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Lehrende/r: Dr. Günter Auernhammer; Prof. Dr. Hans-Juergen Butt; Jun.-Prof. Dr. Stefan Weber
Veranstaltungsart:
Vorlesung/Übung
Anzeige im Stundenplan:
08.128.720
Semesterwochenstunden:
4
Credits:
6,0
Unterrichtssprache:
Deutsch
Min. | Max. Teilnehmerzahl:
- | -
Voraussetzungen / Organisatorisches:
Weiterer Dozent: Dr. Stefan Weber
Inhalt:
Die Physik Weicher Materie (engl. Soft Matter) ist ein Teilgebiet der Physik der kondensierten Materie. Unter weicher Materie werden eine Reihe von Materiezuständen zusammengefasst, deren Wechselwirkungsenergien in der Größenordnung der thermischen Energie bei Raumtemperatur liegen. Beispiele sind komplexe Flüssigkeiten (wie Flüssigkristalle), Polymere, kolloidale und granulare Systeme, oder bestimmte biologische Materialen.
Diese Materialien weisen meist eine Mikrostruktur auf Längenskalen von nm bis µm auf. Oft kann auch Selbstorganisation der mikroskopischen Bausteine zu mesoskopischen Strukturen beobachtet werden. Diese Strukturen haben starken Einfluss auf die makroskopischen Eigenschaften dieser Materialien. Zum Beispiel sind kleinste Polymerkristalle für die Reißfestigkeit von Plastiktüten von großer Bedeutung.
In der Vorlesung werden theoretische Hintergründe, relevante experimentelle Methoden und aktuelle Forschungsergebnisse zu den angesprochen Stoffklassen vermittelt.
EINFÜHRUNG:
Überblick - Flüssigkristalle - Polymere - Kolloide
THERMODYNAMIK UND STATISTIK
Phasenübergänge - Korrelationen
EXPERIMENTELLE METHODEN
Streumethoden - Mikroskopie - Kraftmessungen mit AFM - rheologische Methoden
KOLLOIDE IM EXPERIMENT
Mikroskopie - Streuung - Diffusion - externe Felder - Kraftmessungen zwischen Kolloiden (“Colloid Probe AFM”)
POLYMERE
Überblick - Konzepte der Polymerphysik - Biopolymere (DNA)
FLÜSSIGKRISTALLE
Flüssigkristalline Phasen - Steuerung der Orientierung - optisches Schalten
Empfohlene Literatur:
Kolloide:
Fennell/Evans/Wennerstrom, The Colloidal Domain, Wiley 1999
Hunter, Foundations of Colloid Science, Oxford
Flüssigkristalle:
de Gennes/Prost, The Physics of Liquid Crystals, Oxford 1993
Oswald/Pieranski, Nematic and Cholesteric Liquid Crystals, Taylor and Francis, 2005
Polymere:
Rubinstein/Colby, Polymer Physics, Oxford 2003
Strobl, The Physics of Polymers, Springer, 1997
Allgemein:
Chaikin, P. M. and T. C. Lubensky (1995). Principles of condensed matter
physics. Cambridge, UK, Cambridge University Press.
Butt, H.-J., K. Graf and M. Kappl (2006). Physics and Chemistry of
Interfaces. Weinheim, Wiley-VCH.
Nelson, P. (2004). Biological Physics: Energy, Information, Life, New York, W.H. Freeman.
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