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, Химфак 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:

«Для экзаменов в июне и ноябре 2014 Кембриджский университет Международные Исследования сохраняет авторское право на все свои публикации. Зарегистрированным Центрам разрешают скопировать материал с этого буклета для их собственного внутреннего пользования. Однако, мы не можем дать разрешение Центрам, чтобы фотокопировать любой материал, который признан третьему лицу даже для внутреннего пользования в Центре. © University of Cambridge International Examinations 2011 1. Введение 1.1 Почему...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина Утверждено на заседании кафедры зоологии и методики обучения биологии Протокол № 5 от 16.01.2007 г. Зав. кафедрой канд. биол. наук, доц. С.И. Ананьева ЗООЛОГИЯ Беспозвоночные животные Программа учебно-полевой практики Факультет естественно-географический Специальность 011600 — Биология Курс 1, семестр 2 Всего дней — 17...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тверской государственный университет Биологический факультет Кафедра биомедицины УТВЕРЖДАЮ Декан биологического факультета Дементьева С.М. 2013 г. Рабочая программа дисциплины Введение в биотехнологию Для студентов 4 курса Направление подготовки направление 020400.62 Биология Профиль подготовки – Общая биология Профиль подготовки – Биоэкология Квалификация...»

«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...»

«МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Оренбургская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения Российской Федерации Кафедра общественного здоровья и здравоохранения №1 УТВЕРЖДАЮ проректор по научной и клинической работе профессор Н.П. Сетко 20_ г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ ИНФОРМАТИКИ И МЕДИЦИНСКОЙ СТАТИСТИКИ к основной образовательной программе...»

«Министерство образования и науки РФ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный университет Биологический факультет РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ Охрана живой природы (цикл ОД.А.08 Дисциплины по выбору аспиранта основной профессиональной образовательной программы подготовки аспиранта по отрасли 03.00.00 Биологические науки, специальность 03.02.08 – Экология) Самара 2011 Рабочая программа составлена на основании...»

«Министерство образования и науки РФ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный университет Биологический факультет РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ Актуальные проблемы прикладной экологии (цикл ОД.А.04 Специальные дисциплины отрасли науки и научной специальности основной образовательной программы подготовки аспиранта по отрасли 03.00.00 Биологические науки, специальность 03.02.08 – Экология) Самара 2011 Рабочая...»

«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...»

«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...»

«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...»

«Рабочая программа по биологии. 10 класс. Базовый уровень ПРОГРАММА СРЕДНЕГО (ПОЛНОГО) 3 ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ ПО БИОЛОГИИ 10 КЛАССА (БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ) 2013-2014 УЧЕБНЫЙ ГОД Пояснительная записка Биология как учебный предмет – неотъемлемая составная часть естественнонаучного образования на всех ступенях обучения. Как один из важных компонентов образовательной области Естествознание биология вносит значительный вклад в достижение целей общего образования, обеспечивая освоение учащимися основ учебных...»

«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...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова УТВЕРЖДАЮ Первый проректор по учебной работе Л.Н. Шестаков 03__апреля_2012 г. Основная образовательная программа высшего профессионального образования Направление подготовки 250100.68 Лесное дело Магистерская программа Лесная экология и охрана природы Квалификация...»

«1 Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кубанский государственный аграрный университет РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по дисциплине СД.Ф. 9 Эпизоотология и инфекционные болезни животных (индекс и наименование дисциплины) Специальность 111201.65 Ветеринария Квалификация (степень) выпускника Ветеринарный врач Факультет Ветеринарной медицины Кафедра-разработчик Кафедра микробиологии, эпизоотологии и...»

«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...»

«Ферзиковский муниципальный район МОУ Сашкинская средняя общеобразовательная школа СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ Директор Руководитель ШМО: школы:_Губарь Протокол№1 Н.Е. _Гудкова Т.М. 26.08.2013 год 02_09_2013г РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по биологии 7класс (уровень – базовый) Пасечник В.В Программа: Латюшин В.В. Пакулова В.М. Учитель: Королева Эмилия Александровна 2013 -2014 учебный год Тематическое планирование по биологии 7 класс 3 часа в неделю (104 часов). ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Рабочая программа по биологии...»

«МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Оренбургская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения Российской Федерации Кафедра истории Отечества УТВЕРЖДАЮ Проректор по научной и клинической работе профессор Н.П. Сетко 20_ г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины ПЕДАГОГИКА И ПСИХОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ основной профессиональной образовательной программы послевузовского...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых (ВлГУ) УТВЕРЖДАЮ Проректор по инновационному развитию М.Ю. Монахов _ 2012 г. ПРОГРАММА вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 03.02.08 – Экология (в биологии) Владимир 2012 Пояснительная записка Настоящая программа...»

«ФГБОУ ВПО Ульяновская ГСХА РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) Физическая культура (наименование дисциплины (модуля)) Направление подготовки 110900.62 производства и Технология переработки сельскохозяйственной продукции Профиль подготовки Технология переработки продукции животноводства Квалификация (степень) выпускника бакалавр (бакалавр, магистр, дипломированный специалист) Форма обучения очная (очная, очно-заочная, и др.) г. Ульяновск - 2011 г. 1. Цели освоения дисциплины Цель дисциплины:...»

«© 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....»














 
© 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.