Theoretische Polymerphysik

Jan Kierfeld

Technische Universität Dortmund
Sommersemester 2012
2-stündig

Kontakt:  Jan.Kierfeld@tu-dortmund.de
Raum: P1-O2-312
Tel: 0231-755-3545


Ort, Zeit

Do, 14-16 c.t., Raum P1-O2-323, 2 Stunden Vorlesung


Skript

  1. Einleitung, Klassifikation
    1a:  5.4.2012  [pdf]
  2. Einzelketten: Ideale Ketten
    1b:  5.4.2012  [pdf]
    2:  12.4.2012  [pdf]
    3:  19.4.2012  [pdf]
    4a:  26.4.2012  [pdf]
  3. Einzelketten unter Kraft
    4b:  26.4.2012  [pdf]
    5:  3.5.2012  [pdf]
  4. Einzelketten: Reale Ketten
    6:  10.5.2012  [pdf]
    7:  24.5.2012  [pdf]
  5. Adsorption einzelner Ketten
    7:  24.5.2012  [pdf]
    8:  31.5.2012  [pdf]
    9:  14.6.2012  [pdf]
  6. Polymerlösungen
    9:  14.6.2012  [pdf]
    10:  21.6.2012  [pdf]
  7. Gummi-Elastizität
    10:  21.6.2012  [pdf]
    11:  28.6.2012  [pdf]
  8. Dynamik einzelner Ketten
    11:  28.6.2012  [pdf]
    12:  5.7.2012  [pdf]
    13:  12.7.2012  [pdf]



Übungen

Beispiele, Übungen werden in die Vorlesung integriert.


Synopsis

Die Vorlesung wird eine Einführung in theoretische Konzepte der Polymerphysik geben. Polymere sind lange Kettenmoleküle, deren physikalische Eigenschaften oft stärker durch ihre Kettenstruktur als durch chemische Details der einzelnen Monomere bestimmt werden. Synthetische Polymere sind ein wichtiger Werkstoff der chemsichen Industrie; Biopolymere wie DNA, RNA oder Proteine spielen aber auch in jeder Zelle eine große Rolle.

Die Vorlesung wird wird beginnen bei wichtigen Kettenmodellen. Wir weden zunächst Modelle und Gleichgewichtseigenschaften einzelner Ketten betrachten. Insbesondere werden wir für einzelne Ketten die Effekte von Selbstvermeidung, Polymeradsorption und Zugexperimente an einzelnen Polymeren studieren.

Danach gehen wir über zu Systemen aus vielen Polymeren, also Polymerlösungen, -schmelzen und -netzwerken. Themen sind hier die Gummielastizität von Netzwerken und das Verhalten (Quellen, Kollaps, Θ-Lösungsmittel) von Ketten in Polymerlösungen. Ein wichtiges Modell für das Phasenverhalten von Lösungen ist das Flory-Huggins-Modell.

Ein weiterer Themenblock wird die Dynamik von Polymeren betreffen. Auch hier starten wir mit einzelnen Ketten. Nach einer Einführung in stochastische Bewegungsgleichungen und hydrodynamische Effekte werden wir Rouse- und Zimm-Dynamik einzelner Ketten besprechen. Bei Systemen aus vielen Ketten soll insbesondere die Reptationsdynamik eingeführt werden.


Voraussetzungen

Kenntnisse in Thermodynamik und statistischer Physik möchte ich voraussetzen, daher richtet sich die Vorlesung an Studenten ab dem 6. Semester.
Theoretische Festkörperphysik ist keine Voraussetzung.


Literatur

  1. P.G. de Gennes, Scaling concepts in polymer physics, Cornell University Press, Cornell
  2. M. Doi and S.F. Edwards, The theory of polymer dynamics, Clarendon Press, Oxford
  3. M. Rubinstein and R.H. Colby, Polymer Physics, Oxford University Press
  4. F. Schwabl, Statistische Mechanik, Springer
  5. K.A. Dill, Molecular Driving Forces: Statistical Thermodynamics in Chemistry and Biology, Garland Science



Modulprüfung

Entweder eine kleine Klausur oder mündlich.




Last modified 23-10-2008 by Jan Kierfeld