Всероссийская интернет-олимпиада
по нанотехнологиям
Викторина для школьников
Тестовый конкурс
Категория участников: школьники 7 - 11 классов
Начало
теста: 31 октября 2018 г.
Завершение теста: 31 января 2019 г.
Максимальный балл по тесту: 60
Специальный конкурс, позволяющий получить дополнительные баллы к основному конкурсу по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология" (25% набранных по данному конкурсу баллов будут добавлены к баллам по комплексу предметов). Необходимо не только выбрать ответы из предложенных вариантов, но также загрузить текстовые описания к ним.
Тест закрыт.
Вопросы
Вопрос №1
Наномедицина – область науки, которую все хотят развивать, но которая оказалась крайне сложной, хотя и интересной. Очень хотели нанороботов, но оказалось, что их сделать искусственно практически невозможно. А что в природе выступает в качестве истинных, но сумасшедших нанороботов, зловредных и опасных, работающих на внутриклеточном уровне?
макрофаги
вирусы
эритроциты
лейкоциты
тромбоциты
желудочные бактерии
аксоны
Вопрос №2
Одна из потенциальных перспективных разработок наномедицины - наноконтейнеры для лекарств, позволяющие снизить требуемую эффективную дозу препарата, а также, в ряде случаев, обеспечить пролонгированное выделение терапевтического вещества в нужном месте и в нужное время. Чего только в этой области ни перепробовали! Но не все оказалось эффективным. Найдите ниже плохой материал для нанокапсулы, полагая, что остальные имеют перед этим неудачником явные преимущества.
наноалмазы
мезопористый диоксид кремния
липосомы
полиэлектролитные пузырьки
краун-эфиры
везикулы
гидроксиапатит
Вопрос №3
Для "расстрела" очагов опухолевого поражения в наномедицине предлагают использовать "волшебные пули", которые способны (при определенной внешней помощи) купировать опухоль и уменьшить скорость размножения раковых клеток. Что это за пули?
антибиотики
золотые наностержни
иммуностимуляторы
порфирины и фталоцианины
углеродные нанотрубки
графен
наноалмазы
Вопрос №4
При введении в очаг поражения (опухоль) наночастиц смешанных оксидов железа возможно проведение щадящей терапии за счет так называемой гипертермии, когда происходящий разогрев наночастиц приводит к гибели раковых клеток. Как вы думаете, какое именно поле используется в рамках проведения гипертермии?
переменное магнитное поле
постоянное магнитное поле
электрическое поле
лазерное излучение
микроволновое излучение
инфракрасный нагрев
нагрев токами Фуко
Вопрос №5
Митохондрии – наши важнейшие клеточные органеллы, которые генерируют в сложных биохимических процессах универсальное топливо для организма – АТФ. А что в самих митохондриях является самым настоящим нанороботом (наноэлектромеханической системой, НЭМС)?
криста
внутренняя мембрана
цитохромы
убихинонный комплекс
вся митохондрия целиком
нет в ней никакого НЭМС!
протонный насос
Вопрос №6
Кости скелета, которые внутри нас, – это настоящий нанокомпозитный самовосстанавливающийся материал, человек такого эффективного материала с уникальным комплексом свойств до сих пор и не создал. В его основе, кроме связующих волокон коллагена, лежат неорганические наночастицы чешуйчатой формы. Какой у этих частиц состав?
карбонат кальция
сульфат кальция
фосфат стронция
гидроксиапатит
октакальциевый фосфат
графен
гидроксид кальция
карбонат магния
фосфат натрия
Вопрос №7
Наночастицы кремния – это уникальные нетоксичные для живого организма квантовые точки. При облучении этих наночастиц, введенных в ткань раковой опухоли, лазером (светом) в окне прозрачности мягких тканей происходит разрушение очага поражения. Каков наиболее вероятный механизм такого терапевтического эффекта?
нагрев наночастиц вплоть до температуры денатурации белка
генерация крайне токсичного синглетного кислорода
химическая реакция кремния с аминокислотами
рассеяние света при облучении и повышение иммунного отклика организма
конверсия лазерного излучения в микроволновое вторичное излучение
реакция "горячих" наночастиц кремния с физиологическими жидкостями и генерация щелочи
формирование активной кремниевой кислоты
Вопрос №8
В современном методе медицинской диагностики, который называется магнитной резонансной томографией, часто используют специальные вещества - контрасты, повышающие эффективность метода. Какое из перечисленных ниже веществ в форме наночастиц может входить в состав подобных контрастов?
оксид иттрия
диоксид кремния
диоксид титана
медь
гексаметафосфат натрия
оксид железа (II, III)
пенициллин
уротропин
бычий сывороточный альбумин
сульфат бария
Вопрос №9
Проблема нанотоксичности обсуждается уже много лет, в Европейском Союзе, Японии, США существуют уже давно стандарты по обороту веществ, которые могут содержать нанообъекты. Какое из веществ и материалов, перечисленных ниже, на ваш взгляд, является в этом плане самым опасным?
нанокремний
белая сажа
квантовые точки селенида кадмия
графит
порошок серы
гироксилапатит
наночастицы золота
Вопрос №10
Высокодисперсные частицы диоксида титана часто вводят в крема для загара, поскольку диоксид титана – широкозонный полупроводник, поглощающий вредный ультрафиолет. Однако есть у него и недостаток, связанный с тем, что он поглощает ультрафиолет. Что это за возможный недостаток?
быстрое разрушение диоксида титана под действием ультрафиолета
одновременно диоксид титана поглощает инфракрасное излучение и сильно нагревается
диоксид титана сшивает органическую часть крема и образует прочную пленку
диоксид титана забивает фолликулы и проникает через кожу
диоксид титана фотокаталитически генерирует потенциально опасные радикалы
диоксид титана вызывает эффект лотоса, кожа перестает смачиваться и дегидрируется
Вопрос №11
Открытие процессов и материалов микроэлектроники – величайшее достижение человечества. К сожалению, злосчастный закон Мура все продолжает и продолжает выполняться, вызывая опасение за будущее кремниевой электроники. Поэтому ученые интенсивно ищут альтернативы, задумываясь, например, о спиновой электронике (спинтронике), управлении светом (фотонике) и т.д. Для этих новых ветвей науки и техники нужны совершенно новые типы материалов, например, для фотоники нужны материалы, которые представляют собой варианты дифракционных решеток, поэтому являются тем, что часто связывают с понятием "структурный цвет". Какой из минералов, перечисленных ниже, относится потенциально к такому типу материалов?
самородное золото
слюда
цеолит
антрацит
опал
пирит
малахит
яшма
корунд
берилл
Вопрос №12
Как известно, мыльные пузыри имеют обычно очень тонкую стенку, которая, истончаясь еще больше, становится радужной. Какое физическое явление лежит в основе этого оптического явления ("бензиновый цвет")?
дифракция
интерференция
опалесценция
люминесценция
Релеевское рассеяние
эффект Тиндаля
комбинационное рассеяние света
экстинкция
Вопрос №13
Транзистор – основа современной электроники, смысл его работы заключается в усилении сигнала (модулировании сильного сигнала слабым). Сейчас все более популярными становятся полевые нанотранзисторы. Какой из перечисленных ниже нанообъектов вы бы взяли для "сердцевины" такого транзистора?
золотую нанопроволоку
кварцевый нитевидный кристалл
углеродную нанотрубку
полимерное волокно
фуллерен
вирус табачной мозаики
ДНК
Вопрос №14
При миниатюризации устройств микроэлектроники в попытках перейти к наноэлектронике в ряде устройств изолирующие прослойки из диоксида кремния заменяют на другой диэлектрик – диоксид гафния, поскольку диоксид кремния становится "проницаемым" для электронов и устройства работают хуже (тот же миниатюрный транзистор). Какое из явлений (процессов), перечисленных ниже, заставляет это делать?
барботирование
туннелирование
бозе-конденсация
выделение джоулева тепла
легирование
электромагнитная индукция
поляризация
Вопрос №15
В конце декабря, перед очным туром наноолимпиады, обязательно наступит Новый год, и елки вспыхнут красивыми светодиодными гирляндами. Какое из соединений с азотом массово используется для получения таких светоизлучающих устройств?
нитрид серебра
азид ртути
азид натрия
нитрид галлия
амид таллия
фульминат свинца
нитрид титана
Вопрос №16
Графен – легендарный материал для наноэлектроники с уникальными свойствами, буквально «царь нанотехнологий», однако сейчас все чаще пытаются найти ему более революционные замены. Какой из материалов, перечисленных ниже, наиболее близко подобрался к трону графена и пытается его оттуда потеснить?
Мксены
кубический нитрид бора
графан
ситал
каолин
слюда
графит
Вопрос №17
Одним из экспериментальных примеров проявления квантования в микро и наномире является уникальная (весьма специфическая) зависимость проводимости золотой проволоки, диаметр которой довели до наноуровня (например, путем вытягивания). Как называется полученная зависимость?
квантовые ступеньки проводимости
плазмонный резонанс
сверхпроводимость
сверхтекучесть
лазерная генерация
лазерная абляция
электроосмос
Вопрос №18
Одной из удивительных и достаточно новых областей знаний на стыке оптики и наноэлектроники является плазмоника – наука о поведении коллективных колебаний электронного газа (точнее, квазичастиц плазмонов). Какой из материалов, перечисленных ниже, имеет хороший шанс возбудить в себе плазмоны?
алмазные усы
серебряные нанозвезды
липосомы
наночастицы анатаза
нанопроволоки диоксида олова
наноленты оксида ванадия
Вопрос №19
Квантовые точки – один из самых известных объектов нанотехнологий, который, как полагают, может быть использован и практически. В каком устройстве уже сейчас можно найти работающие квантовые точки?
мясорубка
сверла по металлу
телевизоры
супергидрофобная ткань
новые поколения литий-ионных аккумуляторов
сорбенты для очистки воды
антенны сотовых телефонов
глазные хрусталики-импланты
Вопрос №20
Давняя мечта людей получить "шапку-невидимку", возможно, когда-нибудь сбудется с развитием особого класса материалов. Какой из перечисленных ниже типов материалов подходит теоретически для создания шапки-невидимки?
жидкие кристаллы
суперпарамагнетики
сегнетоэлектрики
сверхпроводники
квантовые точки
графен
метаматериалы
наноалмазы
Вопрос №21
Лучший способ поссориться – спорить о том, какое из определений самое правильное, но, тем не менее, определения должны быть хорошими и понятными. Так, когда говорят о наноматериалах, то утверждают, что это такие полезные вещества, у которых наноуровень их структуры (то есть на уровне нанометров) предопределяет важнейшие свойства, которые нужны для их практического использования. Вроде бы, у вещества наноуровень есть всегда. А у какого из ниже перечисленных веществ нет этого уровня при нормальных условиях?
слюна
доломитовый кирпич
пыльца растений
гелий
медная проволока
яичная скорлупа
активированный уголь
крем от загара
легкий сплав корпуса самолета
Вопрос №22
Вещества в нанодисперсном состоянии имеют важнейшую особенность – как правило, они обладают очень большой площадью поверхности (свободной или взаимодействующей тем или иным образом с окружающей средой), потому что при уменьшении размера частицы увеличивается соотношение поверхности и объема. Как вы думаете, какое из перечисленных ниже веществ обладает наибольшей площадью поверхности?
бриллиант
мука
белая сажа
мыльная пена
сандаловое дерево
антрацит
лед
стекло
Вопрос №23
Нанороботы – гипотетическое изобретение пытливого ума Э. Дрекслера и его последователей, их любят обсуждать в связи с развитием нанотехнологий, хотя единственные нанороботы - это, возможно, органеллы клеток, скрытые в нас самих. Тем не менее, нанороботы живут в компьютерных играх и, конечно же, в кинематографе, например, в таких блокбастерах, как "Терминатор", "Я робот", "Бросок кобры" и т.д. Попробуйте ответить, какое из популярных свойств нанороботов противоречит научным принципам?
саморазмножение (серая слизь, захватывающая Землю)
проникновение в кровяное русло человека
взаимодействие с магнитным полем
отклик на электромагнитный импульс
взаимодействие с ферментами и белками
эндоцитирование через клеточную мембрану
Вопрос №24
Углеродные наноматериалы – одни из самых популярных и самых известных типов наноматериалов с крайне интересными свойствами. Кроме того, для "объемного" углерода известно несколько аллотропных модификаций. А в каком из перечисленных ниже веществ углеродные атомы окружены максимальным количеством ближайших соседей (имеют максимальное координационное число)?
углеродная нанотрубка
графен
фуллерен
полиацетилен
наноалмаз
графит
карбин
Вопрос №25
Несмотря ни на что, нанотехнологии постепенно приходят в нашу жизнь. Как вы думаете, в каком реальном устройстве из перечисленных ниже есть искусственно созданные наноматериалы, которые определяют функциональное назначение устройства?
космический лифт
алмазное сверло
граненый стакан
активный элемент рубинового лазера
провода наушников Айфона
флеш-память для фотоаппарата
наноматериалов нет ни в одном из указанных устройств
Вопрос №26
В нашем отечественном фильме "Черная молния" рассказывалось, как ученые изобрели уникальный нанокатализатор, который позволял черной машине типа "Волга" летать по небу на обычном бензине в течение многих часов. Катализаторы существуют на самом деле - это вещества, которые ускоряют скорость как прямой, так и обратной химической реакции (способствуя более быстрому достижению равновесия). Почему такая машина принципиально возможна только в художественном фильме, где можно немножко и соврать?
нанокатализатор будет слишком дорогим
нанокатализатор нарушал в фильме закон сохранения вещества и энергии
нанокатализатор не сможет настолько сильно ускорить горение бензина
катализатор быстро израсходуется в химической реакции
нужен переход на более качественный бензин
Волга не выдержит таких летных перегрузок
Вопрос №27
В фильме "Бросок кобры" террористы выстрелили в Эйфелеву башню боеголовкой с коллоидным раствором нанитов (нанороботов), после чего башня быстро рухнула. Какой возможный (разрешенный наукой) процесс могли вызвать (ускорить) нанороботы, который бы привел к разрушению стальной башни?
нанороботы быстро съели железо мощными челюстями
нанороботы превратили металлическую связь в вандерваальсову
произошло окисление железа кислородом воздуха, что и так медленно происходит
произошел термоядерный синтез при комнатной температуре
электромагнитный импульс от нанороботов превратил окружающий воздух в плазму
Вопрос №28
Один из участников наноолимпиады когда-то давно жестоко предложил сделать скотч (липкую ленту) из лапок ящериц геккона. На самом деле, технологи давно научились делать изделия с большой поверхностью и свойствами "лапок ящериц геккона", не убивая ни одной рептилии. В каком изделии могли бы быть в наибольшей степени востребованы такие материалы?
шапка-невидимка из метаматериалов
теплоизоляция для горячей зоны атомных реакторов
фотохромный материал для умных стекол
зонтики
электрод для солнечный батарей
ион-проводящая мембрана для литий-ионных аккумуляторов
Вопрос №29
Солнечная энергетика – одна из самых востребованных сейчас областей применения нанотехнологий. Так, очень много научных групп в мире работает над тем, чтобы постепенно найти замену кремниевым солнечным элементам. В частности, всемирно известный ученый Майкл Гретцель и его коллеги достаточно недавно предложили использовать гибридный органо-неорганический перовскит для создания светопоглощающего слоя нового поколения солнечных батарей, поскольку такой слой может быть получен достаточно просто растворными методами. Какой из химических элементов, перечисленных ниже, не используется в составе этих устройств?
золото
титан
кислород
кремний
технеций
иод
бром
фтор
углерод
азот
Вопрос №30
Смартфоны прочно завладели умами и сердцами людей. Но для ученого это просто сложное устройство, в котором уже сейчас зашито огромное количество самых разных наноматериалов. Одной из больших проблем смартфонов и других устройств отображения информации является дороговизна производства прозрачных электродов – внешней составной части экрана, защищенной дополнительно прочным стеклом типа "гориллы" или сапфира. Для того, чтобы создать проводник, наносят специальное нанопокрытие, например, из легированного диоксида олова, что непросто. А какой из материалов, перечисленных ниже, предлагается сейчас, чтобы сделать обычное стекло прозрачным проводником?
фуллерен
графит
графан
оксид графена
наноалмаз
сажа
белая сажа
Вопрос №31
У кота – усы. Кот на снимке вообще чем-то сильно удивлен, и усы у него шикарные. По-английски усы – это вискеры (whiskers), точно так же называют часто нитевидные кристаллы, которые занимают особое место среди всех кристаллов. Какие особые свойства известны у нитевидных кристаллов? (кот сфотографирован в магазине сибирской косметики на Воробьевых горах)
такие кристаллы имеют красивую огранку и ярко блестят
они в десять раз прочнее обычных кристаллов
они в сто раз лучше проводят электрический ток
они обладают в тысячу раз более низким порогом электролюминесценции
они обладают самой высокой химической активностью
они удобны для изучения изотропных свойств кристаллов
Вопрос №32
Собаки – наши лучшие друзья. Обаяшки. И еще у них шикарно развито обоняние, они могут даже учуять взрывчатку в багаже и предотвратить теракт. И не только. Какие из наноматериалов, перечисленных ниже, используются в устройствах "электронный нос" для тех же, антитеррористических, целей? (собака сфотографирована в Суздале прошлым летом)
белая сажа, диоксид кремния
оксид графена
асбест
диоксид олова
пластическая сера
наноалмазы
наносеребро
кассиев пурпур
полиметилметакрилат
крезол
Вопрос №33
Да, все мы млекопитающие, а молоко для детей – очень важный продукт. А почему оно белое? (белочка была накормлена орешками и сфотографирована около химического факультета МГУ)
лактоза в молоке поглощает синий, красный и зеленый свет
молоко – абсолютно белое тело (антипод углеродных нанотрубок) и не поглощает никаких длин волн
молоко – это природный фотонный кристалл, в котором наблюдается дифракция света в видимой области
молоко белое из-за интерференционного эффекта Фабри-Перо
Вопрос №34
Птица страус очень быстро бегает, но не летает. А зачем ей перья, если не летает? С практическими функциями каких из перечисленных ниже материалов наиболее близки функции перьев страуса? (птичка сфотографирована в зоопарке города Сочи)
металлические дендриты
квантовые точки
аэрогели
нанобетон
графен
наночастицы золота
высокодисперсный диоксид титана
наноленты оксида цинка
Вопрос №35
Эти рыбки, сфотографированные в одном из заповедников Хорватии ясным солнечным днем, красиво плавают среди водорослей и чего-то едят, в том числе хлеб, который иногда бросают туристы. А какие из наносистем, перечисленных ниже, могут демонстрировать свойства "нанопловцов"?
золотые нанопули в организме больного (нанопалочки золота при облучении светом в окне прозрачности тканей)
частицы-янусы на основе диоксида кремния и наночастиц платины в перекиси водорода
монослоевая дисперсия дисульфида молибдена в этаноле
капсиды в растворе глюкозы
Вопрос №36
Очень часто, даже в серьезных научных журналах, встречается понятие "структурный цвет". И бабочки приводятся в качестве примера. Почему бабочки – яркий пример структурного цвета? (бабочка сфотографирована два года назад на лугу во Владимирской области)
потому что структура красителей крыльев является уникальной
потому что пигменты, растворенные в крыльях, являются наноразмерными
потому что хромосомные группы красителей имеют особую структуру
потому что чешуйки упорядочены и образуют микродифракционную решетку
потому что многослойные крылья бабочек обладают ярко выраженной интерференцией Фабри-Перо
крылья бабочек содержат плазменные наночастицы, которые экранизируют электромагнитные поля
Вопрос №37
Маленький енот Степашка, спрятанный от туристов в клетку (а не наоборот), может абстрактно олицетворять плазмонный резонанс в наночастицах. Почему? (сфотографирован в лагере во Владимирской области)
у него красивые глаза
клетка – это кристаллическая решетка, а Степашка – фонон
клетка – это кристаллическая решетка, а Степашка – плазмон, который сидит внутри и не выпрыгивает
клетка – это кристаллическая решетка, а Степашка – плазмон, который частично выпрыгивает и образует колеблющийся диполь
вообще ничего непонятно
плазмонного резонанса не существует
наночастицы не демонстрируют плазменного резонанса, он характерен только для объемных металлов
Вопрос №38
Всем известен эффект лотоса, как показано на фотографии (сфотографировано в маленьком болотце около Дмитровского кремля три года назад). И лотос (точнее, наша кувшинка) виден, и округлая капля в центре. А в каких условиях эффект лотоса не сможет на этом цветке реализоваться?
в вакууме
при повышенном атмосферном давлении (например, в глубокой пещере)
при повышенном давлении водяных паров (при 100% влажности)
если цветок обрызгать маслом
если цветок заранее обрызгать водой
эффект лотоса существует всегда!
Вопрос №39
На экране – зеленые твари, ползущие на закат около фундаментальной библиотеки МГУ. На самом деле это коллаж из зеленых тлей, наполненных высосанным из растений соком и хлорофиллом (макрофотография тли делалась весной на березе около биофака МГУ). В какой области сейчас практически используют производные хлорофилла?
в фармацевтике, в составе витаминов, содержащий магний
в фармацевтике, для сердечных лекарств, содержащих магний
в солнечных батареях на основе гибридных перовскитов в качестве сенсибилизатора
для кислотно-основных индикаторов в лабораторной практике
в качестве бытового красителя
в онкологии, для фотодинамической терапии
в экологии, как фотокатализатор для расщепления примесей в воде
Вопрос №40
Пена морская, волны Черного моря, на побережье Адлера около ОЦ "Сириус", солнечный день, корабль и облака на горизонте... А где пена на основе электролитов используется в области нанотехнологий? (фото прошлого года, около ОЦ "Сириус")
для магнитной флотации железной руды
для создания многослойных микрокапсул для доставки лекарств
для аккумуляции кислорода в гетерогенных микрожидкофазных реакциях
для создания пеноалюминия
для создания пенографита
Вопрос №41
Облака над Землей – романтичный символ свободы. А что они представляют собой с точки зрения классификации дисперсных систем? (фотография через иллюминатор во время перелета в Китай)
гидрозоль
фотонный кристалл
суспензия
эмульсия
аэрозоль
монослоевая дисперсия
тиксотропный коллоид
неньютоновская жидкость
аэрогель
аэросил
Вопрос №42
Бензиновый цвет – одно из странных определений цветовых оттенков, популярное у субкультуры прекрасной половины Человечества. Можно сделать мыльные пузыри "бензинового цвета", "бензиновый цвет" все чаще используют в оформлении одежды и интерьера. Какое явление отвечает за формирование "бензинового цвета"? (на фотографии – бензиновые пятна, сфотографированные в районе Ленинского проспекта в Москве)
интерференция
дифракция
рассеяние на наночастицах примесей
люминесценция
самосборка молекул олефинов на неровностях асфальта
частичное окисление полиароматики кислородом воздуха
формирование "вязких пальцев" с прослойкой воды
Вопрос №43
Темная аллея летним вечером. Туман, скамейка. Каменная дорожка. Кстати, а какую модную структуру наномира напоминает эта дорожка? (сфотографировано летним вечером в Подмосковье)
графан
графин
графен
наноалмаз
фуллерен
полиацетилен
пленку Ленгмюра-Блоджетт
нафталин
бензол
Вопрос №44
Белые ночи Петербурга. Мост Петра Великого (именно здесь было сделано фото 2 года назад). Трассеры светодиодной подсветки автобуса. Мы уже почти забыли, что такое лампы накаливания, и вот, эра светодиодов настала. А какие полупроводниковые материалы активно применяются для создания белых светодиодов?
германий
углеродные нанотрубки
селенид кадмия
сульфид цинка
теллурид кадмия
фосфид индия
нитрид галлия
карбид кремния
оксид графена
Вопрос №45
Золото звезды Московского университета. Не все то золото, что блестит. Если вдруг золото на звезде МГУ – не золото, то что это может быть? Какой по составу материал мог бы быть покрытием, очень похожим на золото? (сфотографировано телеобъективом с расстояния в 600 метров 3 года назад)
сера
сульфид цинка
карбид кальция
оксид меди (I)
дисульфид олова
иодид свинца
фосфат серебра
вольфрамовые бронзы
нитрид титана
селенид индия
Для прохожденя теста войдите или
зарегистрируйтесь.
