Veranstaltungsarten (SWS)
Vorlesung: 2 │ Übung: 1 │ Praktikum: 0 │ Seminar: 0
Prüfungsnummer: ZKA 41019
Lehrform:

Vorlesung mit begrentztem Medieneinsatz wie PowerPoint und Moodle-Server

Sprache: Deutsch
Turnus: SS
ECTS: 3
Prüfungsleistung Mündliche Prüfung (30 min.)
zugeordnete Studiengänge
zugeordnete Personen
zugeordnete Module
Informationen
Beschreibung:

Die Veranstaltung befasst sich mit Selbstorganisationsphänomänen zur Strukturbildung. Sie beginnt mit einer Einführung in die statistische Thermodynamik, mit dem Ziel die Extremalprinzipien der klassischen Thermodynamik aus mikroskopischen/statistischen Überlegungen abzuleiten. Im zweiten Teil werden intermolekulare und interpartikuläre Kräfte und Wechselwirkungspotentiale behandelt um daraus qualitative funktionale Abhängigkeiten charakteristischer thermodynamischer Größen, wie chemisches Potential oder Freie Energie für einfache charakteristrische Mischsysteme abzuleiten. Im dritten Teil werden dann auf der Basis der vorangestellten Grundlagen Ordnungsphänomäne vorrangig in der Flüssigphase wie molekulare Monoschichten, Doppelschichten, Micellen, Vesikel, flüssigkristalline Phasen etc. behandelt und deren Einsatz in der Nanotechnologie beschrieben.

Lernziele:

Der Student beherrscht die thermodynamischen Grundlagen der Selbstorganisation. Er kennt den prinzipiellen Zusammenhang zwischen phänomenologischen thermodynamischen Größen und deren statistischer Deutung. Er ist in der Lage, aus Zustandsummen, thermodynamische Größen zu berechnen. Darüber hinaus kennt er die wesentlichen intermolekularen Kräfte und Wechselwirkungen und deren Zusammenhang mit den thermodynamischen Eigenschaften in einfachen Modellsystemen. Für einfache Modellsysteme kann er so Aussagen über die Entropie, die Zustandsumme und das chemische Potential machen. Er ist in der Lage, für einfache Mischsysteme Phasendiagramme zu lesen und mit Hilfe einfacher Modelle Aussagen über kritische Konzentrationen und Formbildungen zu machen. Der Student kennt Beispiele für die Anwendung von Selbstorganisationsphänomenen in der Nanotechnologie.

Literatur:

Jacob Israelachvili: Intermolecular & Surface Forces; Academic Press 2. Aufl. 2007 (ISBN: 978-0-12-375181-2)

Vorleistung:
Infolink:
Bemerkung:
Description:

The lecture considers self-assembly phenomena for structure forming. It starts with an introduction into the statistical thermodynamic in order to explain the extrema –principles in classical thermodynamics by microscopic /statistical considerations. The second part considers intermolecular forces and forces between particles and interaction potentials in order to derive characteristic functions for thermodynamic quantities like chemical potential and free energy for typical mixtures. In the third part of the lecture the previous developed basics are applied to typical self-assembly phenomena, mainly in liquids, like molecular mono- and bi-layers, micelles and vesicles and liquid crystal phases and their application in the nanotechnology.

Learning Targets:

The students know the thermo dynamical principles of self-assembly. They know the fundamental relation between phenomenological thermodynamic quantities and their microscopic statistical origin. They are able to calculate thermodynamic quantities from a given partition function. Further they know the fundamental intermolecular forces and interaction potentials and their relation to thermo dynamical properties. The students are able to estimate basic thermodynamic quantities like the entropy, partition function or chemical potential for simple model systems. They are able to read simple phase diagrams. They are able to give estimates for critical concentrations expected shaping.
They know applications for self assembling processes in the nanotechnology.

Literature:

Jacob Israelachvili: Intermolecular & Surface Forces; Academic Press 2. Aufl. 2007 (ISBN: 978-0-12-375181-2)

Pre-Qualifications:
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