Международный исследовательский институт интеллектуальных материалов
Основные направления исследований: компьютерный нанодизайн, синтез и нанодиагностика новых материалов для нано-био-медицинских технологий.
Идея разработанного в группе нового метода нанодиагностики: если у исследуемой группы атомов (нанокластера, молекулы) меняется трехмерная структура, то эти изменения отражаются в спектрах рентгеновского поглощения (XANES) и спектре потерь энергии электронов (EELS). Поэтому анализируя эти спектры можно изучать трехмерную локальную атомную структуру вокруг поглощающего атома. В частности, изменения в межатомных расстояниях можно измерять с точностью до 0.002 нм! Наиболее важными объектами для исследования разрабатываемым методом являются материалы без дальнего порядка в расположении атомов, например, наноструктурированные материалы: нанокластеры, нанотрубки, примесные дефекты в кристаллах, активные центры в белках, металлополимеры, нанокатализаторы, координационные соединения.
Скачать наш буклет в PDF
Метал-органические каркасные структуры (MOF) – новый класс функциональных материалов, обладающих рекор…
ПодробнееКатализаторы на основе наночастиц палладия для реакций гидрирования и окисления. In situ и operando исследован…
ПодробнееFitIt – оригинальный программный код, разработанный в МИЦ “Интеллектуальные материалы” для анализа т…
ПодробнееПолупроводниковые коллоидные квантовые точки с уникальными физическими и химическими свойствами для практических…
Подробнее Спектроскопия рентгеновского поглощения для определения локальной 3D атомной и электронной структуры материало.
.. ПодробнееКомпьютерное моделирование атомной структуры и электронных свойств наноматериалов.
Подробнее Все направленияNew Smart Materials for Tissue Engineering Produced in Saratov | СГУ
Researchers of Saratov University have developed a laser technology to produce structures in the form of composite layers based on carbon nanotubes and biopolymers.
Such structures are aimed to be used in devices and implants for the cardiovascular system. During their study, the researchers identified the optimal parameters of laser action within which composite biopolymers are formed, also they conduct electrical impulses and their layers have mechanical hardness of over 100 MPa.
The article about the results of the research team of Saratov State University, the National Research University of Electronic Technology, and I.
M. Sechenov First Moscow State Medical University was published in the Composite Structures.
The key advantages of the formed biopolymers include the ability to provide a normal level of hemolysis when interacting with erythrocytes and high biocompatibility with endothelial cells lining the inner surface of blood vessels. According to the head of the study, Chair of the SSU Department of Radiotechnology and Electrodynamics Olga Glukhova, the new materials can be used to produce smart coatings for surfaces of cardiovascular implants in contact with blood, for example, blood pumps.
‘Here the word “smart” is understood in the well-known meaning of “smart”. This material acquires such property due to its controlled structure, characterised by a bimodal pore distribution. Small pores, 1-5 microns in size, are involved in the formation of new blood vessels and supply with nerve cells. In turn, large pores, 100-200 microns in size, are involved in cell growth and division. It should be noted that the pore size can be “set” by selecting the sizes of single-walled carbon tubes and their beams in the initial dispersion, from which a solid nanomaterial with a branched nanostructure is formed by laser action.
Thus, the structure and properties of the nanomaterial being created are “set” – as the result of long-term numerical experiments, the sizes of nanotubes and their structure as well as the wavelength of the laser irradiating them are revealed. The procedures are carried out using modern quantum simulation and high-performance computing methods. The next stage includes the process of synthesizing nanomaterials based on theoretical results. The final phase is biological and medical research.
The experts emphasize that they continue working on new smart materials for tissue engineering, in neuronal proliferation in particular, developing new drug delivery systems, and producing artificial muscles to solve the problems of modern bionics.
The results of the research carried out in this area formed the basis of the publication posted on the pages of the Molecules journal.
Using a combination of various methods of mathematical modelling, the research team of Professor Olga Glukhova evaluated the mechanical and electronic properties of a composite based on two graphene flakes and DPPC phospholipid molecules located between them.
‘Phospholipids, which make up a third of all lipids in human blood, are used in various drug delivery systems but when they enter the bloodstream such systems are under abnormally high stress. To protect medicinal carriers from dangerous external influences, graphene is used, which is the most durable material known today. We study a composite which is a layer of phospholipid molecules enclosed between graphene layers. The strength of such a layered polymer system was estimated using “virtual nanoindentation” and the numerical experiment based on the method of molecular dynamics,’ said Olga Glukhova.
The method we used are as follows: a nanoindenter in the form of a carbon nanotube with a time step of 0.0001 nanoseconds was brought closer to the surface of the study object, inducing structural changes in it.
The SSU professor added that the effects of “hardening” of phospholipid by graphene layers which were determined by the researchers can be used not only for the development of a new drug delivery system but for the production of the new generation electrochemical biosensors.
Text by Alexandra Golovacheva
Translated by Lyudmila Yefremova
___________________________
IN THE RUSSIAN MEDIA
МинОбрНауки: В Саратове создают новые умные материалы для тканевой инженерии
ТАСС: Ученые придумали технологию создания материалов для сердечных имплантов
NanoNewsNet: Специалисты из Саратова создают умные материалы для тканевой инженерии
Интернет-портал СНГ: В Саратове (Россия) создают новые умные материалы для тканевой инженерии
Глас Народа: В Саратове создают новые умные материалы для тканевой инженерии
Seldon.
News: Специалисты из Саратова создают умные материалы для тканевой инженерии
Indicator: Созданы новые умные материалы для тканевой инженерии
AI Новости: В Саратове создают новые умные материалы для тканевой инженерии
BezFormata: На сайте Минобрнауки опубликована статья о разработках учёных СГУ в области медицины
ИТЭБ РАН: Созданы новые умные материалы для тканевой инженерии
Лазерный мир: В Саратове с помощью лазерных технологий создают новые умные материалы для тканевой инженерии
Центральная служба новостей: Специалисты из Саратова создают умные материалы для тканевой инженерии
Анонсенс: Представлены умные материалы для тканевой инженерии
Общественное мнение: Ученые выяснили, как укрепить фосфолипид, чтобы потом создавать электрохимические биосенсоры
___________________________
Artificial muscles are smart materials, you apply electricity to them, and they contract, or they bend or they twist. | Искусственные мышцы — это умный материал, если подключить электричество, они начнут сокращаться, гнуться, тянуться. |
| These include smart materials, foldamers, self-assembling molecules with interlocking architectures and new soft materials. | К ним относятся Интеллектуальные материалы, фолдеры, самосборяющиеся молекулы с блокирующейся архитектурой и новые мягкие материалы. |
| Smart materials have properties that react to changes in their environment. | Интеллектуальные материалы обладают свойствами, которые реагируют на изменения окружающей среды. |
| There is a wide range of different smart materials. | Существует широкий спектр различных интеллектуальных материалов. |
| Другие результаты | |
| To the west of the ancient suture/fault zone the Mother Lode, of the California Gold Rush, was found in the Smartville Block’s Ophiolite oceanic crust material. | К западу от древней шовно-разломной зоны в Офиолитовом материале океанической коры Смартвиллского блока была найдена материнская жила Калифорнийской золотой лихорадки. |
| Corning further developed the material for a variety of smartphones and other consumer electronics devices for a range of companies. | В дальнейшем Corning разработал материал для различных смартфонов и других устройств потребительской электроники для ряда компаний. |
| There are a number of types of smart material, of which are already common. | Существует ряд типов интеллектуального материала, из которых уже распространены. |
| Alternative materials including chlorine free plastics and paper are available for some smart applications. | Альтернативные материалы, включая не содержащие хлора пластмассы и бумагу, доступны для некоторых интеллектуальных приложений. |
| Smart materialSmart Materials and Structures. | Умные материалы-умные материалы и конструкции. |
The 6th Annual World Congress of Smart Materials-2020 in Barcelona
Добавить в избранное
Дата проведения:
11 марта 2020 – 13 марта 2020
Место проведения:Barcelona, Spain
О мероприятии
Stream 1: Intelligent Systems and Artificial Intelligence
Session 101: Innovative Artificial Intelligence
Session 102: Robotic and Automation System
Session 103: Smart Sensor Networks
Session 104: Shape Memory, Self-Healing and Learning Materials
Session 105: Frontiers in Biohybrid and Bioinspired Systems
Stream 2: Frontier of Smart Materials and Structures
Session 201: Latest Advances in Shape Memory Materials
Session 202: Dielectric, Piezoelectric and Ferroelectrics Materials
Session 203: Smart Fluid, Hydrogels and Phase Change Materials
Session 204: Smart Polymers
Session 205: Smart Structural Composite Materials
Session 206: Sensors and Sensing Technology
Session 207: Smart Metal Materials and Alloys
Session 209: Thin Films, Membranes, and Coatings
Stream 3: Frontier of Smart Materials Science and Engineering
Session 301: Design, Modeling, Processing, Simulation and Synthesis of Smart Materials
Session 302: Chemical Characterization, Instrumental Analysis and Optical Analysis
Session 303: Mechanics & Physical Behavior of Materials and Surface Science
Session 304: Control Theories, Intelligent Controls and Applications
Stream 4: Smart Electronic Materials & Devices
Session 401: Integrated Circuit and Semiconductor
Session 402: Electronic & Advanced Packaging Materials and Technology
Session 403: Novel Display and Imaging Device
Session 404: Optical Communication and 5G Technology
Session 405: Stretchable and Flexible Electronic Materials & Devices
Session 406: Next Generation for IT/ICT
Stream 5: Smart Materials for Energy and Environment
Session 501: Frontiers in Solar Energy Materials & Solar Cells
Session 502: Advanced Batteries and Fuel Cells
Session 503: Clean Energy
Session 504: Materials and Technologies for Energy Conversion and Storage
Session 505: Functional Materials for Environment and Water Treatment
Session 506: Smart Energy System and Smart Grid
Session 507: Metal–organic Framework Materials
Stream 6: Smart Biomaterials and Applications
Session 601: Novel Biomaterials for Regenerative Medicine
Session 602: Biomimetic/ Bio-inspired Smart Biomaterials & Devices
Session 603: Smart Biomaterials for Drug Delivery and Disease Diagnosis
Session 604: Smart Biomaterials in Clinical Practice
Session 605: Biomaterials Design via Synthetic Biology
Stream 7: Smart Optical and Magnetic Materials
Session 701: Novel Superconductors and Superconducting Devices
Session 702: Optical Materials
Session 703: Optoelectronic Materials and Devices
Session 704: Lasers in Manufacturing and Materials Processing
Session 705: Advances in Magnetoelectronic Materials and Devices
Session 706: Magnetic and Multiferroic Materials
Stream 8: Pioneers Making the Smart World Great Again
Session 801: Future Trend of Smart Materials
Session 802: Smart Materials in Architecture and Civil Engineering
Session 803: Smart Materials in Automotive Applications
Session 804: Smart Materials in Aerospace Engineering
Session 805: Smart Fabrics and Textile
Session 806: Smart Materials in Catalysis
Session 807: Smart Materials in Green Chemistry
Stream 9: Additive Manufacturing & 4D Printing
Session 901: Latest Advancements and Innovations in AM
Session 902: 3D Printing Materials and Smart Manufacturing
Session 903: Advanced 3D Medical Printing
Session 904: Industry Application of 3D Printing
Session 905: Frontiers in 4D Printing
Stream 10: Smart Nanomaterials
Session 1001: Carbon, Graphene and Fullerenes Materials
Session 1002: Novel 2D Materials
Session 1003: New Nanoparticles, Nanopowders, and Nanocrystals
Session 1004: Breakthroughs of Nanotube and Nanowires
Session 1005: Nanoelectonics, Nanophotonics and Devices
Session 1006: New Nanocomposites
Session 1007: Frontiers of Coatings and Nanofilms
Session 1008: Nanotechnology and Microtech
Session 1009: Innovative Nano Metals and Alloys
Session 1010: Smart Nanomaterials in Medical Application
Session 1011: Advanced Nanomaterials in Energy Application
Session 1012: Nanotechnology in Smart Textiles and Wearables
Session 1013: Smart Nano System
Session 1014: Quantum Materials and Devices
Организаторы
National Foreign Experts Databank of MOST (Dalian Branch)
Форма участия
Наукометрические базы данных
Контактная информация
Ms.
Snowy Liang
BIT Group Global Ltd.
East Wing, 11F, Dalian Ascendas IT Park, No. 1 Hui Xian Yuan, Dalian Hi-tech Industrial Zone, LN 116025, P. R. China
Tel: 0086-411-84799609-814 Fax: 0086-411-84795469
Email: [email protected]
Ms. Ada Sun
BIT Group Global Ltd.
East Wing, 11F, Dalian Ascendas IT Park, No. 1 Hui Xian Yuan, Dalian Hi-tech Industrial Zone, LN 116025, P. R. China
Tel: 0086-411-84799609-814 Fax: 0086-411-84795469
Email: [email protected]
Количество дней до конца подачи заявки
Заявки принимаются до 15 декабря 2019
Поделиться мероприятием:smart materials – это… Что такое smart materials?
Smart – получить на Академике действующий промокод Dresslily или выгодно smart купить со скидкой на распродаже в Dresslily
Smart Materials — Unter Intelligenten Werkstoffen oder auch Smart Materials werden in einer engen Definition Festkörper, Flüssigkeiten und Gase verstanden, welche selbstständig, ohne eine Regelung von außen, auf verändernde Umweltbedingungen (z.
B. einer… … Deutsch Wikipedia
smart materials — Смотри «интеллектуальные» материалы … Энциклопедический словарь по металлургии
Smart Materials and Structures — Infobox Journal title = Smart Materials and Structures editor = discipline = Multidisciplinary language = English abbreviation = SMS publisher = IOP Publishing country = UK frequency = 6 history = 1992 present openaccess = all papers are freely… … Wikipedia
Smart material — Smart materials are materials that have one or more properties that can be significantly changed in a controlled fashion by external stimuli, such as stress, temperature, moisture, pH, electric or magnetic fields.There are a number of types of… … Wikipedia
materials science — the study of the characteristics and uses of various materials, as glass, plastics, and metals. [1960 65] * * * Study of the properties of solid materials and how those properties are determined by the material s composition and structure, both… … Universalium
Materials Knowledge Transfer Network — The Materials Knowledge Transfer Network (Materials KTN) is a UK based knowledge transfer organisation that brings together the views of those in business, design, research and technology organisations, trade associations, the financial market,… … Wikipedia
Smart System — Smart Systems are defined as intelligent miniaturised technical subsystems with an own and independent functionality evolving from microsystem technology.
Smart Systems can sense and diagnose complex situations. They are “predictive”, they have… … Wikipedia
Smart glass — or switchable glass, also called smart windows or switchable windows in its application to windows or skylights, refers to electrically switchable glass or glazing which changes light transmission properties when voltage is applied.Certain types… … Wikipedia
Smart film — is a new kind of smart glass technology in which a special film can be directly and easily applied to glass. The film adjusts to light under electric pressure to switch between a transparent and a semi opaque state. It also meets the double… … Wikipedia
Smart rubber — is a polymer that is able to heal when torn.The edges of a tear can be held together, and they will simply re bond into apparent solidity.How it worksThis is done by producing a polymer that depends only on hydrogen bonding to hold itself… … Wikipedia
Разработка модуля “Smart Materials” на английском языке для интернационализации программ магистратуры Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»
244 Вестник Нижегородского университета им.
Н.И. Лобаче вского. Сер ия: Социальные науки, 2019, № 4 (56), с. 244-249
УДК 378.4
РАЗРАБОТКА МОДУЛЯ «SMART MATERIALS» НА АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ ДЛЯ ИНТЕРНАЦИОНАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММ МАГИСТРАТУРЫ
© 2019 г. А.Н. Безруков
Безруков Артем Николаевич, к.х.н.; доцент кафедры физической и коллоидной химии Казанского национального исследовательского технологического университета
Статья поступила вркдакцию 14.10.2019 Статья принята к публикации 31.10.2019
Проанализированы возможности интернационализации программ магистратуры в области инженерного образования путем разработки дополнительного модуля на английском языке. На примере университетов Германии рассмотрен опыт стран, разрабатывающих международные магистерские программы для привлечения иностранных студентов и обучения собственных студентов на английском языке.
На основе опыта университетов Дармштадта, Регенсбурга и Мерзебурга в разработке и реализации программ магистратуры в области химии, химической технологии и материаловедения создан англоязычный модуль «Smart Materials» («Умные» материалы») для существующей магистерской программы на базе Казанского национального исследовательского технологического университета. Модуль представлен двумя лекционными курсами (которые посвящены введению в технологию «умных» материалов и аналитическим методам исследования «умных» материалов), а также лабораторным практикумом по синтезу и характеризации супрамолекулярных систем. В рамках модуля разработано дополнительное учебное пособие для изучения специализированной англоязычной терминологии по тематике «Smart materials» на основе лексики лекционных курсов и лабораторного практикума. Обсуждается вклад данного модуля в интернационализацию образовательной деятельности университета, и в частности в реализацию проектов краткосрочной международной академической мобильности, таких как международные научные школы.
Ключквые слова: интернационализация, инженерное образование, магистратура, образовательный модуль.
Введение
Интернационализация образовательной и научной деятельности является неотъемлемым элементом стратегии ведущих российских и мировых вузов [1]. Подготовка современных конкурентоспособных специалистов, востребованных на мировом рынке труда, невозможна без интеграции вуза в международное научное и образовательное пространство и получения студентами опыта международной академической мобильности или общения с приглашенными зарубежными специалистами [2-4].
Интернационализация российских вузов имеет ряд специфических проблем [5-7], среди них одна из самых актуальных – необходимость иноязычной подготовки студентов и, в идеальном случае, создания иноязычной среды в вузе для массового привлечения иностранных студентов и преподавателей [8].
Соответственно, программы интенсивной иноязычной подготовки (в частности, обучение будущих инженеров профессионально-ориентированному иностранному языку) являются важным компонентом процесса интернационализации вуза [9; 10].
Одна из важнейших форм интернационализации – академическая мобильность студентов и
преподавателей в рамках международных грантов, совместных образовательных программ, международных исследовательских проектов и т.д. [11]. Особенно актуальными являются программы на английском языке, так как они позволяют создать совместные образовательные программы с ведущими вузами (например, в странах Евросоюза [12]) и не только привлечь иностранных студентов, но и значительно повысить конкурентоспособность российских молодых специалистов на международном рынке труда. Соответственно, ряд инициатив интернационализации российских вузов представлен либо международными магистерскими программами, либо программами с элементами иноязычной подготовки.
Особенно актуально это для программ инженерного образования, дисциплины которых характеризуются собственной специфической терминологией.
В рамках деятельности Правительства Российской Федерации, Агентства стратегических инициатив, Национальной технологической инициативы ставится задача опережающего развития Российской Федерации и перехода к новому технологического укладу, который основан, в том числе, и на концепции «умных»
материалов. В аналогичных стратегических исследованиях за рубежом отмечается ведущая роль новых технологий в области разработки и получения передовых материалов для ключевых отраслей промышленности уже в ближайшем будущем (2020 г.). В аналитическом отчете Американского стратегического исследовательского центра RAND «Глобальная технологическая революция 2020» [13] выделяются перспективы применения новых материалов, «умных материалов» («smart materials») – таких, как наноматериалы, композиционные материалы, биоматериалы и т.
д.
В ближайшие 15-20 лет следует ожидать устойчивый рост спроса на специалистов инженерного профиля, обладающих компетенциями в области нанотехнологий, материаловедения, «умных» материалов и их практического применения в перспективных технологических отраслях.
Разработка и предложение образовательных продуктов, ориентированных на подготовку подобных специалистов, соответствует долгосрочной стратегии технологического развития РФ и является актуальной задачей для российских инженерных вузов. С другой стороны, программа экспорта российского образования подразумевает трехкратный рост числа иностранных студентов к 2025 г., которые будут демонстрировать растущий спрос на программы на английском языке.
В настоящей работе проанализированы предпосылки к разработке англоязычного модуля «Умные материалы» для существующей магистерской программы на базе Казанского национального исследовательского технологического университета, структура и процесс разработки данного образовательного продукта и его практическая значимость в контексте решения задач интернационализации вуза.
Методология
Анализ предпосылок к разработке англоязычного модуля для магистерской программы осуществлялся путем сравнительного анализа практик по интернационализации инженерного образования в России и Германии в формате посещения немецких вузов в различных регионах страны (Гессен, Саксония-Анхальт и Бавария) и встреч с разработчиками, администраторами, преподавателями. Германия была выбрана потому, что ее вузы предлагают программы инженерного образования мирового уровня на английском языке, при этом Германия изначально не является англоязычной страной. Немецкие университеты предлагают конкурентоспособные программы инженерного образо-
вания для иностранных магистрантов и привлекают большое число иностранных студентов из разных стран. Магистерские программы на английском языке также высоко востребованы немецкими студентами, которые хотят добавить навыки профессионально-ориентированного английского языка в свое портфолио, чтобы быть более конкурентоспособными на международном рынке труда.
Российская система высшего образования ставит перед собой аналогичные цели, при этом для российских студентов английский язык также является иностранным. Германия, вузы которой обладают значительным опытом в области интернационализации высшего образования, может предложить для российских вузов интересные практики для решения задач по разработке и реализации международных образовательных программ.
Сравнительный анализ был проведен в университетах Дармштадта (технический университет Дармштадта), Регенсбурга (университет Регенсбурга) и Мерзебурга (университет прикладных наук Мерзебурга). Было опрошено более 25 чел. В задачи анализа входило выявление мнений, обсуждение опыта и получение практических рекомендаций немецких преподавателей и администраторов по следующим вопросам:
1) мотивация преподавателей и студентов к участию в международных магистерских программах;
2) основная цель разработки международных магистерских программ;
3) процент иностранных студентов, обучающихся в рамках международных магистерских программ;
4) вопросы администрирования и финансирования магистерских программ;
5) лучшие практики привлечения иностранных преподавателей.
Сравнение (бенчмаркинг) позиций немецких партнеров с мнениями российских коллег осуществлялось на основе анализа работы образовательных и международных служб Казанского национального исследовательского технологического университета как одного из ведущих российских вузов, предлагающих магистерские программы в сфере инженерного образования.
Разработка образовательных компонентов модуля осуществлялась на основе лучших практик технического университета Дармштадта (программа «Materials Science») и университета Регенсбурга (программа «Advanced Synthesis & Catalysis»). В рамках модуля была запланирована разработка трех курсов: вводного лекционного курса по «умным» материалам, курса по исследовательским методам для характеризации
«умных» материалов, а также лабораторного практикума, посвященного исследованию су-прамолекулярных систем.
Результаты и их обсуждение
В результате анализа встреч с преподавателями и администраторами вузов Германии, задействованных в разработке, администрировании и реализации международных магистерских программ, была выявилена сходная мотивация (практически стопроцентное совпадение мнений) в российских и немецких вузах в интернационализации образовательных программ: привлечение иностранных студентов, получение дополнительного финансирования от региональных, национальных или международных фондов на реализацию проектов по интернационализации высшего образования, рост карьерных возможностей у немецких и российских студентов, обучающихся по подобным программам.
Меньшее сходство было выявлено в целях разработки международных магистерских программ, которые преследуются в университетах России и Германии. Для российских вузов в последние годы характерна ориентация на разработку программ, ориентированных на экспорт российского образования и получение прибыли от образовательных услуг, оказываемых иностранным студентам (большое внимание, в частности, уделяется маркетингу международных образовательных программ).
Вузы Германии, напротив, придерживаются долгосрочной политики в реализации международных программ магистратуры (образование предоставляется бесплатно), так как многие иностранные выпускники немецких вузов в сфере инженерного образования продолжают работу с немецким бизнесом в своей стране после завершения обучения.
Доля иностранных студентов в разных немецких вузах, по результатам опроса, неодинакова. На некоторых программах (как в университете Регенсбурга) число слушателей из числа немецких студентов доходило до 95%. В университете прикладных наук Мерзебурга более трети студентов, обучавшихся по некоторым программам, являлись иностранными гражданами.
В вузах Германии преобладает децентрализованный подход в плане администрирования, финансирования и разработки международных программ: основное структурное подразделение -это кафедра (в российских вузах существует, как правило, центральное структурное подразделение, которое занимается вопросами магистратуры, для немецких вузов это не характер-
но).
При этом во всех посещенных вузах было отмечено наличие региональных источников финансирования разработки подобных программ магистратуры, которое выделяется на конкурсной основе и также реализуется на уровне кафедры.
Привлечение иностранных преподавателей как в российских, так и в немецких вузах осуществляется в основном за счет международных грантовых программ. Следует отметить программы DAAD и Erasmus+, которые доступны для ученых и преподавателей обеих стран и могут быть полезны в плане реализации инициатив по разработке совместных международных образовательных продуктов.
Среди выявленных различий также следует отметить тот факт, что международные магистерские программы в вузах Германии часто имеют четкую междисциплинарную направленность и могут реализовываться на площадках нескольких вузов как на уровне Германии, так и с привлечением партнеров в Евросоюзе. Магистранты в немецких вузах более активно, чем в России, участвуют в краткосрочных образовательных проектах, таких как летние школы, где могут пройти дополнительное обучение на английском языке.
Немецкие студенты демонстрируют более высокий уровень владения английским языком при поступлении в англоязычную магистратуру, по сравнению с российскими студентами. Большой объем учебной литературы на английском языке доступен для немецких студентов уже на уровне бакалавриата.
По результатам опроса, проведенного при посещении вузов Германии, было принято решение разработать, в качестве нового образовательного продукта, отдельный англоязычный модуль для существующей магистерской программы «Физико-химические основы инновационных технологий надмолекулярно-органи-зованных систем» на базе Казанского национального исследовательского технологического университета. Ввиду выявленных значительных различий в подходах к администрированию образовательных программ в вузах России и Германии, данный формат представляет собой достаточно быстрое решение для выполнения задач интернационализации вуза.
Новая магистерская программа рассматривается в качестве долгосрочного проекта, который может быть реализован в случае успешности данного модуля.
Мотивация в принятии данного решения состояла, во-первых, в привлекательности добавления междисциплинарного компонента к существующей программе подготовки магистров, чтобы студенты могли применять свой опыт,
полученный при изучении различных дисциплин, при посещении курсов в рамках модуля «Smart Materials»: физики, химии, химической технологии, материаловедения, биотехнологии и т.д. Во-вторых, данный модуль был разработан на английском языке, чтобы усилить возможности интернационализации соответствующей магистерской программы. С одной стороны, российские студенты могут получить дополнительные языковые навыки, посещая курсы в рамках данного модуля. С другой стороны, предполагается, что модуль будет интересен иностранным студентам, которые заинтересованы в обучении по краткосрочным (до одного семестра) программам международного обмена [14].
Новый модуль рассчитан также на привлечение иностранных студентов, которые не могут быть зачислены на срок более семестра. Такие студенты могут посещать дисциплины модуля в рамках краткосрочных мероприятий (летних школ или семестровых программ обучения), поскольку в Европейском союзе, Китае и других странах предусмотрена серия грантов, которые обеспечивают финансирование подобных проектов академической мобильности [15; 16].
На втором этапе был использован опыт технического университета Дармштадта в разработке программы «Materials Science» и университета Регенсбурга в разработке программы «Advanced Synthesis and Catalysis» для создания модуля «Smart Materials».
В модуль «Smart Materials», разработанный с учетом анализа лучших практик немецких университетов, вошли четыре компонента. Модуль структурно состоит из двух лекционных курсов: «Introduction to Smart Materials» (введение в «умные» материалы) и «Research Methods for Smart Materials» (исследовательские методы для «умных» материалов), лабораторного практикума «Микрожидкостные методы для получения на-ночастиц, умных полимеров и смарт-систем».
По каждому из лекционных курсов также опубликовано соответствующее учебное пособие.
В рамках курса «Introduction to Smart Materials» рассматриваются различные классы «умных» материалов, обсуждаются технологии их получения. Курс «Research Methods for Smart Materials» посвящен различным аналитическим методам, которые активно применяются для изучения и характеризации «умных» материалов (электронная микроскопия, атомно-силовая микроскопия, рентгеноструктурный анализ и т.д.).
Практический курс «Микрожидкостные методы для получения наночастиц, умных полимеров и смарт-систем» был разработан по итогам встреч с представителями Института микро- и нанофлюидики Технического университе-
та Дармштадта. Микрофлюидика является передовым междисциплинарным направлением исследований; соответствующие экспериментальные методики представляют интерес для специалистов в области химии, материаловедения, химической технологии, биотехнологии и т.
д.
В результате анализа было также принято решение разработать дополнительные методические материалы на основе курсов модуля для подготовки будущих магистров. Материалы были опубликованы в форме учебного пособия с упражнениями по освоению специфической терминологии «Smart Materials: Handbook for English Learners» («Умные» материалы: пособие для изучающих английский язык). Учебное пособие «Smart Materials: Handbook for English Learners» содержит ряд упражнений, основанных на материалах первых двух пособий и предназначенных для освоения студентами соответствующей англоязычной терминологии.
Другой практический итог анализа лучших практик немецких вузов заключается в том, что международные летние школы стали рассматриваться как перспективный формат для апробации компонентов разработанного образовательного модуля. Одной из таких школ станет проходящая на базе КНИТУ летняя школа Программы Фулбрайта, в рамках которой будет апробирован экспериментальный компонент настоящего модуля.
Заключение
Реализованный проект по разработке модуля «Smart Materials» для магистерской программы «Физико-химические основы инновационных технологий надмолекулярно-организованных систем» предоставляет дополнительные возможности для повышения конкурентоспособности российских молодых специалистов на международном рынке труда, а также, в перспективе, станет новым инструментом по привлечению иностранных абитуриентов в вуз.
По итогам разработки модуля данный образовательный продукт будет использоваться для обучения студентов факультета в рамках основных образовательных программ, а также в качестве компонента краткосрочных академических инициатив, таких как международные летние школы.
Основной вклад в разработку данного модуля внесло сотрудничество с вузами Германии на основе комплекса международных связей университета.
Интернационализация образовательных и научных связей вуза позволила привлечь к разработке модуля, в качестве консультантов, преподавателей и администраторов ряда вузов Германии,
имеющих опыт в разработке аналогичных образовательных программ. В свою очередь, участие немецких партнеров позволило внедрить интересные решения в образовательный модуль, такие как экспериментальный практикум с применением микрофлюидных методов анализа.
С другой стороны, ориентация данного продукта на решение задач интернационализации вуза, начиная со стадии проектирования модуля (подготовка образовательный материалов на английском языке), предоставила возможность использования компонентов модуля для реализации краткосрочных международных образовательных программ, таких как запланированные вузом международные школы для молодых ученых.
Особый интерес заслуживает ориентация немецких вузов на долгосрочные итоги реализации своих образовательных программ с позиции «мягкой силы» и мотивирования выпускников на сотрудничество с немецким бизнесом и промышленностью в горизонте 10-15 лет после выпуска.
Данный подход может быть полезен российским университетам для интернационализации программ инженерного образования с привлечением ресурсов зарубежных предприятий и других организаций, в которых работают иностранные выпускники вуза. Для реализации данного подхода целесообразно обратиться к опыту вузов США по организации сети выпускников (alumni) и их дальнейших встреч в вузе. Один из интересных подобных проектов, реализованных в Республике Татарстан, – программа по организации встреч соотечественников, работающих за рубежом.
Автор выражает признательность проф. Штеффену Хардту (Технический университет Дармштадта) и проф. Буркхарду Кёнигу (У нивер-ситет Регенсбурга, Германия) за обсуждение аспектов создания и реализации программ магистратуры в области инженерного образования.
Работа выполнена при финансовой поддержке Благотворительного фонда Владимира Потанина (автор -победитель конкурса Стипендиальной программы Владимира Потанина 2017/2018), проект № ГСГК-25/18).
Список литературы
1. Altbach P.G. The Internationalization of Higher Education: Motivations and Realities // Journal of Studies in International Education. 2007. V. 11. № 3/4. Р. 290-305.
2. Зиятдинова Ю.Н., Безруков А.Н. Интернационализация инженерного образования // Профессиональное образование. Столица. 2016. № 5. С. 21-23.
3. Ziyatdinova J., Ivanov V.G., Bezrukov A., Osipov P., Sanger P.A. Going Globally as a Russian Engineering University // ASEE Annual Conference and Exposition, Conference Proceedings 122, Making Value for Society.
Сер. «ASEE’s 122nd Annual Conference and Exposition: Making Value for Society». 2015. P. 26.823.126.823.12.
4.
Nurutdinova A.R., Dmitrieva E.V., Gazizulina L.R., Tarasova N.M., Galiullina E.I. Nature and principles of the phenomenon of higher education integration: mechanisms of implementation, pros and cons, the effectiveness and the management // IEJME: Mathematics Education. 2016. № 6. Р. 1697-1712.
5. Ziyatdinova J.N., Osipov P.N., Bezrukov A.N. Global Challenges and Problems of Russian Engineering Education Modernization // Proceedings of 2015 International Conference on Interactive Collaborative Learning, ICL 2015. Р. 397-400.
6. Зиятдинова Ю.Н., Осипов П.Н., Безруков А.Н., Валеева Э.Э., Султанова Д.Ш. Интернационализация инженерного образования. Российский вариант: Монография. Казань: КНИТУ, 2015. 256 с.
7. Акульшина А.В., Галушко Д.В. Интернационализация высшего образования и национальные интересы: пути гармонизации // Вестник Нижегородского университета им.
Н.И. Лобачевского. Сер. Социальные науки. 2015. № 3 (39). С. 165-171.
8. Валеева Э.Э., Безруков А.Н. Новые методики обучения профессионально-ориентированному иностранному языку в рамках интернационализации инженерного образования // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1-1. С. 430-436.
9. Bezrukov A., Ziyatdinova J. Internationalizing Engineering Education: a Language Learning Approach // Proceedings of 2014 International Conference on Interactive Collaborative Learning, ICL 2014. Р. 299-302.
10. Газизулина Л.Р. Роль иноязычной подготовки в профессиональном развитии аспирантов // Глобальный научный потенциал. 2019. № 2(95). С. 75-78.
11. Ватолкина Н.Ш., Федоткина О.П. Академическая мобильность студентов в условиях интернационализации высшего образования // Университетское управление: практика и анализ.
2015. № 2(96). С. 17-26.
12. Горылев А.И., Камынина Н.Р. Совместные образовательные программы как инструмент построения единого европейского пространства высшего образования // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. Сер. Социальные науки. 2015. № 3 (39). С. 183-189.
13. The Global Technology Revolution 2020, In-Depth Analysis // Сайт rand.org. Режим доступа: URL: https://www.rand.org/content/dam/rand/pubs/technical_r eports/2006/RAND_TR303.pdf.
14. Ziyatdinova J., Bezrukov A., Sanger P.A., Osi-pov P. Best Practices of Engineering Education Internationalization in a Russian Top-20 University // ASEE 2016 International Forum. Paper ID #17590.
15. Bezrukov A., Ziyatdinova J., Sanger P., Ivanov V.G., Zoltareva N. Inbound International Faculty Mobility Programs in Russia: Best Practices // Advances in Intelligent Systems and Computing.
2018. V. 715. Р. 260-265.
16. Олейникова О.Н. Интернационализация высшего образования в Российской Федерации и программа Темпус // Вестник Тверского государственного университета. Серия: История. 2011. № 26. С. 8-14.
DEVELOPMENT OF THE «SMART MATERIALS» MODULE IN ENGLISH FOR INTERNATIONALIZATION
OF MASTER’S TRAINING PROGRAMS
A.N. Bezrukov
Kazan National Research Technological University
In this paper, we examine an approach to internationalization of a Master’s degree program by developing an additional module in English. German universities were selected for benchmarking to analyze the best practices of countries developing similar academic products to attract foreign students and to provide international dimension for their domestic students by offering them training programs in English.
The experience of TU Darmstadt, Regensburg University and Merseburg University of Applied Sciences in developing and implementing Master’s degree programs in chemistry, chemical engineering and materials science contributed to developing the «Smart Materials» module for an existing Master’s degree program at the Kazan National Research Technological University. The contribution of this module to internationalization of academic activities at the university is discussed and short-term academic mobility projects are represented as a relevant best practice.
Keywords: internationalization, engineering education, Master’s training, education module.
Умные материалы: что это такое, примеры и приложения
Эволюция человека связана с манипулированием окружающей средой. Со времен первого гоминида, который использовал камень в качестве инструмента – или кость в соответствии с культовой сценой из 2001 года: Космическая одиссея – мы пришли к выводу, что это наука о материалах.
Эта дисциплина использует физику, химию и инженерию для изучения того, как образуются материалы и каковы их физические свойства, а также для открытия и разработки новых материалов , таких как интеллектуальные материалы, для поиска новых применений, применимых в любом секторе.
ЧТО ТАКОЕ УМНЫЕ МАТЕРИАЛЫ?
Интеллектуальные материалы – это материалы , на которые манипулируют для контролируемой и обратимой реакции, изменяя некоторые из своих свойств в результате внешних воздействий , таких как определенное механическое напряжение или определенная температура, среди прочего. Из-за своей отзывчивости интеллектуальные материалы также известны как адаптивные материалы. Их обычно переводят как «активные» материалы, хотя точнее было бы сказать «реактивные» материалы.
Например, мы можем говорить о спортивной одежде с вентиляционными клапанами, которые реагируют на температуру и влажность, открываясь, когда владелец вспотел, и закрываясь, когда тело остывает, о зданиях, которые адаптируются к атмосферным условиям, таким как ветер, жара или дождь, или о лекарствах, которые попадают в кровоток при обнаружении вирусной инфекции.
ВИДЫ УМНЫХ МАТЕРИАЛОВ
В настоящее время существуют различные типы интеллектуальных материалов, и каждый день появляются новые, благодаря инвестициям в исследования и разработки.Среди них следует выделить следующие:
Пьезоэлектрические материалы
Они могут преобразовывать механическую энергию в электрическую и наоборот. Например, они изменяют свою форму в ответ на электрический импульс или производят электрический заряд в ответ на приложенное механическое напряжение.
Материалы с памятью формы
Они обладают способностью изменять форму, даже возвращаясь к своей первоначальной форме, при воздействии источника тепла, среди других раздражителей.
Хромоактивные материалы
Они меняют цвет, когда подвергаются определенным колебаниям температуры, света, давления и т. Д. В настоящее время они используются, в частности, в таких секторах, как оптика.
Магнитореологические материалы
Они меняют свои свойства под воздействием магнитного поля. Например, в настоящее время они используются в амортизаторах для предотвращения сейсмических колебаний в мостах или небоскребах.
Фотоактивные материалы
Есть несколько типов: электролюминесцентные элементы излучают свет, когда на них подаются электрические импульсы, флуоресцентные лампы отражают свет с большей интенсивностью, а фосфоресцентные элементы могут излучать свет после того, как первоначальный источник исчез.
ПРИМЕРЫ И ПРИМЕНЕНИЕ УМНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Материаловедение – это постоянный источник новостей о новых открытиях, которые могут произвести революцию в нашем будущем. Ниже мы рассмотрим некоторые из самых удивительных материалов за последние годы:
- Синтетическая паутина. Этот материал не только в пять раз прочнее стали, но и обладает большой эластичностью. Его потенциальные применения включают: пуленепробиваемую одежду, искусственную кожу от ожогов или водостойкие клеи.
- Сморщивание. Его основной компонент – хитин, углевод, содержащийся в панцирях криля. Он был создан исследователями из Гарвардского университета и считается идеальным заменителем пластика – поскольку время его разложения составляет всего две недели, а также он действует как стимулятор роста растений.
- Графен. Его потенциальные возможности использования практически безграничны: батареи с большей автономностью, более дешевые фотоэлектрические солнечные элементы, более быстрые компьютеры, гибкие электронные устройства, более устойчивые здания, бионические конечности и т. Д.Все это возможно благодаря их многочисленным свойствам.
Основные свойства графена.
СМОТРЕТЬ ИНФОРМАЦИЮ: Основные свойства графена [PDF]
- Метаматериалы. Они производятся в лаборатории с необычными физическими свойствами, не встречающимися в природе, и являются предметом исследований в таких областях, как военная промышленность, оптика или телефония. Они могут, например, изгибать электромагнитные волны света, создавая отрицательный показатель преломления.
- XPL. Это полимер на основе силикона, который прилипает к дерме как вторая кожа. Созданный учеными Массачусетского технологического института (MIT), он воспроизводит внешний вид молодой, здоровой кожи, омолаживая внешний вид ее владельца.
Кроме того, есть и другие материалы, которые в последние годы попали в заголовки газет. К ним относятся станен, который может стать суперконденсатором будущего; силикон, который многие сравнивают с графеном; диоксид ванадия, способный передавать электричество без выделения тепла, что обещает произвести революцию в электронике; а также термохромный цемент и самовосстанавливающийся бетон, предназначенные для повышения энергоэффективности жилья и увеличения срока службы зданий соответственно.
Одной из областей исследований, в которых наука о материалах наиболее продвинулась в последние годы, является разработка новых материалов для использования в 3D-печати, которые уже используются в таких различных секторах, как дизайн, медицина, архитектура и пищевая промышленность. Наиболее широко используются термопласты, особенно полимолочная кислота (PLA) и акрилонитрилбутадиенстирол (ABS), которые используются в корпусах мобильных телефонов, игрушках и кузовах автомобилей. Умные материалы также начинают печататься благодаря принтерам 4D.
Умные материалы
Smart Material Engineering ServicesИнженеры Midé обладают уникальным обширным опытом в области применения интеллектуальных материалов. Смарт-материалы – это материалы, которые реагируют на изменения в окружающей среде, а затем претерпевают изменение свойств материала. Эти изменения свойств могут быть использованы для создания исполнительного механизма или датчика из материалов без какого-либо дополнительного управления или электроники. Инженеры Midé понимают преимущества и ограничения каждого материала, поэтому можно предложить подходящее решение для каждого приложения нашего клиента.Миде обладает опытом, необходимым для поиска материалов, проектирования и изготовления прототипов, выполнения моделирования и моделирования, а также для производства продуктов. Варианты интеллектуальных материалов имеют широкий диапазон, о чем свидетельствует приведенный ниже список наших сенсорных комплектов.
Продукты Smart Material
Виды умных материалов
Пьезоэлектрики:
Пьезоэлектрические материалы преобразуют электрическую энергию в механическую и наоборот. Они предлагают широкий спектр функций и могут использоваться в качестве исполнительных механизмов (обеспечивают напряжение для создания движения), датчиков, таких как многие акселерометры, и сборщиков энергии, поскольку заряд, генерируемый при движении, может быть собран и сохранен.Обычные области применения пьезоматериалов – это воспламенители и приводы для струйных принтеров. Midé успешно продает комбайны для сбора энергии, тактильные приводы, приводы пьезоклапанов и устройства управления потоком.
Сплавы с памятью формы:
Наиболее распространенным сплавом с памятью формы является нитинол, который первоначально был разработан Военно-морской лабораторией. SMA обладают способностью изменять фазу в зависимости от температуры и в этом процессе генерировать силу или движение.Они обладают относительно высокой энергией, но двигаются медленно. Обычно приложения включают в себя трансформируемые структуры, термические триггеры и некоторые приложения для поглощения энергии высокой деформации. В число усовершенствованных материалов, которые все еще находятся в стадии разработки, входят магнитно-активированные сплавы с памятью формы.
Магнитострикционный:
Подобно пьезоэлектрическим материалам, которые реагируют на изменения электрических полей, материалы этого класса реагируют на изменения магнитных полей и могут выступать в качестве исполнительного механизма или датчика при деформации.Хотя они могут работать хорошо, они демонстрируют большой гистерезис, который необходимо компенсировать при использовании материала в датчиках.
Полимеры с памятью формы:
Полимеры с памятью формы (SMP) похожи на сплавы с памятью формы, за исключением очевидного факта, что они сделаны из полимерной матрицы. Они обладают гораздо большей восстанавливаемой деформацией, чем сплавы, но обычно при меньших усилиях. Морфирование структур на сегодняшний день является наиболее популярной областью SMP.
Гидрогели:
Гидрогелимогут быть адаптированы для поглощения и удержания воды или других жидкостей при определенных условиях окружающей среды.Гидрогели используются уже давно, особенно в одноразовых подгузниках. Однако ключевой особенностью гелей является их химическая адаптация к различным раздражителям. Midé также запатентовала метод встраивания гелей в пену, который позволяет создавать системы с гелями, такие как гидрогелевые активируемые уплотнения вала переборки.
Электроактивные полимеры:
Есть много форм электроактивных полимеров, и многие из них все еще уточняются. Они обладают большим потенциалом, поскольку гибкость в использовании дает преимущества по сравнению с некоторыми из металлов и керамики, упомянутых выше.Наиболее типичные приложения включают сбор энергии и зондирование (см. Комплект разработчика Stretchsense), однако некоторые исследователи обращают внимание на высоковольтные и слаботочные приводы.
Двухкомпонентные волокна:
Адаптивная теплоизоляция позволяет использовать умную одежду, которая может изменять свои тепловые свойства в зависимости от окружающей среды. Midé разработала технологию двухкомпонентного волокна, при которой два разных материала совместно экструдируются вместе, что позволяет изменять форму в зависимости от температуры окружающей среды.
Нажмите, чтобы скачать
Smart Material – обзор
V Воздействие «умных материалов»
Умные материалы – это материалы, которые создают электрическое напряжение при деформации (например, «прямой» пьезоэлектрический эффект) и / или деформируются при воздействии электрические или магнитные поля или изменения температуры. Примеры последнего поведения включают пьезоэлектрические материалы («обратный» пьезоэлектрический эффект), магнитострикционные материалы и сплавы с «памятью формы» (которые меняют состояния и, таким образом, размеры или формы, в зависимости от температуры), соответственно.Характеристика измерения деформации дает пьезоэлектрикам потенциал для использования в качестве датчиков, деформационное поведение последних трех, потенциал в качестве исполнительных механизмов. Среди уникальных свойств таких материалов для использования в системах авионики – возможность распределения их по всей конструкции, а не их сосредоточения в определенных точках, как такие датчики, как акселерометры или тензодатчики, или как исполнительные механизмы, которые приводят во вращение панель управления, например. В некоторых приложениях также доступна очень высокая частотная характеристика.В тех случаях, когда распределенное зондирование имеет преимущества, интеллектуальные материалы рассматриваются для внедрения в качестве «просто еще одного волокна» в усовершенствованные нитевидные композитные материалы, и внедрение может также рассматриваться для распределенного срабатывания, но обычно на поверхности конструкции.
Использование интеллектуальных материалов и структур также является перспективным для более пространственно непрерывных вариаций форм и других свойств с устранением неоднородностей в углах наклона на поверхности, что часто важно с точки зрения аэродинамики.
Пьезоэлектрические материалы особенно перспективны для функций авионики, требующих высокочастотного считывания и / или срабатывания. Например, разрабатываются методы, которые могут быть интегрированы в системы управления газотурбинным двигателем, чтобы обеспечить повышение производительности турбомашин и снижение химических и / или твердых элементов в их выхлопе, вредных для окружающей среды. Рабочие характеристики турбинного двигателя обычно улучшаются по мере приближения их работы к остановке компрессора. И все же остановка в эксплуатации недопустима.Было показано, что управление с обратной связью способно расширить эффективный стабильный диапазон расхода осевых компрессоров и устранить постоянные возмущения, которые в противном случае могли бы вызвать в системе вращающийся срыв.
Что касается достижения более эффективного и «чистого» горения, ключевым моментом является предотвращение нестабильности горения. Такая нестабильность может включать акустические колебания большой амплитуды, достаточные для того, чтобы вызвать механическое или термическое повреждение, и пассивные подходы к их предотвращению, как правило, не являются удовлетворительными.С другой стороны, испытания с использованием активных систем управления оказались многообещающими. Датчик давления на входе в камеру сгорания, где все аксиальные акустические моды, как ожидается, будут значительными, может обеспечить сигнал, обрабатываемый таким образом, чтобы модулировать поток вторичного газообразного топлива в камеру сгорания, с изменением коэффициента усиления и фазы с характеристиками стабильности. в настоящее время. Привод вторичной топливной форсунки требует переменной частоты модуляции от 0 до 1500 Гц, и процессор должен полагаться на «наблюдателя», чтобы «идентифицировать амплитуды, частоты и фазы нескольких режимов камеры сгорания в реальном времени» (Loewy, 2000).На момент написания этой статьи представляется, что топливная форсунка, подходящая для такого автоматического регулятора нестабильности горения, с использованием интеллектуальных материалов, может быть интегрирована в существующие системы подачи топлива двигателя. Как вышеупомянутые применения компонентов и методов авионики, так и, предположительно, другие, для проектирования и эксплуатации «интеллектуальных газотурбинных двигателей» представляются весьма вероятными в какой-то момент в будущем.
Хотя никаких приложений «умных материалов» в системах авионики любого типа в самолетах, находящихся в настоящее время в эксплуатации, не появилось, они по-прежнему имеют большие перспективы: например, для уменьшения вибрации конструкции, возникающей в результате столкновения хвостового оперения; для увеличения скорости самолета, при которой панели, подверженные воздушному потоку, будут трепетать; изменить крутку – и тем самым улучшить работу лопастей ротора; и производить подъемные поверхности (крылья и хвосты), в частности те, которые сконструированы из нитевидных композитных материалов «на заказ», которые будут иметь превосходные характеристики аэроупругой устойчивости.
Что это такое и как ими пользоваться?
Определение интеллектуальных материалов
Умные материалы – это материалы, реагирующие на внешние воздействия и обладающие одним или несколькими свойствами. Мы могли бы также назвать их адаптивными материалами. Эти объекты могут изменять форму или поведение под воздействием горячей воды, давления, химических веществ, света или тепла.
Различия между процедурами 3D-печати и 4D-печати. Диаграмма Жан-Клода Андре | Научный консультант INSIS
Эти интеллектуальные материалы могут даже собираться самостоятельно, когда вы к ним прикоснетесь.Когда к такому объекту применяется стимул, он может трансформироваться в совершенно новую форму, поскольку эти материалы реагируют на внешнюю среду.
Материалы, вдохновленные природой: потенциал целлюлозы
Исследователи из Бристольского университета и Университета Бата работают над объектами, созданными с помощью биоинспекций. Например, их вдохновило поведение сосновой шишки в воде. Действительно, погруженная в воду сосновая шишка меняет форму и втягивается.
В этом эксперименте исследователи работали с целлюлозой. Целлюлоза – действительно абсорбирующий материал, а также самый распространенный органический полимер на Земле. Они решили использовать этот материал, способный смыкаться, как сосновая шишка, при контакте с водой, чтобы создать чернила, объединяющие гидрогель, частицы глины и целлюлозную массу. Этот эксперимент приводит к созданию умного материала, способного реагировать на раздражитель.
Вдохновение природой – не новый метод для исследователей.На самом деле это называется биомимикрией. Этот процесс помогает нам разрабатывать новые материалы, открывающие новые производственные возможности. Мы можем наблюдать за природой, извлекать уроки из нее и использовать ее во благо. Чтобы узнать больше о биомимикрии, прочтите нашу последнюю запись в блоге об этом!
Полимеры с памятью формы
Полимеры с памятью формы – это интеллектуальный материал, обеспечивающий действительно большую упругую деформацию в ответ на раздражители окружающей среды. Чтобы изменить свою форму и развить эластичность, материал должен подвергаться воздействию тепла, света, электричества, влаги.
Вот видео, показывающее полимеры с памятью формы:
Эти полимеры с памятью формы изготавливаются с использованием проекционной микростереолитографии.
Применение интеллектуальных материалов для детских сердечно-сосудистых устройств
Введение в нитинол.
NiTi или нитинол представляет собой сплав никель-титан с памятью формы. Нитинол – это пневмоэлемент для никель-титанового сплава, разработанный Бюлером в начале 1960-х годов в Военно-морской лаборатории. Хотя первоначальное применение для памяти формы и псевдоупругого NiTi было в промышленности, позже было обнаружено, что он биологически инертен.Это более позднее открытие в сочетании с его псевдоупругим откликом сделало его идеальным для использования в различных медицинских приложениях. В частности, он идеально подходит для транскатетерного использования, когда развертывание устройства является основной задачей. Достаточно уникальное термическое / механическое индуцированное фазовое превращение от мартенсита в аустенит (или наоборот) приводит к появлению у нитинола памяти формы и псевдоупругих свойств. В низкотемпературной мартенситной фазе (моноклинное состояние) нитинол очень пластичен из-за обратимого движения границ двойников (в отличие от движения дислокаций в большинстве металлов) и может быть сжат в катетеры.При нагревании (во многих случаях просто до температуры тела) нитинол превращается в свою родительскую фазу, аустенит, имеющий кубическую кристаллическую структуру.
При фазовом превращении в кубическое или аустенитное состояние нитинол восстанавливает свою первоначальную форму и устраняет деформацию, вызванную в мартенситном состоянии. Эту исходную форму можно придать материалу путем простой термообработки материала с ограничением формы вблизи его температуры кристаллизации (500 ° C) в течение нескольких минут.Следовательно, нитинол можно «научить» восстанавливать практически любую форму, пока деформации не превышают 10%. Для сравнения, другие конкурентоспособные эластичные материалы, такие как хирургическая сталь и титан, имеют упругую деформацию не более 1%. Таким образом, нитинол можно сжать до физических размеров, существенно меньших, чем у других конкурирующих эластичных материалов, при этом упруго восстанавливая свою первоначальную форму. В дополнение к этим уникальным структурным свойствам нитинол оказался биосовместимым.
Нитинол также известен своей устойчивостью к образованию тромбов и не кальцифицируется (1–9). На поверхности нитинола образуется тонкий слой оксида титана, аналогичный тому, который образуется на Ti, и предотвращает коррозию или реакцию основного материала в физиологических растворах. Хотя долгосрочные эффекты оксида титана in vivo широко не изучены, возможно, что слой оксида титана, который образуется на устройствах NiTi в сосудистой системе, может предотвратить интенсивное выщелачивание никеля в организм.Конечно, возможны аллергические реакции на никель-титановые устройства, размещенные в сердечно-сосудистой системе. Если они действительно происходят, эти реакции, безусловно, очень редки и могут не возникнуть. Безусловно, необходимо провести долгосрочные исследования устройств NiTi, помещенных в сосудистую сеть, для оценки аллергических реакций, а также вымывания никеля и долгосрочного воздействия на местные ткани. На сегодняшний день нет необходимости в эксплантации сердечно-сосудистого устройства Amplatzer NiTi из-за аллергической реакции (личное сообщение с AGA Medical, Golden Valley, MN).
Стенты NiTi.
Наиболее очевидным и широко используемым применением нитинола было создание стентов для стенозированных или закупоренных кровеносных сосудов. «Саморасширяющиеся» стенты изготавливаются из нитинола. Эти стенты можно охлаждать и сжимать в оболочку вне тела, когда нитинол находится в своей мартенситной фазе (мартенсит NiTi очень пластичен). После правильного размещения внутри тела эти стенты нагреваются до температуры тела, они переходят из мартенсита в аустенит, а когда они выталкиваются из внешней оболочки внутри тела, они распрямляются, приобретая полностью расширенную форму, в которой они были обучены. аустенитная форма (рис.1). Нитиноловые стенты позволили избранной группе пациентов избежать хирургического вмешательства. В педиатрии саморасширяющиеся стенты нашли свое применение для стентирования открытого артериального протока у пациентов с цианозом и врожденным пороком сердца (10–12).
Рисунок 1Перегородочный окклюдер амплатцера для транскатетерного закрытия ДМПП – он имеет проволочный каркас из NiTi и три полиэфирные мембраны, вшитые внутри. Его можно свернуть и поставить с катетером.
Запорные устройства NiTi.
Нитинол в массе также использовался для создания детских устройств, предназначенных для закрытия отверстий в сердце [дефекты межпредсердной перегородки (ASD) и дефекты межжелудочковой перегородки (VSD)], а также открытого артериального протока (PDA). Как и в случае стентов, сплавы с памятью формы идеально подходят для использования в устройствах такого типа, поскольку их можно «обучить» формировать определенные формы при температуре тела, а также их можно охлаждать до мартенситной формы и сжимать в очень маленькие катетеры.
Нитиноловые закрывающие устройства ASD, патентное овальное отверстие (PFO), VSD и PDA, производимые AGA Medical (Голден Вэлли, Миннесота), были первоначально разработаны Куртом Амплатцем, М.Д. (врач-радиолог). Эти устройства значительно улучшили лечение этих основных врожденных пороков сердца. Все устройства построены из сетчатых трубок из плетеной проволоки NiTi (используемые проволоки NiTi имеют диаметр всего 0,003 дюйма) и имеют форму, соответствующую любой общей форме, необходимой для закрытия данного врожденного порока сердца. Например, перегородочный окклюдер Amplatzer для закрытия ДМПП образует два диска с перемычкой между ними, и его можно легко доставить, чтобы он оставался стабильным даже при бьющемся сердце.Устройства ASO могут поставляться в оболочках размером до 6 Fr и в размерах вплоть до устройств, подходящих для закрытия ASD от 35 мм до 4 см (для более крупных устройств требуется оболочка до 12 Fr; см. Рис.1) (3, 12). Большинство устройств Amplatzer сконструированы таким образом, что сердце может адаптироваться к форме устройства.
Устройства для закрытия ASD, VSD, PFO и PDA позволили более чем 50 000 пациентов с врожденными пороками сердца пройти нехирургическое закрытие этих значительных врожденных пороков сердца.Помимо AGA Medical, многие другие компании в настоящее время используют ряд различных конструкций для закрывающих устройств ASD, PFO и PDA. Почти все эти устройства используют уникальные свойства памяти формы нитинола (13–18). Следует отметить, что нитиноловая спираль производства pfm Medical (Кельн, Германия) в настоящее время используется для закрытия как КПК, так и небольших VSD (19).
Тонкопленочный NiTi.
Тонкие пленки определяются как имеющие толщину от 1 до 15 мкм – больше, чем «тонкие пленки». (Для справки номинальная толщина волос 50 мкм.) В течение последних двух десятилетий исследователи безуспешно пытались изготовить тонкопленочный нитинол. Изготовление тонкопленочного нитинола было предпринято с помощью вакуумного испарения, импульсного испарения, ионно-лучевого распыления и лазерной абляции (20-25). Большинство из этих подходов к производству были безуспешными для получения качественной тонкой пленки, необходимой в медицинских приложениях. Вакуумное напыление, которое включает в себя выбивание атомов из материала мишени и направление их к образованию тонкой пленки на подложке в вакууме с чрезвычайно низким давлением (рис.2), был использован в попытках получить высококачественный тонкопленочный нитинол. Этот подход в настоящее время является обычно предпочтительным методом изготовления тонких пленок из-за управляемости и стабильности процесса. Поскольку для нанесения «наносинтеза» методом напыления требуется сверхчистая вакуумная камера (менее 10 −12 торр), в процессе производства вводится очень мало загрязняющих веществ.
Рисунок 2( A ) Схематическое изображение производства тонкопленочных пластин NiTi вакуумным напылением.( B ) Фотография плазмы NiTi внутри вакуумной камеры во время напыления.
Хотя общий процесс напыления различных материалов успешно используется во многих отраслях промышленности, лишь несколько групп смогли произвести высококачественные тонкие пленки нитинола с использованием метода напыления (18–21). Недавно наша группа обнаружила, что нагрев мишени во время процесса распыления создает однородные пленки, которых нет в обычных процессах распыления (26).Наличие достаточного опыта работы с этим конкретным процессом позволяет довольно точно контролировать состав пленки, а также однородность во время технологии напыления. Также был определен целевой состав и температуры отжига (27), необходимые для получения тонких пленок нитинола с температурами перехода в желаемом температурном диапазоне для медицинских приложений. Эти достижения должны облегчить внедрение и последующее использование тонкопленочного NiTi в биомедицинских устройствах.
Поскольку тонкая пленка NiTi с предсказуемой температурой перехода может быть получена с помощью напыления, этот процесс теперь можно использовать для производства тонкой пленки NiTi для биомедицинских приложений.Несколько групп и компаний, включая ABPS (Advanced Bioprosthetic Surfaces, Сан-Антонио, Техас), в настоящее время активно разрабатывают медицинские устройства с тонкопленочным нитинолом.
Тонкопленочные никель-титановые транскатетерные клапаны сердца.
Тонкопленочный нитинол обладает благоприятными биологическими и эластичными свойствами, что делает его идеальным материалом для транскатетерных сердечных клапанов. Поскольку нитинол также обладает памятью формы, целые сердечные клапаны (створки и поддерживающая структура) могут быть полностью изготовлены из нитинола, так что их можно сжать в катетер и доставить в сердце без использования искусственного кровообращения и без инвазивной хирургической процедуры.
Тонкопленочный сердечный клапан из нитинола может представлять собой идеальный гибридный клапан: он может обладать биологической совместимостью и нетромбогенностью тканевых клапанов и долговечностью механического клапана (нитинол обладает очень впечатляющими усталостными свойствами). Хотя тканевые клапаны в настоящее время устанавливаются чрескожно как в аортальном, так и в легочном положениях, ни один из доступных в настоящее время транскатетерных клапанов не имеет створок с памятью формы, ни один из них не обладает долговечностью механического клапана, и все клапаны, которые в настоящее время проходят испытания, требуют оболочки> 18– 19 Пт.Транскатетерные клапаны, содержащие тонкую пленку нитинола, безусловно, будут иметь более низкий профиль (даже менее 5 Fr), будут иметь створки с памятью формы и, вероятно, будут иметь очень хорошие усталостные свойства (при правильной конструкции).
Команда под руководством доктора медицины Хулио Палмаза, доктора медицины Стивена Бейли и Криса Баноса из ABPS разработала и начала испытания на животных полулунного тонкопленочного сердечного клапана NiTi. Клапан ABPS состоит из створок, сделанных из 10 мкм мембран из тонкопленочного нитинола, который стал очень гибким за счет включения нескольких равномерно расположенных небольших окон.Эти мембраны, называемые «эНитинол», достаточно гибкие, чтобы их можно было использовать в качестве створок в конструкции полулунного клапана. Створки предназначены для обслуживания очень гибких каркасов для роста эндотелиальных клеток – это, по сути, превращает этот полностью металлический клапан в тканевой клапан посредством нормальной биологической реакции. ABPS «мембрана PercValve из eNitinol» имеет элегантно спроектированные поддерживающие леса, которые позволяют ей быть саморасширяющейся. Сердечный клапан ABPS может сжаться в оболочку 10 Fr, и аналогичный клапан, предназначенный для использования в венозной системе, может быть доставлен через 4.Оболочка 8 Fr (рис. 3).
Рис. 3( A ) Чрескатетерный сердечный клапан ABPS, изготовленный из фенестрированной тонкопленочной мембраны eNiTi и проволочного каркаса из нитинола (вид сбоку). ( B ) Вид сверху. ( C ) Частично сложился в оболочку 10 Fr.
Субкоронарные имплантации саморасширяющегося клапана ABPS PercValve были выполнены в исследованиях на животных. Было показано, что клапаны имеют очень низкое давление открытия и полностью эндотелизируются через 10 дней.Как и следовало ожидать, эти тонкопленочные NiTi клапаны, безусловно, не кальцифицируются и имеют очень низкий профиль – особенно по сравнению с транскатетерными клапанами, которые в настоящее время проходят испытания на людях. Несмотря на то, что в настоящее время проводятся испытания, эти клапаны могут иметь уникальные преимущества в плане герметизации кольцевого пространства клапана и повышения долговечности клапана. Поскольку они быстро эндотелизируются, они, безусловно, биологически безопасны. Их, безусловно, можно сделать достаточно низкопрофильными для использования даже у маленьких детей (<5 Fr).
В настоящее время в лаборатории активных материалов Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе изучается возможность использования тонкопленочного NiTi для создания сердечных клапанов, вводимых через кожу для использования в педиатрии. Наша группа использовала тонкую пленку NiTi для создания сердечного клапана, который в настоящее время проходит лабораторные испытания и испытания на животных (27). Мы обнаружили, что нефенестрированный тонкопленочный нитинол был слишком жестким для использования в полулунном клапане. Таким образом, мы использовали нефенестрированный тонкопленочный нитинол для создания двухстворчатых клапанов из полукруглых кусочков тонкой пленки NiTi.Этот клапан больше похож по конструкции на другие биопротезные механические клапаны, но также предназначен для быстрой эндотелизации для улучшения функции. Однако его конструкция значительно усложнила свертывание по сравнению с клапаном ABPS.
Тонкопленочные NiTi области применения: покрытые стенты.
Хотя традиционные стенты представляют собой неокклюзионные металлические каркасы, лечение многих заболеваний зависит от способности использовать «покрытый стент», способный как открывать сосуды, так и обеспечивать окклюзионную границу между стентом и сосудом.Покрытые стенты используются для стентирования сосудов, которые подвержены риску разрыва (или уже разорвались), являются аневризматическими или имеют высокий риск стеноза внутри стента. Следующее поколение стентов может быть значительно улучшено за счет использования тонкопленочных материалов NiTi: тонкопленочный нитинол не только может улучшить биологический ответ на стент, но и может позволить изготавливать стенты с очень низким профилем, покрытые, подходящие даже для использования у маленьких новорожденных. .
При изучении использования тонких пленок для транскатетерных клапанов наша группа также начала изучать предварительную биосовместимость тонкопленочных стентов, покрытых NiTi (рис.4). Тонкая пленка NiTi, по-видимому, не только предотвращала пролиферацию интимы в стент, но и способствовала эндотелиализации, которую можно было обнаружить с помощью сканирующей электронной микроскопии уже через 14 дней. Определенно оправданы более длительные исследования профессионально сконструированных тонкопленочных никель-титановых стентов как в венозной, так и в коронарной сосудистой сети и в ЦНС.
Рисунок 4( A ) Экспрессированный стент Palmaz P308, частично покрытый тонкой пленкой NiTi. ( B ) Окрашивание гематоксилином и эозином стенки аорты, подвергшейся воздействию открытого стента ( vs.). ( C ) Стенка аорты, открытая для покрытого стента.
При использовании закрытых стентов в целом существует опасение, что стенты будет трудно удалить хирургическим путем или повторно расширить. Неопубликованные данные нашей лаборатории показали, что покрытые стенты могут быть повторно расширены, чтобы приспособиться к экспоненциальному росту свиней, но необходимы баллоны высокого давления. Мы также показали, что стенты, покрытые тонкой пленкой нитинола, намного легче отделить от окружающей нативной ткани по сравнению с непокрытыми стентами.
Тонкопленочный нитинол может позволить изготавливать саморасширяющиеся нейроваскулярные стенты с очень низким профилем, подходящие даже для новорожденных. Это также может помочь в разработке и производстве аортального стент-графта с низким профилем (менее 8–10F). Хотя тонкопленочные стенты, безусловно, будут в первую очередь применяться у взрослых пациентов, многие узкопленочные стенты станут доступными для педиатрических пациентов. Эти применения включают стентирование ОАП у цианозных новорожденных с врожденным пороком сердца (28), лечение артериовенозных мальформаций и стентирование легочных вен.Эти применения, вероятно, больше подходят для тонкопленочного нитинола из-за того, что тонкая пленка может быть сплющена в катетеры гораздо меньшего диаметра, чем «объемные» материалы, то есть , катетеры меньшего размера являются требованием в педиатрическом сообществе.
Будущее тонкопленочного NiTi.
Тонкопленочные NiTi в будущем могут использоваться в огромном количестве и во многих других биомедицинских / клинических применениях в педиатрии. Память формы тонкой пленки нитинола также может быть использована для работы.Наша группа изготовила гидравлические насосы из тонкопленочного NiTi и продемонстрировала, что их мощность на единицу объема значительно выше, чем у других небольших насосов. Можно было бы использовать тонкопленочный никель-титановый насос с желудочковым вспомогательным устройством (VAD) для детей с сердечной недостаточностью или для детей с одним желудочком и отказом Фонтана.
Интеллектуальные материалы
Смарт-материалы предназначены для изменения своих свойств на основе стимула в своей среде .Это может быть из целого ряда различных источников, таких как; тепло, свет, звук, напряжение, магнитные или электрические поля . Важно отметить, что материал вернется в исходное состояние, когда стимул будет удален, и может реагировать много раз.
———————————————— ————————————————– —-
Пьезоэлектрический материал создает небольшое напряжение , когда к нему прикладывается напряжение , и он будет расширяться / сжиматься, когда происходит обратное.Они могут обнаруживать невероятное давление в торговом центре , что делает их идеальными для микрофонов как способа преобразования звуковых волн в электрические сигналы. В равной степени они используются в обратном порядке для создания тональных звуков на различных аудиовыходах, таких как сирены —————————- ————————————————– ————————
——————– ————————————————– ——————————–
Квантово-туннельные композиты представляют собой гибкие полимерные материалы, содержащие мелкие металлические частицы.Когда к материалу прикладывается давление, он образует изолятор к проводнику, обеспечивая передачу сигналов на / от электронных устройств. Они идеально подходят для водонепроницаемых мембранных переключателей, которые не требуют механического движения и часто используются в текстильных изделиях для управления телефонами / MP3-плеерами и спортивного анализа.
———————————————– ————————————————– —–
————— ————————————————– ————————————-
Фотохромные материалы похожи, но полагаются на фотонов из света для изменения пигментации. Часто используется для реактивных линз в очках для регулировки в зависимости от уровня освещенности для защиты пользователя от УФ-излучения
————————- ————————————————– —————————
Реактивное стекло использует аналогичный фотохромный эффект для использования в различных отраслях промышленности от автомобильной до строительной.Полупрозрачное при нормальных условиях стекло может изменять свою непрозрачность в зависимости от; тепло, свет, электрический ток и наночастицы ( SPD ). Последний использует тонкий слой наночастиц, взвешенных в жидкости между стеклянными панелями. Когда ток не подается, частицы случайным образом выравнивают блокирующий свет . Можно контролировать ток для изменения непрозрачности стекла.
SPD может привести к огромной коммерческой экономии на , уменьшая потребность в кондиционировании воздуха летом и обогреве зимой, поскольку позволяет контролировать над уровнем солнечного света.Непрозрачность может быть изменена в пределах 3 секунды и блокировать 99% УФ лучей . Он в равной степени подходит для автомобильной промышленности для автомобильных люков и самолетов для их множества окон
Многие умные материалы были вдохновлены природой, а животные разработали невероятные приспособления для преодоления естественного мира. Ниже представлена мини-серия из 5 частей об этой ссылке …
Умные материалы – Scientific American
Забудьте о тупых старых кирпичах и строительном растворе: инженеры проектируют устройства будущего из экзотических материалов, содержащих химические вещества. переключатели или механические датчики для улучшения их работы.Эти «умные материалы» только начинают появляться из лаборатории, но вскоре вы можете ожидать, что найдете их повсюду, от портативных компьютеров до бетонных мостов.На недавнем конференции в Сан-Диего, участникам была предоставлена возможность взглянуть на умное будущее, которое все еще строится. Солянка из группы физики, химики, компьютерщики, инженеры-строители и даже производители стиральных машин собрались, чтобы сравнить свои записи и продемонстрировать друг другу множество изобретений, которые расширяют, изменяют, измеряют или реагируют по-новому (разнообразие легко понять при беглом взгляде на программу конференции).Между тем, основные докладчики конференции – большинство особенно Джеймс С. Сиркис из Университета Мэриленда – спорил о том, как определить эту новую междисциплинарную дисциплину.
Объединение поля, заключили дюйены, является общим цель улучшить обычные объекты или создать необычные, встраивая датчики, процессоры или исполнительные механизмы в более крупные вещи. Альтернативное объяснение, однако, может заключаться в том, что всеобъемлющая этикетка смарт-материалов служит оправданием для игривые инженеры делают крутые вещи с помощью полимеров, волоконной оптики и микропроцессоров.
Конечно, недостатка в творчество в Сан-Диего. Приложения для умных материалов охватывают широкий спектр. Группа Джеффа М. Мелзака в Case Western Резервный университет встраивает кремниевые датчики давления в шины Goodyear для повышения экономии топлива и уменьшения износа. Армейские исследователи помещают пьезоэлектрические кристаллы в лопасти винта вертолета; кристаллы производят обратную связь предназначен для уменьшения вибрации и шума внутри кабины.
Филип Р.Тройк из Иллинойского технологического института имеет сконструировал беспроводные датчики размером не больше Rice Krispie. Имплантированные в мышцу пациента, устройства могли передавать информация о местной нервной активности по радио на внешний компьютер. Устройства также могут получать питание через магнитные индукции и посылают легкие толчки, которые стимулируют мышцу к действию.
Несколько изобретений, продемонстрированных на конференция, по-видимому, имеет большие перспективы. Подумайте:
- Современные жидкокристаллические дисплеи могут скоро улучшить качество жизни любого человека. кто пользуется портативными и портативными компьютерами.Команда из Кентского государственного университета рекламировала новый вид жидких кристаллов. технология; это должно привести к появлению плоских цветных дисплеев с гораздо лучшим разрешением и более низкой стоимостью, чем у нынешних современные ЖК-дисплеи. Дисплеи с интеллектуальным кристаллом также будут потреблять гораздо меньше энергии батареи, что позволит портативным устройствам стать ближе. жить в соответствии со своим именем.
- Искусственные мышцы, которые расширяются и сокращаются управляемым образом может найти множество приложений в робототехнике, медицинских имплантатах и даже в виртуальной реальности.На умном материалов конференции, исследователи из Университета Нью-Мексико продемонстрировали искусственное мышечное вещество, которое вдвое больше сильна, как человеческие мускулы, и сокращается почти так же быстро.
- Встроенный датчики позволяют контролировать состояние конструкций, которые подвергаются значительному износу – бетонных мостов и гребные винты для ледоколов, и это всего лишь два примера. Инженеры надеются сэкономить деньги и жизни с помощью умных конструкций, которые предупреждать операторов, когда нагрузка становится больше, чем они могут выдержать.
