TU Dresden | Wintersemester 2020 / 2021 Polymer-Physik / Polymer Physics

Polymer-Physik / Polymer Physics

This course puts a focus on polymer phyiscs, but the major concern of this course is the discussion of a number of general concepts that apply also to soft condensed matter or biological physics. Basic knowledge in Thermodynamics and Statistics is useful but not mandatory. 

The lectures start with an introduction to polymers and methods to characterize macromolecules (molecular mass, size, structrue, etc ... ). Random walks are discussed as a fundamental concept for molecular conformations and for diffusion. This concept also allows to discuss the entropy based elasticity that is typical for soft matter. Excluded volume is a concept that allows to understand the relation between interactions and molecular conformations. These interactions also drive the phase behaviour of soft matter, which is discussed in a separate section. With these fundamental results, we are equipped to address the behaviour of molecular solutions, of molecules in a confined environment, and the self-assembly of molecules. Polymer networks, gels and percolation establish another topic of the lectures including the concommittant changes in the material properties like a transition from a liquid to a soft elastic body. The dynamics and the relaxation of macromolecules is yet another focal point of the lectures and we close our discussion with a brief survey of crystallization and liquid crystalline materials.

All lectures will be held online and it is planned at the moment that also all excercises will be given online. Please install zoom on your computer. The link

https://zoom.us/j/2366724969

to the lectures will be activated approximatly 10 minutes prior to each lecture or exercise.

As part of this course you will receive a script, exercise sheets and supporting reading material over a password-secured server. All of these materials are written in English. Depending on the language skills of the participants, the course will be given in German or English.

I will send out an email containing password and access point for all lecture materials prior to the first lectures. Please register in time to receive this message.

In case of any questions please contact me via lang@ipfdd.de .

The lectures are scheduled as announced previously on Wednesdays (4. DS) from 13:00 to 14:30 and on Thursdays (2. DS) from 9:20 to 10:50.

 

Dieser Kurs besitzt zwar einen Fokus auf Polymer-Physik, der Kern des Kurses ist aber die Diskussion einer Reihe an allgemeinen Konzepten, mit denen auch weite Bereiche der Physik weicher kondensierter Materie und biologischer Physik abgedeckt werden. Grundkenntnisse in Thermodynamik und Statistik sind hilfreich aber nicht zwingend Voraussetzung zur Teilnahme an dem Kurs.

Der Kurs beginnt mit einem Einleitungskapitel zu Polymeren allgemein und Methoden zur Charakterisierung von Makromolekülen (Molekulargewicht, Ausdehnung, Struktur, etc ...). Anschließend werden Zufallspfade als Modell für die Konformation von fadenförmigen Molekülen und als Modell für Diffusion besprochen. Mit diesem Konzept kann auch die Entropie-Elastizität molekularer Werkstoffe erklärt werden. Das Konzept des ausgeschlossenen Volumens dient als grundlegendes Modell um Wechselwirkungen zwischen Molekülen und deren Einfluss auf die Konformationen der Moleküle zu beschreiben. Diese Wechselwirkungen führen auch zu einem Phasenverhalten (Mischung, Entmischung, etc ... ) das im Weiteren diskutiert wird. Mit diesen Voraussetzungen werden dann insbesondere das Verhalten von Lösungen aus Molekülen und das Verhalten von Molekülen in eingeschränkten Räumen oder in einer selbst-organisierten Phase besprochen. Einen weiteren Themenschwerpunkt bilden Netzwerke und Gele, oder allgemein das Phänomen einer Perkolation und damit einhergehende Eigenschaftsänderungen wie z.B. der Übergang zwischen einer Flüssigkeit und einem Festkörper. Die Dynamik und das Relaxationsverhalten von Makromolekülen hängt stark von der Struktur der Moleküle ab, was in einem weiteren Themenschwerpunkt erarbeitet wird. Den Abschluss bildet eine kurze Diskussion von Kristallisation und Flüssigkristallinen Materialien.

Die Vorlesung findet online statt und es ist vorerst geplant, auch die Übungen online stattfinden zu lassen. Bitte installieren Sie zoom auf ihrem Rechner. Der Link

https://zoom.us/j/2366724969

zur Vorlesung wird ca. 10 Minuten vor Beginn jeder Vorlesung aktiviert.


Im Rahmen dieses Kurses erhalten Sie ein Vorlesungsskript, Übungen und weiterführende Materialien über einen Passwort-geschützten Server. Die Unterlagen sind in englischer Sprache angefertigt, der Kurs selbst kann sowohl auf Englisch als auch auf Deutsch angeboten werden - je nach Bedarf.

Der Zugangscode zu Kursunterlagen wird allen Teilnehmern kurz vor Beginn der ersten Vorlesung per e-mail mitgeteilt. Bitte vergessen Sie daher nicht, sich rechtzeitig anzumelden.

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