SI3420 Membran och mjuka material 7,5 hp

Membranes and Soft Matter

Kursen syftar till att ge grundläggande kunskaper om hur ytor, gränsskikt och membraner kan modelleras atomärt och med fältteoretiska metoder. Tillämpningar på biologiska membran, materialvetenskap och kemi.

  • Utbildningsnivå

    Forskarnivå
  • Kursnivå (A-D)

    D
  • Huvudområde

  • Betygsskala

Det finns inget planerat kurstillfälle.

Lärandemål

Doktoranden ska efter genomgången kurs kunna:

  • redogöra för och tillämpa kontinuum-modeller för membran och gränsskikt.
  • formulera medelfältmodeller för binära blandningar med hjälp av variationsprinciper och lösa dessa i enkla fall.
  • bestämma jonkoncentrationsprofiler och växelverkningar mellan laddade ytor i lösningar med elektrostatiskta kontinuum-modeller.
  • härleda enkla ekvationer för växelverkningarna mellan ytor inom ramen för en kontinuumteori för van der Waals växelverkningar.
  • beskriva grundläggande fysikaliska modeller för växelverkningarna i kolloider, mikroemulsioner samt lösningar med miceller och vesiklar.
  • inse begränsningen hos enkla kontinuummodeller.

Kursens huvudsakliga innehåll

Fasseparation i binära blandningar, medelfältteori för fasomvandlingar, differentialgeometri för ytor och hydromekanik. Ytspänning. Termiska fluktuationer hos ytor, kapillärvågor,
vätning av ytor, vätningsprofiler, kontaktvinklar. Kontinuumteori för van der Waals växelverkningar. Elektrostatik,
Debye-Hueckel teori. Krökning och ytspänning hos tunna membran. Undulationer och peristaltiska fluktuationer hos membran. Kolloider, DLVO-teori och självaggregrande ytor. Atomär kontra fältteoretisk modellering av membran och ytor.

Behörighet

Termodynamik och klassisk statistisk mekanik.

Litteratur

S.A. Safran, Statistical Thermodynamics of Surfaces, Interfaces, and Membranes, Westview Press, 2002.

Övrig litteratur:

D. Boal, Mechanics of the cell, Cambridge University Press, 2002.

Examination

Krav för slutbetyg

Hemuppgifter som redovisas muntligt.

Ges av

SCI/Fysik

Kontaktperson

Berk Hess

Examinator

Berk Hess <hess@kth.se>

Versionsinformation

Kursplan giltig från och med VT2009.