Smart Materials: Handbook for English learners = "Умные" материалы: руководство для изучающих английский язык

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

«Казанский национальный исследовательский

технологический университет»

А. Н. Безруков, Ю. Н. Зиятдинова

SMART MATERIALS:

HANDBOOK FOR ENGLISH LEARNERS

«УМНЫЕ» МАТЕРИАЛЫ:

РУКОВОДСТВО ДЛЯ ИЗУЧАЮЩИХ 

АНГЛИЙСКИЙ ЯЗЫК

Учебное пособие

Казань

Издательство КНИТУ

2018

УДК 811.111 (075)
ББК 81.2Англ.я7

Б40

Печатается по решению редакционно-издательского совета 

Казанского национального исследовательского технологического университета

Рецензенты:

канд. пед. наук, доц. В. И. Волчкова

канд. филол. наук, доц. Г. Р. Сафиуллина

Б40

Безруков А. Н.
Smart Materials: Handbook for English Learners = «Умные» материалы: 
руководство для изучающих английский язык : учебное пособие / 
А. Н. Безруков, Ю. Н. Зиятдинова; Минобрнауки России, Казан. нац. 
исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2018. – 88 с.

ISBN 978-5-7882-2560-9

Содержит тексты и задания для углубленного изучения профессионально-
ориентированного английского языка в междисциплинарной области 
«умных материалов», которая охватывает такие направления, как химические 
технологии, нанотехнологии, материаловедение.

Предназначено для магистрантов, обучающихся по направлениям под-

готовки 18.04.01 «Химическая технология», 28.04.02 «Наноинженерия», 
22.04.01 «Материаловедение и технологии материалов», аспирантов, обуча-
ющихся по направлению подготовки 04.06.01 «Химические науки», а также 
может быть полезным для студентов, получающих дополнительную квали-
фикацию «Переводчик в сфере профессиональной коммуникации», и для 
специалистов, занимающихся переводом научно-технической литературы.

Подготовлено на кафедре «Иностранные языки в профессиональной 

коммуникации». 

Пособие разработано при поддержке Благотворительного фонда 

Владимира Потанина в рамках гранта для преподавателей магистратуры, 
договор № ГСГК-25/18.

ISBN 978-5-7882-2560-9
© Безруков А. Н., Зиятдинова Ю. Н., 2018
© Казанский национальный исследовательский 

технологический университет, 2018

УДК 811.111 (075)
ББК 81.2Англ.я7

В в е д е н и е  

В настоящее время набирает популярность концепция так назы-

ваемых «умных материалов» или «smart materials». Умные материалы 
находят широкое применение в качестве индивидуальных объектов 
или компонентов различных устройств, способных избирательно реа-
гировать на внешние управляющие воздействия или изменение 
свойств среды.

«Умные материалы» представляют междисциплинарное направ-

ление науки и технологии, которая объединяет специалистов со всего 
мира в области химической технологии, нанотехнологий, биотехноло-
гий, материаловедения, физики, химии и т. д. Англоязычные тексты 
публикаций по «умным материалам» характеризуются собственной 
специализированной терминологией, которая важна для современных 
специалистов, обучающихся по различным программам инженерного 
образования.

Настоящее пособие разработано на кафедре иностранных языков 

в профессиональной коммуникации ФГБОУ ВПО «КНИТУ» и посвя-
щено вопросам изучения профессионально-ориентированного англий-
ского языка в междисциплинарной области «умных материалов», ко-
торая охватывает такие направления как химические технологии, 
нанотехнологии, материаловедение. Отвечает требованиям дисциплин 
«Иностранный язык» (английский).

Пособие разработано при поддержке Благотворительного фонда 

Владимира Потанина в рамках гранта для преподавателей магистратуры. 
Основная идея данного проекта – разработка дополнительного англоязычного 
модуля для русскоязычной магистерской программы, 
включающего лекционные курсы и практические занятия с целью развития 
у студентов, обучающихся по данной программе, компетенций 
международного профессионального общения.

Пособие структурно разделено на ряд глав, посвященных общей 

характеристике «умных материалов», введению в нанотехнологии и 
межфазные процессы, краткому описанию супрамолекулярных систем 
и «умных материалов» на основе жидких кристаллов. Ряд глав настоящего 
пособия описывает некоторые области применения «умных» 
материалов, в том числе в электронике, медицине и индустрии полимеров. 
В заключительных главах пособия рассмотрены некоторые исследовательские 
методики для изучения «умных» материалов, в том 

числе микрофлюидные методы (технологии под общим названием 
«лаборатория-на-чипе»).

В каждой главе для обучающихся предложен ряд упражнений по

анализу текстов, их переводу, а также усвоению новой терминологии. 
По теме каждой главы приведены как англоязычные, так и русскоязычные 
тексты. Каждая глава также содержит блок вопросов для самостоятельной 
работы студентов и темы для презентаций на английском 
языке для углубленного изучения материала.

4

1 .  S m a r t  M a t e r i a l s :  a n  O v e r v i e w  

1. Прочитайте текст вслух.

Smart structural materials or smart materials are the materials, which 

incorporate various stimuli responsive components at molecular or supra-
molecular level and are integrated into various higher-level structures. Such 
materials have structural functionality which provides necessary properties 
for external signal conditioning, possibly signal power amplification, re-
sponse to pH, temperature, pressure or introduced molecular agents.

The concept of “smart” or “advanced” materials has been attracting 

growing interest from world scientific and industrial community for many 
years. The recent studies resulted in certain progress in the development of 
various organized structures that are able to continuously and actively mon-
itor, control and optimize themselves and their characteristics through, for 
example, emulating various biological systems or following advanced arti-
ficial designs with their key capabilities such as adaptivity and integrated 
design corresponding to the specific application area.

Modern diverse and integrated technologies that contribute to the 

field of smart materials and the respective structures are at different stages 
of applied research and commercialization. The examples include piezoe-
lectric ceramics, functionalized polymers, and various sensor systems based 
on fiber-optic materials, functionalized surfaces, soft matter and anisotropic 
materials. The commercial technologies for such systems are considered to 
be well-established.

Other examples of smart materials include micromachined electro-

mechanical systems, alloys with shape memory, nanostructured and con-
ductive polymers, and etc. For these smart materials, stages of commercial-
ization are quite earlier. The upcoming wave of smart technologies will 
likely witness more intensive introduction of materials and systems with 
electro- and magneto-rheological fluids.

All the aspects of our civilization and society will be influenced by

these new generations of innovative smart materials, as the designers of 
such materials will benefit from their unique capabilities in a diversity of 
industries such as aerospace, automotive, energy, medicine, semi-
conductive technology, computing, marine and civil engineering.

2. Подберите английские эквиваленты из текста к следующим 

словосочетаниям и выучите их наизусть.

умные материалы
супрамолекулярный уровень
компоненты, отвечающие
на внешние воздействия
организованные структуры
ключевые возможности
копирование биологических 
систем
пьезоэлектрическая керамика
функционализированные 
полимеры
модифицированные поверхности
полимеры с памятью формы
электрореологические жидкости
волоконно-оптические материалы
дизайн внутренней структуры
микроэлектромеханические системы


3. Подберите русские эквиваленты к следующим словосочетаниям 
из текста и выучите их наизусть.

smart structural materials
stimuli responsive components
advanced materials
scientific and industrial community
external signal conditioning
introduced molecular agents
advanced artificial designs
soft matter
anisotropic materials
piezoelectric ceramics

4. Передайте на русском языке основное содержание текста 

упражнения 1.

5. Прочитайте текст про себя. Передайте устно на английском 

языке основное содержание текста.
Что представляют собой так называемые «умные» материалы?

«Умные» материалы, или, по-другому, интеллектуальные материалы –
это материалы, которые способны изменять свои свойства под воздействием 
каких-либо внешних факторов. Примеры подобных факторов: 
механические напряжения, электрические или магнитные поля, температура, 
свет или другое электромагнитное излучение, свойства среды
и т. д. Изменение свойств смарт-материала может протекать в прямую 
и обратную стороны большое число раз.

Смарт-материалы – это совершенно новое поколение материалов, 
которые принципиально изменяют наши представления о материаловедении 
и сырье для промышленности, так как новые материалы 
способны накапливать и обрабатывать полученную информацию в 
процессе эксплуатации, изменять свои свойства, подстраиваясь под
новые условия.

6. Переведите отрывок на русский язык с листа.

Some materials do not exhibit a change of their geometry, physical or 

chemical properties. They rather have other significant properties and also 
belong to the category of smart materials. Typical examples of such a type 
of smart materials are electro- and magneto-theological fluids. These liquid 
substances can change their viscosity characteristics within many orders of
magnitude under of an external magnetic or electric field.

It should be finally noted that the term “smart materials” is not de-

fined to its strict completion and is obviously used to describe different sys-
tems and characterize their behavior. There are repeating approaches to
classify and possibly quantify different degrees of “smartness” in systems. 
However, from a practical point of view, it is of key importance to under-
stand that there is no commonly accepted classification established as 
a standard for smart materials in the academic, scientific, or industrial 

nanostructured polymers
innovative smart materials
adaptivity

community. We can also use the following terms if we want to describe 
smart materials: Intelligent Materials; Active Materials; Advanced materi-
als, and Adaptive Materials.

7. Переведите отрывок на слух по предложению.

Smart materials are represented by superhydrophobic coatings, mo-

lecular sensing materials, surfaces with deposited functionalized nanoparti-
cles, and etc. Such materials are combinations of smart components and/or 
smart components with conventional materials which perform stimuli re-
sponsive properties at a macroscale.

For example, there are two examples of smart carbon monolayer 

structures:

− a plane of carbon represents a well-known material “graphene”, 

which possesses unique physical, chemical and electrical properties 
in combination with other materials due to its single-plane organiza-
tion;

− if we imagine a graphene plane folded into a cylindrical structure, we 

will get a carbon nanotube – another famous material, which is po-
tentially strong enough to even make “a lift to the Earth’s orbit”.

8. Переведите предложения на русский язык письменно.
− Traditional materials are materials with properties provided by na-

ture, no modification possible.

− Fabricated materials are represented by materials with properties 

provided by initial material characteristics.

− Various attempts to control the properties of fabricated materials are 

made at a production site.

− Enhanced performance materials are contemporary materials such as 

polymers, composite materials, and advanced steel alloys.

− There are various attempts to predict properties of enhanced perfor-

mance materials before production from molecular structure of mate-
rials. Their properties are, however, set and cannot be modified.

− Advanced materials represent a new generation of materials such as 

liquid crystals, polymer gels, soft matter, and etc.

− Advanced materials possess a designed set of properties; their multi-

functional capabilities are in focus of modern scientific research.

− Smart components are the components of smart materials such as 

multifunctional assemblies of nanoparticles, functionalized surfaces, 
light-responsive materials, and etc.

− Typical examples of smart materials are superhydrophobic coatings, 

molecular sensing materials, surfaces with deposited functionalized 
nanoparticles, and etc.

− Smart materials are combinations of smart components and/or smart 

components with conventional materials, which demonstrate stimuli 
responsive properties at a macroscale.

9. Переведите предложения на английский язык письменно.
− В настоящее время зарождается новое поколение так называе-

мых «умных» материалов.

− «Умные материалы» способны избирательно реагировать на из-

менчивые условия окружающей среды.

− Разработка интеллектуальных материалов тесно связана с нанотехнологиями.

− 
При небольшом изменении внешних условий «умные материалы», 
например, полимерные гели, могут в десятки раз изменять 
свой объем.

− Смарт-материалы находят применение в самых разных отраслях 

промышленности – автомобильной, строительной, аэрокосмической 
и т. д.

10. Переведите словосочетания на слух в быстром темпе.

Adaptivity – advanced artificial designs – волоконно-оптические 

материалы – дизайн внутренней структуры – пьезоэлектрическая керамика – 
супрамолекулярный уровень – умные материалы – функцио-
нализированные полимеры – электрореологические жидкости – модифицированные 
поверхности – компоненты, отвечающие на внешние 
воздействия – nanostructured polymers – innovative smart materials – in-
troduced molecular agents – smart structural materials – soft matter –
stimuli responsive components – копирование биологических систем –
микроэлектромеханические системы – piezoelectric ceramics – aniso-
tropic materials – ключевые возможности – организованные структуры – 
advanced materials – external signal conditioning – полимеры с памятью 
формы – scientific and industrial community.

11. Ответьте на общие вопросы по содержанию текстов урока.

При необходимости, используйте дополнительные источники 
информации.

− What are smart materials? Provide your understanding of this term.
− What does the term “smart” usually describe?
− What are the main components of smart materials?
− What properties should smart materials possess to your opinion?
− Describe several examples of typical smart materials.

12. Передайте основное содержание текстов урока на русском и 

английском языках.

13. Ответьте на вопросы по теме урока. Используйте дополнительные 
источники информации.

− Describe the taxonomy of smart materials. What are the categories of 

materials preceding to smart materials?

− Characterize structures formed by carbon nanolayers such as gra-

phene of carbon nanotubes. What are their unique properties?

− The term “smart materials” is not strictly determined. Give the main 

characteristics of such materials from various areas of science and 
technology.

− List the branches of science which form the interdisciplinary field for 

smart materials.

14. Подготовьте презентации на следующие темы для углубленного 
изучения материалов урока (по заданию преподавателя):

− 
polymer composites;
− conductive polymers;
− magnetorheological fluids;
− shape memory alloys;
− drug delivery systems;
− biomimetic materials.