Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Soft Matter Physics
Course of study:
2016/2017
Code:
JBF-3-011-s
Faculty of:
Physics and Applied Computer Science
Study level:
Third-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Biophysics
Semester:
0
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż. Haberko Jakub (haberko@fis.agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr hab. inż. Bernasik Andrzej (bernasik@agh.edu.pl)
dr hab. inż. Haberko Jakub (haberko@fis.agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Potrafi sformułować konkretną wypowiedź na pytania z obszaru fizyki miękkiej materii, a w szczególności potrafi wskazać, w jaki sposób opisuje ona zjawiska samoorganizacji dziejące się w miękkiej materii. Participation in a discussion,
Oral answer,
Examination,
Activity during classes
Skills
M_U001 Student posiada umiejętność samodzielnego opracowania zagadnienia z obszaru fizyki miękkiej materii, a następnie przedstawienia go w formie wypowiedzi ustnej, ewentualnie wspomaganej multimediami. Presentation
M_U002 Ma umiejętność sformułowania fizycznych podstaw zjawisk i procesów zachodzących w miękkiej materii, poprzez wskazanie praw i zasad nimi rządzących i decydujących o ich przebiegu. Participation in a discussion,
Examination,
Activity during classes
M_U003 Potrafi przeprowadzić proste obliczenia ilustrujące podstawowe procesy i zjawiska fizyki polimerów, koloidów i układów amfifilowych. Oral answer,
Test,
Activity during classes
Knowledge
M_W001 Ma ogólną wiedzę o zakresie fizyki miękkiej materii i jej znaczeniu dla współczesnej fizyki i innych nauk przyrodniczych Participation in a discussion,
Examination,
Activity during classes
M_W002 Rozumie podstawowe mechanizmy fizyczne procesów samoorganizacji zachodzących w materii miękkiej, oraz ich znaczenie dla formowania się bardzo złożonych układów, w tym również biologicznych Participation in a discussion,
Examination,
Activity during classes
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Potrafi sformułować konkretną wypowiedź na pytania z obszaru fizyki miękkiej materii, a w szczególności potrafi wskazać, w jaki sposób opisuje ona zjawiska samoorganizacji dziejące się w miękkiej materii. + - - - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student posiada umiejętność samodzielnego opracowania zagadnienia z obszaru fizyki miękkiej materii, a następnie przedstawienia go w formie wypowiedzi ustnej, ewentualnie wspomaganej multimediami. - - - - - + - - - - -
M_U002 Ma umiejętność sformułowania fizycznych podstaw zjawisk i procesów zachodzących w miękkiej materii, poprzez wskazanie praw i zasad nimi rządzących i decydujących o ich przebiegu. + - - - - - - - - - -
M_U003 Potrafi przeprowadzić proste obliczenia ilustrujące podstawowe procesy i zjawiska fizyki polimerów, koloidów i układów amfifilowych. - + - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Ma ogólną wiedzę o zakresie fizyki miękkiej materii i jej znaczeniu dla współczesnej fizyki i innych nauk przyrodniczych + - - - - + - - - - -
M_W002 Rozumie podstawowe mechanizmy fizyczne procesów samoorganizacji zachodzących w materii miękkiej, oraz ich znaczenie dla formowania się bardzo złożonych układów, w tym również biologicznych + - - - - - - - - - -
Module content
Lectures:

1. Cechy charakterystyczne materii miękkiej – 3 godz.
2. Podstawowe zjawiska powierzchniowe: zwilżanie, kapilarność – 3 godz.
3. Geometria fraktalna, model perkolacji – 2 godz.
4. Właściwości roztworów polimerów; kształt makrocząsteczki w roztworze – model kłębka przypadkowego – 2 godz.
5. Termiczne i mechaniczne właściwości polimerów, sprężystość entropowa, przejście szkliste – 3 godz.
6. Elementy reologii polimerów: krzywa płynięcia; parametry reologiczne; lepkosprężystość polimerów – 2 godz.
7. Ogólna charakterystyka koloidów; oddziaływania cząstek koloidalnych, elektrostatyczne oddziaływanie podwójnych warstw, efekty elektrokinetyczne – 3 godz.
8. Struktura i własności piany – 2 godz.
9. Ogólna charakterystyka substancji amfifilowych; monowarstwy surfaktantów i warstwy Langmuira-Blodgett, micelizacja, membrany i podwójne warstwy amfifilowe (lipidy) – 3 godz.
10. Elementy fizyki ciekłych kryształów. Mezofazy (CK, kryształy plastyczne, kryształy condis). Tekstury molekularne. Optyczne własności. Anizotropia diamagnetyczna i dielektryczna. Anizotropia lepkości. Wybrane zastosowania – 3 godz.
11. Samoorganizacja supramolekularna: w układach kopolimerów blokowych, w układach amfifilowych i w mikroemulsjach, w świecie biocząsteczek – 4 godz.

Auditorium classes:

1. Obliczenia dotyczące kształtu makrocząsteczki w roztworze za pomocą modelu kłębka przypadkowego.
2. Obliczenia dotyczące pojęć związanych z funkcjami rozkładu mas cząsteczkowych polimerów.
3. Obliczenia dotyczące własności mechanicznych polimerów z wykorzystaniem modeli płynów lepkosprężystych.
4. Obliczenia dotyczące krystalizacji i topnienia polimerów.
5. Rozpraszanie niskokątowe neutronów i promieniowania X – obliczenia struktury polimerów na podstawie danych pomiarowych.
6. Obliczenia szybkości sedymentacji cząstek koloidalnych.
7. Stabilizacja zawiesin koloidalnych ładunkiem elektrycznym oraz stabilizacja steryczna – obliczenia krytycznego stężenia koagulacji oraz długości Debye’a.

Seminar classes:

W trakcie zajęć seminaryjnych studenci samodzielnie opracowują współczesne zagadnienia (o charakterze praktycznym, inzynierskim) z obszaru fizyki miękkiej materii i przedstawiają je w formie krótkiej prezentacji. Zagadnienia te są sugerowane przez prowadzącego zajęcia, bądź mogą zostać zaproponowane przez studenta i zaakceptowane przez prowadzącego.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 116 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Realization of independently performed tasks 40 h
Examination or Final test 1 h
Participation in auditorium classes 15 h
Participation in conversation seminars 10 h
Participation in lectures 30 h
Preparation for classes 5 h
Participation in seminar classes 15 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa jest równa ocenie z egzaminu. Konieczne jest zaliczenie ćwiczeń audytoryjnych oraz zajęć seminaryjnych na ocenę pozytywną. Nieusprawiedliwione nieobecności na zajęciach seminaryjnych oraz audytoryjnych wymagają odrobienia w formie i terminie ustalonych przez prowadzących je wykładowców.

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość podstawowych zagadnień fizyki ciała stałego.

Recommended literature and teaching resources:

1. Nanotechnologie, red. R.W.Kelsall i in., PWN 2008
2. Fizykochemia powierzchni, E.T.Dutkiewicz, WNT 1998
3. I.W. Hamley, Introduction to Soft Matter: Polymers, Colloids, Amphiphiles and Liquid Crystals, Wiley 2000.
4. Richard A.L. Jones, Soft Condensed Matter, http://www.shef.ac.uk/physics/people/rjones/PDFs/.
5. M. Daoud and C.E. Williams (eds.), Soft Matter Physics, Springer 1999.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None