XII Олимпиада по нанотехнологиям (с решениями) - часть 2

На конкурс принимаются только индивидуальные заявки.

 

Более подробная инфорация приведена в положении о конкурсе.

10

 

 

Конкурс для школьников «Гениальные мысли» (заочный тур) 
Форма заявки на участие в конкурсе – автореферат проекта 

 

Жюри  будет  оценивать  смысл  работы  и  ее  близость  к  области  нанотехнологий, 
оригинальность  и  качество  подготовки  автореферата,  в  том  числе  лаконичность. 
Просьба не превышать общий размер работы – не более 10 страниц. Формат текста – 
Times  New  Roman,  размер  шрифта  –  12  pt,  расстояние  между  строками  в  абзаце  –  один 
интервал. Формат файла – *.pdf.  
 
Ниже  указаны  разделы  автореферата  с  пояснениями  и  максимальными  баллами  за 
каждый  раздел.  Требуется  внимательно,  вдумчиво  и  достаточно  лаконично  заполнить 
все  разделы,  сохранив  их  нумерацию.  В  работу  допускается  вставлять  небольшое 
разумное  количество  самых  важных  картинок.  Не  следует  вместо  автореферата 
подавать  на  конкурс  саму  проектную  работу,  это  приведет  к  снижению  количества 
баллов  за  данный  конкурс.  Подавая  работу  на  конкурс,  участник  тем  самым 
гарантирует, что он самостоятельно подготовил настоящий автореферат и получил 
согласие соавторов на участие в конкурсе. 
 

1.

 

Название работы. (1 балл) 
Название  должно  иметь  отношение  к  области  нанотехнологий  в  широком  их 
понимании.  
  

2.

 

Соответствие области нанотехнологий. (5 баллов) 
Объясните  кратко,  почему  эта  работа  относится  именно  к  области 
нанотехнологий.  В  своих  объяснениях  не  обязательно  следовать  общепринятому 
мнению,  однако  в  этом  случае  следует  доказать  правоту  своей  точки  зрения  и 
убедить в этом Жюри.  

 

3.

 

Основная идея работы, цели, задачи. (3 балла) 
Сформулируйте  кратко,  какова  основная  идея  работы,  что  должно  быть 
достигнуто  в  работе  –  цель  работы,  за  счет  выполнения  каких  задач 
последовательно будет достигаться основная цель.  
 

4.

 

Актуальность и новизна работы. (3 балла) 
Сформулируйте  кратко,  почему  работа  интересна  другим  людям,  обществу, 
науке,  в  чем  состоит  актуальность  работы  в  целом,  а  также,  что  нового 
предлагается в работе по сравнению с тем, что, возможно, делали другие.  
 

5.

 

Основные результаты. (30 баллов) 
Основная часть работы в произвольной форме, со  ссылками и иллюстрациями, до 
3-7  страниц.  Основная  часть  должна  быть  самодостаточной  и  описывать  как 
эксперимент,  так  и  основные  результаты  (или  же  творческий  полет  мысли).  В 
результате  прочтения  основной  части  Жюри  должно  убедиться,  что  все  ранее 
приведенные задачи работы выполнены и цель всей работы достигнута.  
 

6.

 

Выводы, заключение, перспективы. (5 баллов) 
Данный  раздел  не  должен  дублировать  задачи,  но  выводы  должны  конкретно 
продемонстрировать  выполнение  задач  работы,  а  также  кратко  изложить 
основные  достижения  работы  и  все  то  новое  и  оригинальное,  что  удалось 
установить автору в ходе выполнения работы.  

11

 

 

7.

 

Список цитированных источников. (1 балл) 
Список  должен  быть  аккуратен  и  позволить  Жюри  судить,  что  автор  работы 
знает не только свою, но и чужие работы по выбранной тематике.  
 

8.

 

Список достижений участника. (2 балла) 
Конкурсы,  публикации,  ссылки  в  Интернете  в  рамках  выполнения  данной  темы  / 
проекта.  

 
Всего – 50 баллов 

12

National Student Team Contest

National Student Team Contest

Категория участников: bachelor and master students

The competition among bachelor and master students of higher school in Russia considering
theoretical and creative tasks in English based on nanotechnology and nanomaterials subjects.
The tasks are design to select the best national team members for participation in the
International Nano Olympiad (INO) contest on nanotechnology as determined by annual
regulations of INO.

Задания

1. Nanopowder

The white powder A containing 9,66 wt.% of nitrogen can be prepared with high yield by Skraup
reaction from 2-aminophenol. The reaction of A with lead acetate and sodium perchlorate in
methanol gave the single crystals of B. The compound B has a molecular structure...

2. Plasmon resonance

Proteins in living cells perform their functions in pairs and groups. One of the methods which
allows investigation of molecular interaction is surface plasmon resonance (SPR). SPR occurs
when polarized light strikes an electrically conducting surface, often gold films, at the interface
between two media...

3. Gold and bacteria

Unusual bacteria X excrete molecules B which bind selectively gold ions and turn them into gold
nanoparticles (Fig. (a), I, for comparison are shown bacteria not producing B: cells II and III). B
production increases with the iron concentration decrease in the medium...

4. Nanopuzzles

The scheme above describes the synthesis of some kind of homologous nanoobjects Z, starting
from simple compounds. Schematically draw the structures of nanoobjects Z1, Z2, Z3. What are

13

the stoichiometries for their formation reactions and what are their charges?..

5. Porous metal from ionic cluster

Metal clusters are the smallest nano-scale compounds which could be applied as precursors for
mesoporous materials and metal nanoparticles. Substance A is an ionic compound with a metal
cluster-anion of the general formula [(C

2

H

5

)

4

N]

+

3

[X]

3–

 which demonstrates catalytic activity in

hydration reactions...

14

 

 

 

 

National Student Team Contest (first stage)  
Task 1. Nanopowder 

 
The white powder A containing 9,66 wt.% of nitrogen can be prepared with high yield by Skraup 
reaction  from  2-aminophenol.  The  reaction  of  A  with  lead  acetate  and  sodium  perchlorate  in 
methanol gave the single crystals of B. The compound B has a molecular structure and consists of 
tetramers that form a supramolecular ensemble. Heating of B with potassium hydroxide solution 
gives a white precipitate C containing  28,16 % of K, 25,63 % of Cl and oxygen. From  12,7 g of B 
2,77 g of C can be obtained. 
 
IR  (cm

–1

)  selected  bands  of  compound  B:  725(s),  818(vs),1102  (s),  1227(vs),  1316  (s),  1380  (s), 

1493(s),  1561 (s), 3040 (w), 3423 (w) 
 
Using ultrasonic irradiation the nanoscale B can be obtained.  
 

1.

 

What are the compounds A, B, C? (6 points) 

 

2.

 

What  is  formed  after  heating  of  B  prepared  by  a  traditional  and  ultrasonic  methods? 

(2 points) 

 

3.

 

Make a sketch with crystal structure of B, using a schematic representation of A molecules. 

Note  that  one  half  of  lead  atoms  in  B  has  a  [O

3

N

2

]  environment,  the  other  –  a  [O

4

N] 

environment. (2 points) 

 
Total – 10 points 
 
 
 

15

 

 

 

 

National Student Team Contest (first stage)  
Solution of task 1. Nanopowder 

 

1.

 

A – 8-hydroxyquinoline 

A 

 

 
B - [Pb

4

(8-Quin)

6

](ClO

4

)

2

, C

54

H

36

Cl

2

N

6

O

14

Pb

4

; C: 34.27, H: 1.92, N: 4.44% 

 
C - KClO

4

  

 

2.

 

In both cases PbO forms, but only ultrasonic treatment gives the nanoscale product. 

 

3.

 

 

Pb2

Pb1

Pb1

Pb2

O

N

N

O

N

O

O

N

O

N

O

N

 

 
 
 
 
 
 

16

 

 

 

 

National Student Team Contest (first stage)  
Task 2. Plasmon resonance 

 
Proteins  in  living  cells  perform  their  functions  in  pairs  and  groups.  One  of  the  methods  which 
allows investigation of molecular interaction is surface plasmon resonance (SPR). SPR occurs when 
polarized light strikes an electrically conducting surface, often gold films, at the interface between 
two media. This generates electron charge density waves called plasmons, reducing the intensity 
of reflected light at a specific angle known as the resonance angle, in proportion to the mass on a 
sensor surface. 
 

1.

 

What  kind  of  molecules  can  be  investigated  with  this  technique?  What  parameters  of 

interactions of molecules can be determined? (1 point) 

 

2.

 

What are the main limitations of this method? (2 points) 

 

3.

 

What other techniques allows obtaining the same parameters as SPR? (1 point) 

 

4.

 

Propose  a  “molecular  fishing”  protocol  to  identify  ligands  specifically  interacting  with  a 

molecule of interest in a complex media, for example cell lysate. What methods should be 
used? (2 points) How can nanotechnology help to improve the method? (0,5 points) Why 
is it necessary to use SPR at the last stage of a protocol? (0,5 points) 

 

5.

 

Suggest an example of application of  the proposed protocol to find a ligand to the target 

molecule, which would help in drug design. (3 points) 

 
Total – 10 points 
 

17