные работы, разработанные и апробированные нами со школьниками:
• "Сканирующая зондовая микроскопия: получение трехмерных изображений";
• "Обработка изображений сканирующей зондовой микроскопии";
• "Основы работы на сканирующем зондовом микроскопе";
• "Атомно-силовая микроскопия бактерий";
• "Изучаем блок-сополимеры";
• "Вирус табачной мозаики".
Серия лабораторных работ по атомно-силовой и сканирующей резистивной микроскопии графита, графена и оксидов графита и графена постоянно совершенствуется. С помощью сканирующей зондовой микроскопии можно исследовать строение, физико-химические и электрофизические характеристики 2D-структур, что особенно интересно при разработке энергонакопителей и катализаторов на основе углеродных материалов [1]. Используя сканирующую зондовую и капиллярную микроскопии, мы устанавливаем взаимосвязи между топографией поверхности и ее электрофизическими свойствами с пространственным разрешением на уровне десятка нанометров.
Если у вас в школе пока нет зондового микроскопа, вы можете начать с нашего онлайн-курса. В рамках дистанционного эксперимента на образовательной платформе "Стемфорд" вы узнаете в деталях, как проводить исследования бактерий на сканирующем зондовом микроскопе. Ближайшая экспериментальная сессия состоится 19 апреля 2019 года, желающие могут записаться на сайте stemford.org. "Стемфорд" – это образовательная онлайн-платформа, на которой школьники могут получать дополнительное образование по естественно-научным и инженерным тематикам (проект реализуется АНО "Электронное образование для наноиндустрии" при поддержке Фонда инфраструктурных и образовательных программ).
Также на платформе "Стемфорд" в феврале состоялся вебинар "Как создать деталь на станке с ЧПУ" на примере изготовления логотипа из оргстекла на трехкоординатном фрезерно-гравировальном станке с ЧПУ ATCNano (см. рис.2).
А тем, кому онлайн-вебинара было недостаточно, всегда могут записаться на курс "3D проектирование в SolidWorks и механообработка" в МГУ имени М.В.Ломоносова. На занятиях вам расскажут, как создавать 3D-модель будущей детали в программе SolidWorks, как формировать стратегию обработки заготовки и как управлять станком с ЧПУ [2].
В рамках проекта по совершенствованию малогабаритного станка с ЧПУ сейчас ведутся работы по созданию системы автоматической замены инструмента, что позволит исключить оператора в процессе изготовления сложных элементов. Таким образом, станок становится удобным малогабаритным инструментом для моделирования и прототипирования.
Авторы выражают благодарность за финансовую поддержку Российскому фонду фундаментальных исследований (проект № 16-29-06290) и Фонду содействия инновациям (договор 422ГРНТИС/44715).
ЛИТЕРАТУРА
1. Akhmetova A.I., Meshkov G.B., Sinitsyna O.V., Yaminsky I.V. Nanoscopy methods for directed modification of nanoscale 2D structures and determination of their physicochemical and electrophysical characteristics // Nanoindustry. 2018. Vol.11, No.4 (83), pp. 246–249.
2. Yaminsky I.V., Akhmetova A.I., Belov Yu.K. Nano-lathe // Nanoindustry. 2018. Vol. 11, No.6 (85), pp. 446–448.
В рамках занятий по зондовой микроскопии в школе можно проводить специальные лабораторные работы, разработанные и апробированные нами со школьниками:
• "Сканирующая зондовая микроскопия: получение трехмерных изображений";
• "Обработка изображений сканирующей зондовой микроскопии";
• "Основы работы на сканирующем зондовом микроскопе";
• "Атомно-силовая микроскопия бактерий";
• "Изучаем блок-сополимеры";
• "Вирус табачной мозаики".
Серия лабораторных работ по атомно-силовой и сканирующей резистивной микроскопии графита, графена и оксидов графита и графена постоянно совершенствуется. С помощью сканирующей зондовой микроскопии можно исследовать строение, физико-химические и электрофизические характеристики 2D-структур, что особенно интересно при разработке энергонакопителей и катализаторов на основе углеродных материалов [1]. Используя сканирующую зондовую и капиллярную микроскопии, мы устанавливаем взаимосвязи между топографией поверхности и ее электрофизическими свойствами с пространственным разрешением на уровне десятка нанометров.
Если у вас в школе пока нет зондового микроскопа, вы можете начать с нашего онлайн-курса. В рамках дистанционного эксперимента на образовательной платформе "Стемфорд" вы узнаете в деталях, как проводить исследования бактерий на сканирующем зондовом микроскопе. Ближайшая экспериментальная сессия состоится 19 апреля 2019 года, желающие могут записаться на сайте stemford.org. "Стемфорд" – это образовательная онлайн-платформа, на которой школьники могут получать дополнительное образование по естественно-научным и инженерным тематикам (проект реализуется АНО "Электронное образование для наноиндустрии" при поддержке Фонда инфраструктурных и образовательных программ).
Также на платформе "Стемфорд" в феврале состоялся вебинар "Как создать деталь на станке с ЧПУ" на примере изготовления логотипа из оргстекла на трехкоординатном фрезерно-гравировальном станке с ЧПУ ATCNano (см. рис.2).
А тем, кому онлайн-вебинара было недостаточно, всегда могут записаться на курс "3D проектирование в SolidWorks и механообработка" в МГУ имени М.В.Ломоносова. На занятиях вам расскажут, как создавать 3D-модель будущей детали в программе SolidWorks, как формировать стратегию обработки заготовки и как управлять станком с ЧПУ [2].
В рамках проекта по совершенствованию малогабаритного станка с ЧПУ сейчас ведутся работы по созданию системы автоматической замены инструмента, что позволит исключить оператора в процессе изготовления сложных элементов. Таким образом, станок становится удобным малогабаритным инструментом для моделирования и прототипирования.
Авторы выражают благодарность за финансовую поддержку Российскому фонду фундаментальных исследований (проект № 16-29-06290) и Фонду содействия инновациям (договор 422ГРНТИС/44715).
ЛИТЕРАТУРА
1. Akhmetova A.I., Meshkov G.B., Sinitsyna O.V., Yaminsky I.V. Nanoscopy methods for directed modification of nanoscale 2D structures and determination of their physicochemical and electrophysical characteristics // Nanoindustry. 2018. Vol.11, No.4 (83), pp. 246–249.
2. Yaminsky I.V., Akhmetova A.I., Belov Yu.K. Nano-lathe // Nanoindustry. 2018. Vol. 11, No.6 (85), pp. 446–448.
Отзывы читателей
