WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Обязательный курс «КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ»

36 час

Составитель: проф., д.ф.м.н. О.И.Виноградова, Химический факультет МГУ и

ИФХЭ РАН

АННОТАЦИЯ

Наука о коллоидах и поверхностях (Colloid and Interface Science в англоязычной

литературе) изучает микро- и наногетерогенные системы, в которых взаимодействия между фазами и/или явления на межфазной границе являются доминирующим аспектом поведения. Коллоидными системами является большинство окружающих нас объектов, от агропочв, пищевых продуктов, косметики и лекарств, до биологических клеток. Цель курса – дать междисциплинарное представление об основных явлениях, определяющих поведение таких систем и лежащих в основе современных нанотехнологических приложений. В курс включены разделы, посвящённые термодинамике поверхности, капиллярности и смачиванию, гидродинамике тонких плёнок, межфазным транспортным явлениям, поверхностным силам, устойчивости коллоидов и тонких плёнок, мицеллам, эмульсиям и пенам, адгезии. Курс состоит из вводной лекции и нескольких тематических блоков.

Основная литература 1. The Colloidal Domain: Where Physics, Chemistry, Biology, and Technology Meet (Advances in Interfacial Engineering) by D. Fennell Evans, Hkan Wennerstrm 2. Intermolecular and Surface Forces, Second Edition: With Applications to Colloidal and Biological Systems (Colloid Science) by Jacob N. Israelachvili 3. Foundations of Colloid Science. 2nd ed.; Oxford University Press: Oxford, by Robert J.

Hunter

ПРОГРАММА КУРСА

Лекция 1. Введение (2 часа) История возникновения науки о коллоидах и поверхностях.

Междисциплинарность. Классификация и примеры коллоидных объектов и систем, их особенности. Методы исследований и их эволюция. Традиционные приложения (флотация минералов, лаки и краски, пищевая и кожевенная промышленности, косметика, фармацевтика и др.). Современные приложения: микрофлюидика, нанобиомеханика, искусственные гекконы и др.

Блок 1: Капиллярность и смачивание (5 лекций).

Лекция 2. Поверхностное натяжение (3 часа) Поверхностная энергия жидкостей. Структура поверхностного слоя жидкости. Поверхностное и межфазное натяжение.

Уравнение адсорбции Гиббса. Изотермы адсорбции.

Поверхностное натяжение растворов поверхностно-активных веществ и электролитов. Влияние температуры на поверхностное натяжение. Уравнение Лапласа. Гомогенная и гетерогенная нуклеация. Уравнение Кельвина. Капиллярность и гравитация.

Капиллярная длина. Число Бонда.

Лекция 3. Смачивание. Статика (3 часа) Основные наблюдения и понятия. Неполное смачивание и контактный (краевой) угол. Полное смачивание. Параметр растекания. Переход смачивания. Закон Юнга. Жидкие линзы и конструкция Ноймана. Высокоэнергетические и низкоэнергетические поверхности. Критерий Зисмана. Способы изменения краевого угла (химическая и физическая модификация поверхностей, температура, электрический потенциал) Гидрофобные и гидрофильные поверхности. Лужи. Мениск жидкости. Капиллярный подъём и закон Джурина. Капиллярное притяжение. Эластокапиллярность. Методы измерения поверхностного натяжения.

Лекция 4. Реальные поверхности (2 часа) Наступающий и отступающий краевой угол. Гистерезис контактного угла и pinning. Химическая неоднородность и шероховатость как причина гистерезиса. Следствия pinning и гистерезиса (stick-slip, эффект кофейных пятен и др.). Шероховатые поверхности. Методы изготовления.

Беспорядочная, периодическая и фрактальная шероховатость.

Комбинация шероховатости и гидрофобности: супергидрофобность.

Эксперимент Деттре и Джонсона. Состояние и уравнение Венцеля.

Эффект «Лотоса», состояние и уравнение Касси. Периодические поверхностные текстуры. Подвижность капель на поверхностях Касси. Переход КассиВенцель. Условие пропитки поверхностных текстур. «Жемчужные» капли.

Лекция 5. Межфазная гидродинамика (4 часа) Основы гидродинамики. Уравнения Навье-Стокса.

Инерционные и вязкие эффекты. Число Рейнольдса.

Граничные условия: три типа межфазных границ.

Инерционные течения. Число Вебера. Осцилляции капель, разрыв мыльных плёнок, инерционная пропитка. Вязкие течения. Теория смазки. Точные и скейлинговые решения одномерных задач гидродинамики: Уравнения Пуазейля и Дарси. Спонтанное смачивание. Капиллярная пропитка (закон Вашбурна). Капиллярное растекание (закон Таннера). Гравитационное растекание. Вынужденное смачивание.

Капиллярное число. Динамический краевой угол. Нанесение покрытий: dip coating в капиллярном (модель Ландау-Левича-Дерягина) и гравитационном (модель Дерягина) режиме, spin coating.

Лекция 6. Межфазные неустойчивости (3 часа) неустойчивости (Рэлея-Плато). Неустойчивости из-за внешних неустойчивости: вязкие «пальцы» (Тейлора-Саффмана), размер градиентов поверхностного натяжения (Марангони) и краевого Блок 2: Плёнки и прослойки. Устойчивость (2 лекции) Лекция 7. Поверхностные силы, расклинивающее давление и смачивание (3 часа) Смачивание и дальнодействующие силы. Изменение толщины плёнки, энергия взаимодействия и расклинивающее давление.

Методы измерения расклинивающего давления. Натяжение дальнодействующих сил в явлениях смачивания: Dewetting, структура трёхфазного контакта, плёнки на шероховатой Лекция 8. Типы поверхностных сил и их измерение. Устойчивость коллоидов и тонких плёнок (4 часа) Модель «только противоионы» Гуи-Чепмена. Длина ГуиЧепмена. Двойной слой в присутствии соли: решение Симметричный и ассиметричный случай. Теория Дерягина-Ландау-Фервея-Овербека (ДЛФО). Поверхностные силы и расклинивающее давление не-ДЛФО природы:

энтропийное отталкивание липидных бислоёв, стерическое отталкивание и depletion притяжение в полимерных жидкостях, гидрофобное притяжение, осциллирующие взаимодействия. Гидродинамические силы (задачи Тейлора и Рейнольдса). Принципы измерения поверхностных сил (равновесный и динамический методы, метод «захлопывания»). Аппарат для измерения поверхностных сил (SFA). Атомно-силовая микроскопия (AFM). Устойчивость коллоидов и тонких плёнок. Быстрая и медленная коагуляция (теория Смолуховского). Динамическая коагуляция.

Блок 3: Электрокинетические (и другие межфазные транспортные) явления (2 лекции).

Лекция 9. Электрокинетические явления (3 часа) «Классические» линейные электрокинетические явления. Двойной слой как плоский конденсатор (модель Гельмгольца). Дзетапотенциал. Плоскость скольжения. Электроосмос (теория Смолуховского). Токи и потенциалы течения. Электрофорез.

Электрокинетика в наноканалах. Современные направления.

Электроосмос индуцированного заряда и другие нелинейные электрокинетические явления (диэлектрофорез, электрокинетика Лекция 10. Другие межфазные транспортные явления (2 часа) Современные приложения. Методы исследований (микро-PIV, AFM/SFA, FCS).

Блок 4. Мицеллы, эмульсии и пены (2 лекции) Лекция 11. Поверхностно-активные вещества. Мицеллы, мыльные плёнки и пены ( часа) мицеллы. Температура Крафта. Самосборка в присутствии блок-сополимеров. Весы Лангмюра. Растворимые и нерастворимые монослои. Аггрегация на поверхности жидкость/газ. Мыльные плёнки. Утоньшение. Чёрные плёнки. Пены. Структура и геометрия. Plateau border. «Сухие» и «мокрые» пены. Изучение одномерных, двумерных и трёхмерных пен.

Лекция 12. Эмульсии (2 часа) Принципы эмульгирования («дробление» и «конденсация»).

миниэмульсии, связь с размером капель. Термодинамическая наночастиц, реакции полимеризации, биохимические реакции).

Эмульсии в (цифровой) микрофлюидике. Принципы приготовления эмульсий, управление коалесценцией, размером капель и перемешиванием в микроканалах. Приложения (непрерывный синтез микрочастиц, химическая стимуляция и регистрация, капсулирование клеток, «капли на чипе») Блок 5: Адгезия (1 лекция).

Лекция 13. Адгезия (2 часа) Разнообразие явлений адгезии: адгезия льда, клеток, гекконов, эластокапиллярность. Контакт упругих макроскопических тел.

Механический, термодинамический и скейлинговый подходы.

Адгезионный контакт: теория Дерягина-Муллера-Топорова (DMT), теория Джонсона-Кендалла-Робертса (JKR). Пределы Можиса-Дюгдаля (MD). Сложные эффекты и явления: адгезия плёнок и вязко-упругих тел, волны Шалламаха, неустойчивость Тейлора-Саффмана.





Похожие работы:

«Общая биология базовый уровень 10 - 11 класс (68 часов, 1 час в неделю) Пояснительная записка Рабочая программа по биологии для 10 – 11 классов составлена в соответствии с требованиями федерального компонента государственного образовательного стандарта среднего (полного) общего образования по биологии (базовый уровень) (2004г), на основании Примерной программы полного общего образования по биологии и авторской программы по биологии для 10 – 11 классов: Г.М. Дымшиц, О.В. Саблина. Программы...»

«МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СОЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования СЕВЕРНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой Декан факультета _ _ _ __2012 г. __2012 г. РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА По элективной дисциплине: СОВРЕМЕННЫЕ ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ И ГИСТОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В БИОЛОГИИ И...»

«МИНЗДРАВСОЦРАЗВИТИЯ РОССИИ Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (ГБОУ ВПО ИГМУ Минздравсоцразвития России) Медико-профилактический факультет Кафедра микробиологии УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе А.В. Щербатых _ 2011 года РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) КЛИНИЧЕСКАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ _ наименование дисциплины (модуля) для специальности: 060104 – Медико-профилактическое дело...»

«Программа дисциплины Дешифрирование аэрокосмических снимков, часть 1 Автор: в.н.с. И.А. Лабутина Цель: приобретение студентами общих и специальных знаний методов и технологий дешифрирования снимков и практических навыками работы с аэро и космическими снимками при географических исследованиях и картографировании. Задачи: ознакомление с теорией и технологией применения аэрокосмических снимков для получения тематической информации о состоянии и изменениях географических объектов и...»

«Юго-Западное окружное управление образования Департамента образования города Москвы ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГОРОДА МОСКВЫ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 1106 _ 117463, г. Москва, проезд Карамзина, д.13, к.3 тел./факс (495) 422-09-61 ОГРН 1027739527012 ОКПО 58130012 ИНН 7728246980 КПП 772801001 11 Рабочая программа по биологии 11 класс Пояснительная записка Рабочая программа составлена на основе Федерального Государственного стандарта, Примерной программы...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тверской государственный университет УТВЕРЖДАЮ Декан факультета _ 2013 г. Рабочая программа по дисциплине КУЛЬТУРОЛОГИЯ для студентов 1 курса биологического факультета направление подготовки: биология Профили подготовки Общий Форма обучения очная Квалификация (степень выпускника) Бакалавр Обсуждено на заседании кафедры Составители: философии и теории...»

«Программа вступительного испытания (собеседование/устный экзамен) по дисциплине Ихтиология для поступления на направление подготовки магистратуры 35.04.07 – Водные биоресурсы и аквакультура Частная ихтиология Основные черты организации рыб как водных животных. Обусловленность формы тела, соотношения его частей, условиями обитания, биологией. Основные типы движения рыб. Скелет и мышечная система, электрические органы рыб и их биологическое значение. Строение и функции плавников....»

«1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кемеровский государственный университет Новокузнецкий институт (филиал) Факультет информационных технологий Кафедра экологии и естествознания УТВЕРЖДАЮ Декан ФИТ Каледин В.О. 14 марта 2013 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА учебной дисциплины СД.Ф.11 Утилизация, переработка и захоронение промышленных отходов и отходов потребления Для специальности...»

«УТВЕРЖДАЮ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ Ректор _И.Р. Гафуров _ _2013 г. И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ м.п. ФГАОУВПО Казанский (Приволжский) Федеральный университет Казань Программа вступительного испытания в магистратуру по направлению 280100.68 Природообустройство и водопользование, магистерская программа по профилю Урбоэкология Казань Программа вступительного испытания (письменный, ответы на вопросы) Взаимодействие организма и среды. Уровни биологической организации. Источники энергии для...»

«Первое информационное письмо УВАЖАЕМЫЕ КОЛЛЕГИ! Приглашаем Вас принять участие во II Всероссийской конференции с международным участием СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ БИОРЕСУРСОВ ВНУТРЕННИХ ВОД Организаторы конференции: Программа фундаментальных исследований Отделения биологических наук РАН Биологические ресурсы России: динамика в условиях глобальных климатических и антропогенных воздействий Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина...»

«МИНЗДРАВСОЦРАЗВИТИЯ РОССИИ Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (ГБОУ ВПО ИГМУ Минздравсоцразвития России) Медико-профилактический факультет Кафедра микробиологии УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе А.В. Щербатых _ 2011 года РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ МИКРОБИОЛОГИЯ, ВИРУСОЛОГИЯ, ИММУНОЛОГИЯ _ наименование дисциплины для специальности: 040600 Сестринское дело....»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Южный федеральный университет УТВЕРЖДАЮ Проректор по академической и молодёжной политике Н.Н. Михайлов 2014 г. ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ Направление подготовки 44.04.01 ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ МАГИСТЕРСКАЯ ПРОГРАММА ОЗДОРОВИТЕЛЬНАЯ ФИЗИЧЕСКАЯ КУЛЬТУРА В СИСТЕМЕ ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Квалификация выпускника (степень) МАГИСТР Форма обучения...»

«© M.A. de Budyon РЕЛИКТОВАЯ ЕВРОПА (В НАЧАЛЕ ВРЕМЁН) 2010-2011 Содержание: Предисловие 1. Что скрывают карты? 2. Эхо Рождения 3. Первобытный груз 4. Генетическая программа 5. Обозначение гаплогрупп 6. Арийский проект 7. Палеоевропейская война 8. Когда таял ледник и высыхала Сахара 9. Ева и её дочки 10. Два Праотца и две Праматери 11. А был ли матриархат? 12. Великая Богиня мира 13. Однофамильцы всех стран - не ищите друг друга! 14. Оккультная трактовка 15. Раса Атлантов 16....»

«ФГБОУ ВПО Ульяновская ГСХА им. П.А.Столыпина РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) Физическая культура (наименование дисциплины (модуля)) Направление подготовки 080100.62 Экономика Профиль подготовки Бухгалтерский учет, анализ и аудит Полный срок обучения Квалификация (степень) выпускника бакалавр (бакалавр, магистр, дипломированный специалист) Форма обучения очная (очная, очно-заочная, и др.) г. Ульяновск - 2013г. 1.Цели освоения дисциплины Цель дисциплины: формирование физической культуры...»

«Российский государственный педагогический университет имени А. И. Герцена ПРОГРАММА вступительного испытания по дисциплине БИОЛОГИЯ з Санкт-Петербург 2014 Структура вступительного испытания 1. Цель и задачи вступительного испытания Цель: Выявить уровень компетентности абитуриента в области биологических знаний. Задачи: - выявить овладение ключевыми компетентностями: учебно-познавательными, информационными, ценностно-смысловыми, коммуникативными; - выявить ориентацию в системе моральных норм и...»

«НПК Атмосфера при ГГО НПК Атмосфера при ГГО им. А.И. Воейкова им. А.И. Воейкова 194021, г. Санкт-Петербург, ул. Карбышева, д. 7 194021, г. Санкт-Петербург, ул. Карбышева, д. 7 Тел/факсы (812) 297-43-79, 596-39-54 Тел/факсы (812) 297-43-79, 596-39-54 E-mail: atmosfera@peterstar.ru, atmosfera@sp.ru E-mail: atmosfera@peterstar.ru, atmosfera@sp.ru Internet: www.atmosfera-npk.ru Internet: www.atmosfera-npk.ru оплатить до 15.03.2014 г. оплатить до 15.03.2014 г. Б Л А Н К З А К А З А № А 3 – 2013 Б...»

«Негосударственное образовательное учреждение Центр образования Татьянинская школа Утверждаю Согласовано Рассмотрено директор ОУ зам.директора по УВР на заседании М.О. протокол № _ _ _20г. _ _20г. _ _20г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО БИОЛОГИИ Класс: 9 Учитель: Кульчицкая Н.Н. Количество часов: всего – 68, в неделю - 2. Плановых контрольных уроков -, из них тематических контрольных работ -, проверочных работ -, итоговый тест Планирование составлено на основе программы по биологии для...»

«СТРАТЕГИЯ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И СОХРАНЕНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ В XXI ВЕКЕ МАТЕРИАЛЫ ВСЕРОССИЙСКОЙ НАУЧНОЙ МОЛОДЕЖНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ 7-10 декабря 1999 года Федеральная целевая программа Государственная поддержка высшего образования и фундаментальной наук и на 1997-2000 годы АДМИНИСТРАЦИЯ ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ ИНСТИТУТ СТЕПИ УРАЛЬСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РАН ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ОРЕНБУРГ-1999 Редакционная коллегия: Чибилев АЛ. -...»

«УТВЕРЖДАЮ МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ Ректор РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ _ И.Р. Гафуров ФГАОУВПО 2014 г. Казанский (Приволжский) федеральный университет Программа вступительного испытания по направлению 20.04.02 Природообустройство и водопользование, магистерская программа Урбоэкология Программа вступительного испытания (письменные ответы на вопросы) Взаимодействие организма и среды. Уровни биологической организации. Источники энергии для организмов. Автотрофы и гетеротрофы. Трофические...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВПО Кубанский государственный аграрный университет Факультет перерабатывающих технологий УТВЕРЖДАЮ Декан факультета перерабатывающих технологий доцент_ Решетняк А.И. _201 г. Рабочая программа дисциплины ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОДУКЦИИ Направление подготовки: 221700.62 Стандартизация и метрология Профиль подготовки: Квалификация (степень) выпускника Бакалавр Форма обучения: очная г. Краснодар 2011 г. 1. Цели освоения дисциплины Целями...»














 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.