微纳世界探索（The big science in the small world） （2学分）

课程编号：0081L001

所属模块：科技进步与生态文明

所在院系：钱伟长学院（材料基因组工程研究院）

课程负责人：巫金波

团队成员：高兴华、张源、赵莉娟

教师介绍：

巫金波，上海大学特聘教授，在软物质功能智能材料及其应用方面有10余年的深入研究。

高兴华，上海大学材料基因组工程研究院，副研究员、硕士生导师。主要从事基于微流控芯片技术的器官芯片构建、生物材料合成等应用基础研究。

张源，上海大学获凝聚态物理博士学位。近年来一直从事生化传感器尤其是面向医疗检测的电化学传感器研究。

赵莉娟，主要从事微纳米结构材料的制备、光电性能及其光电器件应用方面的研究。

课程目标：

微观尺度的事物很特别，越微小，越与众不同。为了观察和操控微小的事物，科学家们发展了微纳科学与技术。微纳技术的发展不仅引领了社会生活的进步，而且深刻改变了人类文明的发展历程。本课程旨在深入浅出的介绍人类认识微米至纳米尺度微观世界的历史过程、各种看清楚微观世界的显微手段及人工建造微纳世界的方法。带领学生领略微观世界艺术之美，引导学生思考探索微纳世界对于人类文明发展的关键价值，及其对人类文明发展的深刻影响。将微纳世界的认识与社会发展需求相结合，提高学生的科学技术素养与独立思考能力，了解微纳技术对社会发展产生的影响。培养学生的社会责任感与尊重自然、顺应自然、保护自然的意识，配合国家经济、生态文明建设。

课程内容：

本课程首先介绍人类认识微米至纳米尺度微观世界的历史过程，包括诺贝尔奖获得者费曼著名的演讲“底部有足够的空间” 、日常生活及自然界中的微纳现象，例如荷叶效应“出淤泥而不染”。然后介绍观察微纳世界的“天眼”及人工建造微纳世界的“能手”，包括借助显微镜放大几千倍、几万倍到几百万倍，除了科学研究的意义，还发现了微观世界的艺术之美；“至上而下”及“至下而上”的微纳加工制备方法。进而对微纳科学与技术在材料、生物、智能感知、能源与环境等方面的应用分别进行深入探讨，例如细胞的微纳结构及细胞微环境，微纳传感技术对智慧家电、工业控制、智能手机、可穿戴设备等领域带来的影响以及面临的挑战。希望通过本课程的学习激发学生对微纳世界探索的热情，结合其专业背景培养自主学习的兴趣，为学生后续课程学习与未来职业规划打下基础。

教材或讲义或主要参考书：

（1）自编讲义或教案

（2）仿生智能纳米材料，江雷等编著，科学出版社，2015年出版。

（3）软物质的功能智能特性及其应用，温维佳、巫金波编著，科学出版社，2020年出版。

（4）见微知著：纳米科学/（美）弗兰柯（Frankel, F. C.），（美）怀特塞兹（Whitesides, G. M.）著；曾杰等译.中国科学技术大学出版社，2014年出版。