134.230 Kolloid und Grenzflächenphysik
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2021W, VO, 2.0h, 3.0EC

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 2.0
  • ECTS: 3.0
  • Typ: VO Vorlesung
  • Format der Abhaltung: Hybrid

Lernergebnisse

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage  Problemstellungen im Bereich der Kolloid und Grenzflächenchemie selbständig zu erkennen, zu analysieren und werden selbständig die geeigneten Ansätze auf neue Sachverhalte übertragen können.

Studenten kennen und verstehen die fachübrgreifenden Grundlagen und moderne experimentelle Methoden, Theorien und Simulationstechniken in der Kolloid und Grenzflächenchemie. Die Kolloid- und Grenzflächenphysik und -chemie ist eine fachübergreifende Disziplin die sich mit Grundlagen der molekularen Ordnung und Wechselwirkung in kolloidalen Systemen befasst. Anwendungen umfassen Beispiele aus vielen Gebieten der Bio-, Natur- und Lebenswissenschaften sowie der technischen Anwendung im medizinischen und technischen Bereich.

Dazu zählen inter und intramolekulare Wechselwirkungen, Grenzflächenstrukturen und Wechselwirkungen in kolloidalen Systemen, kolloidale Stabilität, selbstorganisierte Strukturen (Lipidschichten, Micelle, Liposome…) und dynamische und statische Oberflächenphenomäne (z.B. Kontaktwinkel, Be-/Entnetzung, Marangoni Effekte), sowie spezifischen (z.B. Schlüssel/Schloss) und nicht spezifische Wechselwirkungen.

Inhalt der Lehrveranstaltung

I MOLEKULARE GRUNDLAGEN

  • Thermodynamik und statistische Aspekte molekularer Wechselwirkungen
  • Anziehende moekulare Wechselwirkungen
  • Repulsive Wechselwirkungen, Paar-Potentiale, und Struktur in flüssigen Medien
  • Spezielle Wechselwrikungen: Wasserstoffbrücken, Hydrophile und Hydrophobie
  • Nicht-gleichgewichts- und zeitabhängige Wechselwirkungen

II OBERFLÄCHEN, GRENZFLÄCHEN UND KOLLOIDALE SYSTEME

  • Definitionen, Beispiele und Allgemeines
  • Charakterisierung von Grenz- und Oberflächen
  • Oberflächensensitive experimentelle Methoden

III WECHSELWIRKUNGEN ZWISCHEN PARTIKELN UND OBERFLÄCHEN

  • Skalenübergreifende Konzepte zur Beschreibung molekularer und Wechselwirkungen
  • Gegensätze von molekularen, kolloidalen und Oberflächenwechselwirkungen
  • Wechselwirkungen zwischen kolloidalen Partikeln und Oberflächen

IV TECHNISCHE BEISPIELE

  • Kolloidale Systeme
  • Experimentelle Charakterisierung kolloidaler Systeme
  • Haftung und Benetzung
  • Reibung und Reibkräfte
  • Polymere in Lösung
  • Eigenschaften von Polymerlösungen
  • Polymere auf Oberflächen und Grenzflächen

V SELBSTORGANISIERTE STRUKTUREN UND BIOLOGISCHE SYSTEME

  • Thermodynamik und Kinetik der Selbsorganisation
  • Weiche und biologische Strukturen
  • Wechselwirkungen biologischer Strukturen und Membranen
  • Dynamische und nicht-gleichgewicht basierte Wechselwirkungen in biologischen Systemen

Methoden

Untericht erfolgt aus einer Mischung aus Vortrag und Diskussion, auf Basis neuester Forschungsergebnisse. Es werden ausgewählte wissenschaftliche Publikation online zum Selbsstudium zur Verfügung gestellt, und jeweils in den Einheiten diskutiert.

Prüfungsmodus

Schriftlich und Mündlich

Weitere Informationen


 

Vortragende Personen

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Do.15:00 - 16:0007.10.2021FH Hörsaal 5 - TPH Vorbesprechung: Valtiner

Leistungsnachweis

Die Prüfung wird in Heimarbeit (schriftlicher Teil via TUWEL) und mündlich durchgeführt.

 

LVA-Anmeldung

Nicht erforderlich

Curricula

Literatur

Es wird kein Skriptum zur Lehrveranstaltung angeboten.

Vorkenntnisse

Thermodynamik und Grundlagen der Physik und Chemie

Sprache

bei Bedarf in Englisch