search icon search icon

Наносистемы и наноинженерия

  • Сквозные технологии НТИ: Новые материалы
  • III уровень РСОШ
  • 100 баллов к ЕГЭ
  • Сквозные технологии НТИ: Новые материалы
  • III уровень РСОШ
  • 100 баллов к ЕГЭ
Физика Химия Биология
  • Этап I
    28 сентября — 25 октября
    2021
  • Этап 2
    9 ноября — 10 января
    2022
  • Финал
    21 февраля — 30 апреля
    2022

Расписание

Профиль «Наносистемы и наноинженерия» построен на взаимосвязи физики, химии и биологии в условиях современного научного мира. Для решения задач профиля потребуются знания по нескольким предметам, командная работа и желание создавать работающий прототип устройства своими руками. Финальная задача профиля традиционно предполагает много самостоятельной практической работы участников в лаборатории. Основная тематика профиля — современные наноматериалы и их практическое применение.

Финальная задача профиля является сердцем всего годового цикла профиля. Во время отборочных этапов и дополнительных подготовительных мероприятий участники могут получить необходимые для решения задачи финала теоретические знания и освоить практические навыки работы в химической лаборатории и не только. Во время финала участники синтезируют наноматериалы (например, квантовые точки) и собирают прототипы устройств на их основе.

Профиль включён в перечень Российского совета олимпиад школьников как олимпиада III уровня и приносит бонусы при поступлении в вузы (какие конкретно — зависит от правил приёма вуза).

Наносистемы и наноинженерия1
Наносистемы и наноинженерия2
Наносистемы и наноинженерия3
Наносистемы и наноинженерия4
Наносистемы и наноинженерия5
01 5

Этапы соревнований

Этап I

В рамках первого отборочного этапа участникам предстоит решить задачи по физике, химии и биологии.

Этап 2

Второй отборочный этап будет проходить в два тура:

  • Индивидуальный
  • Командный

Индивидуальный тур будет проходить на платформе Stepik. Командный тур будет проходить в форме онлайн-симулятора нанотехнологического производства продуктов, близких по тематике к финальной задаче профиля. Симулятор решается командой и учитываются именно командные результаты. Познакомиться с механикой симулятора и логикой задач в нем можно на подготовительных хакатонах профиля, которые проходят осенью и включают в себя задачи прошлых лет.

Задачи не имеют одного правильного ответа и предполагают множество вариантов решения. К каждой задаче прилагаются методические материалы для решения. Симулятор содержит задачи разного уровня сложности, ориентированные на постепенное погружение участника в тематику финальной задачи.

Для успешного прохождения второго этапа команде пригодится умение распределять обязанности внутри команды и планировать своё время.

Финал

LED технологии давно захватили рынок экранов современных устройств благодаря высокой контрастности и качеству изображения. В вашем смартфоне применяют очень маленькие органические светодиоды (пиксели), каждый из которых селективно управляется процессором. 

На профиле Наносистемы и наноинженерия 2021-2022 года мы сами изготовим диоды нового поколения, соберем подобное устройство, а также запрограммируем процессор для управления самодельным дисплеем! Мы впервые за всё время существования профиля подберемся к полному циклу создания готового устройства! Дисплей на основе диодов следующего поколения будет у вас уже в этом учебном году.

Рекомендации для наставника

Для наставников профиля разрабатывается программа повышения квалификации по тематике профиля, апробация которой будет проходить в ноябре-декабре 2021 года. Программа будет доступна для освоения в удаленном режиме, по окончании программы участники получат свидетельство о прохождении программы повышения квалификации. Для предварительной записи на программу писать на nano@stemgames.ru.

Отдельный чат, где появляется дополнительная информация только для наставников.

Наставникам рекомендуется следить за группой профиля в ВКонтакте, задавать вопросы в сообщения группы или в чате наставников и обратить внимание на уже имеющиеся на странице профиля материалы подготовки для участников. 

Требования к команде

Требования к команде

Знания

Математика: построение и экстраполяция функций, основы статистики, основы планиметрии, основы алгебры.

Физика: оптика, электричество, основы материаловедения (в т.ч. полупроводники), диоды, лазеры. Для индивидуального теоретического тура на финале будет полезно повторить все остальные разделы школьной физики.

Химия: решение расчетных задач, написание уравнений реакции по неорганической и органической химии, общие представления о правилах безопасной работы с химическими соединениями и лабораторным оборудованием (понимать, почему надо так, а не иначе. Например, до какой максимальной температуры можно нагревать тот или иной органический растворитель).

Биология: физика и химия белков и нуклеиновых кислот, строение клетки. Для индивидуального теоретического тура на финале будет полезно также повторить основы генетики, молекулярной биологии, биохимии, ботаники, зоологии, эволюции, анатомии и физиологии человека.

Hard skills

  1. Простейшие манипуляции с лабораторными приспособлениями (отбор объемов жидкостей мерными цилиндрами, шприцами, пипетками пастера, фильтрование на воронке, умение мыть химическую посуду), работа с автоматической пипеткой, работа с нагревательной плиткой и магнитной мешалкой, аналитическими весами,  лабораторной центрифугой, вытяжным шкафом.

  2. Знание и соблюдение принципов безопасной работы в лаборатории.

  3. Решение расчетных задач по химии и физике. Будет полезно (но не обязательно) уметь использовать для расчетов Excel или его аналоги.

  4. Использование приборов для работы с электрическими цепями (мультиметр и пр.).

Hard skills необходимые для старта

  1. Читать и понимать научные тексты (гуглить непонятные слова при этом процессе - нормально)

  2. Решение расчетных задач по химии и физике.

Hard skills необходимые финалистам

  1. Простейшие манипуляции с лабораторными приспособлениями (отбор объемов жидкостей мерными цилиндрами, шприцами, пипетками пастера, фильтрование на воронке, умение мыть химическую посуду), работа с автоматической пипеткой, работа с нагревательной плиткой и магнитной мешалкой, аналитическими весами,  лабораторной центрифугой, вытяжным шкафом.

  2. Знать структуру научных статей

  3. Использование приборов для работы с электрическими цепями (мультиметр и пр.)

  4. Знание и соблюдение принципов безопасной работы в лаборатории

Soft Skills:

  1. Распределять роли в команде. Договариваться и доверять сокомандникам.

  2. Читать и понимать инструкции.

  3. Работать с научной литературой и поисковыми системами (в том числе специфическими поисковыми системами для научной литературы).

  4. Уметь описывать экспериментальные зависимости, вести лабораторный журнал.

  5. Иметь навыки планирования и тайм-менеджмента.

Численность команды и роли

Для участия на втором и заключительном этапах вам понадобится команда из 2−3 человек:

Химик-синтетик. Отвечает за синтез всех необходимых для задачи веществ. Важно уметь соблюдать технику безопасности в лаборатории, решать расчетные химические задачи. Будет полезно иметь базовые навыки работы в лаборатории. Для химика-синтетика будет важно уметь читать и понимать инструкцию, планировать эксперимент и время, которое на него нужно потратить.

Инженер-конструктор. Должен будет, используя продукты работы химика-синтетика, сформировать работающее устройство, оптимизировав количество веществ, конструкцию и инженерный дизайн прототипа. Для инженера-конструктора будет важно уметь быстро принимать решение на основе имеющейся ограниченной информации. Нужно будет уметь в целом работать руками, возможно, иметь самые базовые навыки пайки.

Физик-испытатель. Должен будет осуществлять оценку качества продукта, составлять программу доработки прототипа. Опционально: руководить процессом разработки, осуществлять продуктивную коммуникацию внутри команды. Должен уметь работать с физическими приборами типа мультиметра и пр. Физик-испытатель должен держать в голове полную картину происходящего и выдавать корректное ТЗ инженеру и синтетику.

Роль физика-испытателя и инженера-конструктора может быть совмещена в одном человеке. Роль химика-синтетика критично важна для выполнения финальной задачи. Частично роли могут пересекаться, но обязательно хотя бы один человек должен уметь решать расчетные задачи по химии и хотя бы один человек должен уметь работать в лаборатории руками (это действительно могут быть разные люди). Тем не менее, будет полезно четко разделить команду на того/тех, кто занимается химическим синтезом и того/тех, кто занимается разработкой и сборкой устройства.

На финале будет необходимо вести работы по этим направлениям параллельно. Научитесь доверять друг другу и эффективно коммуницировать. В этом вашей команде может помочь дистанционная и очная практическая подготовка по профилю в декабре и серия подготовительных хакатонов в январе-феврале.

Материалы подготовки

Разработчики

Профиль разрабатывается и проводится командой ООО «СТЕМ-игры».

Партнеры

background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image
background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image