Видеозаписи занятий Заочной Научно-Технологической Школы (ЗНТШ'2023) представлены ниже, а также собраны в плейлисте (раздел будет дополняться до окончания ЗНТШ).
Карлов Сергей Сергеевич, д.х.н., профессор, и.о. декана химического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова (МГУ).
Горбунова Юлия Германовна, академик РАН, д.х.н., профессор, декан факультета фундаментальной физико-химической инженерии МГУ, г.н.с. Института общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова РАН (ИОНХ РАН) и Института физической химии и электрохимии им. А.Н.Фрумкина РАН (ИФХЭ РАН), вице-президент Российского химического общества (РХО) им. Д.И. Менделеева.
Нисимов Станислав Урилович, к.ф.-м.н., доцент, директор Департамента образовательных программ и профессиональных квалификаций Фонда инфраструктурных и образовательных программ (ФИОП).
Гудилин Евгений Алексеевич, член-корреспондент РАН, доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой наноматериалов и заместитель декана факультета наук о материалах МГУ, заведующий лабораторией неорганического материаловедения кафедры неорганической химии химического факультета МГУ.
Никитин Николай Александрович, д.б.н., профессор кафедры вирусологии биологического факультета МГУ.
С вирусными инфекциями связаны вспышки и эпидемии, с которыми люди сталкиваются постоянно, и которые уносят сотни тысяч жизней ежегодно. Однако ученые научились использовать вирусы во благо, создавая на их основе препараты для борьбы с различными заболеваниями. К ним относятся как вакцины, так и препараты фаготерапии, а также самое актуальное на сегодня направление - генотерапевтические препараты на основе вирусов (вирусных векторов), которые уже сейчас помогают бороться с генными заболеваниями. Также существует еще целый ряд направлений, в которых исследуют эффект влияния вирусов, например, в борьбе с раком. Несколько онколитических препаратов на основе вирусов уже одобрены для лечения опухолей человека. В рамках лекции можно узнать, как ученые, используя существующие знания о вирусах, смогли использовать их как инструменты для создания различных медицинских биотехнологий.
Горбунова Юлия Германовна, академик РАН, д.х.н., профессор, декан факультета фундаментальной физико-химической инженерии МГУ, г.н.с. ИОНХ РАН и ИФХЭ РАН, вице-президент РХО им. Д.И. Менделеева.
О солнечной энергетике, о фундаментальной проблеме конверсии солнечной энергии в полезную работу, о фотодинамической терапии и диагностике, о фотокатализе и о многом другом, связанном со звездой по имени Солнце, - в лекции Юлии Германовны Горбуновой.
Иванов Дмитрий Анатольевич, к.ф.-м.н., профессор, заведующий лабораторией инженерного материаловедения МГУ, научный руководитель направления «Биоматериалы» Научного центра генетики и наук о жизни Университета «Сириус».
Современное материаловедение – один из главных разделов науки, который имеет большое как фундаментальное, так и прикладное значение. Сегодня ни одна область не может обойтись без материалов. Среди материалов особое место занимают полимеры. Полимерная наука началась примерно 100 лет назад. Ее отцом считается немецкий химик-органик Герман Штаудингер, который много лет пытался доказать научному сообществу существование макромолекул (полимеров). В лекции Дмитрия Анатольевича показано, как процессы молекулярной самосборки в полимерах открывают новые возможности. Так, например, можно создавать уникальные материалы, которые могут воспроизводить свойства тканей нашего организма. При исследовании таких материалов важно понимать их трехмерную структуру. Для этого необходимо использовать методы, связанные с рентгеноструктурным анализом, в сочетании с дополнительными возможностями, например, проведением механических экспериментов.
Что такое наномедицина? Для чего нужны нанотехнологии в медицине? Какие наноматериалы необходимы для медицинских применений? Какими преимуществами для биомедицинских целей обладают наноматериалы на основе кремния? Что такое тераностика? Ответы на эти и другие вопросы очень подробно рассмотрены в рамках лекции Любови Андреевны.
«С небольшой горы с постоянным углом наклона на лыжах съезжают взрослый и ребенок. Кто из них быстрее достигнет основания горы при одновременном старте с нулевой начальной скоростью и одинаковом коэффициенте трения между лыжами и снегом?..» Это пример условия физической задачи заключительного этапа Олимпиады «Высокие технологии и материалы будущего» прошлого года. Если вам интересно, кто же приедет быстрее – взрослый или ребенок, посмотрите запись занятия ЗНТШ. Авторы задач, члены жюри Олимпиады Александр Владимирович и Денис Михайлович очень подробно разобрали 7 задач по физике и объяснили, как их решать. Среди рассмотренных в рамках занятия ЗНТШ задач по физике задания ## 2, 3, 6, 9 и 10 отборочного этапа и «Углеродные нанотрубки» и «Кто быстрее?» заключительного этапа Олимпиады прошлого года.
Как вы знаете, Нобелевская премия по химии 2023 года присуждена за открытие и исследование квантовых точек. Лауреаты премии Мунги Бавенди (Moungi G. Bawendi), Луис Брюс (Louis E. Brus) и Алексей Иванович Екимов (Alexey Yekimov) отмечены за открытие кристаллических полупроводниковых частиц размером в несколько нанометров, известных как квантовые точки. Оптические свойства квантовых точек сильно отличаются от макрокристаллических полупроводников и эти свойства можно изменять, варьируя размер квантовых точек. О том, как можно получить такие уникальные наночастицы в ходе химического синтеза, рассказал Роман Борисович в своей лекции.
В биологии встречаются дисциплины, названия которых заканчиваются на суффикс "-omics", например, геномика, протеомика, метаболомика. Суффикс "-omics" в переводе с греческого обозначает "полный", "целый", "весь". Сегодня омики - это научные области, которые изучают совокупности чего-либо. Как правило, омики оперируют большими массивами данных, а, используя подходы биоинформатики, из этих данных можно извлечь много важной информации. Лекция Юлии Геннадьевны на ЗНТШ была посвящена рассмотрению одной из омик - метаболомики (но не только). Метаболомика изучает совокупность всех исходных, промежуточных и конечных продуктов метаболизма и их количественное содержание в организме. Почему важно изучать метаболомику и как нутриметаболомика может стать подходом к профилактике здоровья - в лекции "Метаболомика вчера, сегодня, завтра".
Какую одежду можно назвать «умной»? «Умная» одежда – вид текстиля, который содержит электронику и в котором применены цифровые технологии. Дисциплина, занимающаяся изучением применения возможностей электроники при производстве текстильных материалов, получила название файбертроника (от англ. fiber – волокна и electronics – электроника). Электронные элементы могут быть размещены в «умной» одежде в специальных карманах как отдельные съемные детали, или могут быть частью ткани, т.е. встроенными в текстильные волокна. Более того, развивается направление, посвященное интеграции «умной» одежды с цифровыми технологиями (AV/VR, big data, ИИ). Подробнее об умном текстиле – в лекции Ольги Андреевны.
Какие ошибки часто встречаются при решении химических задач? Можно выделить несколько основных групп. Это ошибки, связанные с нарушением логики и причинно-следственных связей, с интерпретацией и планированием химических экспериментов и с популярными заблуждениями. Причем последние присущи не только школьникам, но и преподавателям, и авторам задач. Рекомендуем всем, кто не присутствовал на занятии, посмотреть запись - ведь учиться на чужих ошибках всегда полезно.
На занятии были разобраны следующие задачи по биологии:
Аддитивные технологии - метод создания физических трехмерных объектов по электронной модели путем послойного добавления материала. В настоящее время аддитивные технологии получили широкое распространение: с помощью 3-D печати можно создавать разнообразные изделия - от деталей самолетов до используемых в медицине имплантатов. Скорее всего, аддитивные технологии никогда не заменят традиционные методы формирования изделий, но некоторые объекты максимально сложной геометрии можно получить только аддитивными методами. Более подробно - в научно-популярной лекции Георгия Олеговича.
Аналитическая химия, которая является базовым предметом высшего химического образования, в рамках школьной программы совершенно не изучается. Методы аналитической химии широко используются при анализе пищевой продукции, в фармацевтике, медицине, при проведении криминалистических экспертиз. Современная аналитическая химия - очень широкая и междисциплинарная область. Это исследование химического состава объектов, которые окружают нас. Это сложные приборы, которые используются для изучения химического состава объектов и которые построены на физических принципах, и сложная техника. Это решение химических задач с применением всех средств, которые есть у современной науки. Это использование различных биологических методов. "Если вам интересна не только современная наука, а интересно то, для чего современная наука может быть использована в повседневности, советую внимательно посмотреть на аналитическую химию. Человек, который работает в области аналитической химии, вдруг неожиданно для себя оказывается не только во всех областях химии одновременно, но еще и в физике, и в биологии, и в медицине – везде. Это очень интересная область," - завершил свое выступление Игорь Александрович.
В рамках занятия были подробно разобраны следующие химические задачи:
Область, посвященная квантовым точкам, - очень большая и активно развивающаяся. Удивительным объектам, открытие и исследование которых было отмечено Нобелевской премией по химии 2023 года, была посвящена пятнадцатая лекция в рамках ЗНТШ. В лекции вы найдете ответы на множество вопросов, например: что такое квантовые точки, какие за ними стоят физические явления, почему они так привлекательны для современного научного общества и для тех, кто работает в области технологий и высокотехнологических производств. Вы узнаете, что квантовые точки - это не только полупроводниковые материалы, но и углеродные, перовскитные и др., а применение квантовых точек не ограничивается созданием дисплеев и лазеров, но также включает другие приложения. Так, квантовые точки могут использоваться для солнечных элементов, в качестве люминесцентных меток для защиты документов и банкнот, как источники одиночных фотонов, в фотокатализе и мн.др.
На семинаре детально обсуждается решение следующих задач по математике:
Считается, что восьмым чудом света сложный процент изначально назвал Майер Амшель Ротшильд, а Альберт Эйнштейн добавил: «Тот, кто понимает это – зарабатывает его, тот, кто не понимает – платит его». Что же такое сложный процент, почему его называют одним из чудес света, как можно его использовать, чтобы преуспеть, что такое инфляция, как уберечься от мошенников в финансовой сфере, как создать собственный капитал – на эти и другие вопросы ответила в своей лекции Анна Николаевна. Рекомендуем к просмотру всем, кто интересуется основами финансовой грамотности.
Дополнительные материалы, рекомендованные лектором:
В рамках заключительного занятия ЗНТШ слушатели школы смогли более подробно узнать о ФНМ МГУ, об отборочном этапе наноолимпиады (регистрация на который открывается завтра) и, конечно, об итогах ЗНТШ. Факультет наук о материалах (ФНМ) МГУ был организован в 1991 году академиком РАН Юрием Дмитриевичем Третьяковым. В наши дни факультет возглавляет академик РАН Константин Александрович Солнцев. Сотрудники и выпускники факультета занимаются исследованиями в различных областях материаловедения, химии, физики, биологии. Люминесцентные, био- и плазмонные материалы, материалы для электрохимических источников тока и для солнечных батарей – это лишь некоторые из направлений, которые развиваются на факультете. Поступать на ФНМ – это и почетно, и очень интересно.
ЗНТШ организована Московским государственным университетом имени М.В.Ломоносова.
Партнер ЗНТШ'2023 - Фонд инфраструктурных и образовательных программ.