Nanostrukturierte, Weiche Materialien 1
Nanostructured Soft Materials 1

Das Modul gibt eine Einführung in Nanostrukturierte, Weiche Materialien:

• Typen und Definitionen weicher kondensierter Materie, Überblick von Anwendungen nanostrukturierten, weichen Materialien
• Kolloide: Rolle von intermolekularen, interpartikularen und Oberflächen Wechselwirkungen, Anwendungen in Nahrungsmittel- und Kosmetikindustrie
• Polymere: Polymermischungen, Phasenseparationsprozesse, Block-Copolymere und Selbstorganisationsprozesse, Anwendung als Template
• Strukturierte Oberflächen: bio-inspirierte Klebstoffe, Superhydrophobizität und Anwendung in selbstreinigenden Oberflächen
• Flüssigkristalle: Ordnung und Symmetrie, optische Eigenschaften und Anwendung in LCD (Liquid Crystal Display) Anzeigen
• Amphiphile: Typen und Eigenschaften, Mizellen, Doppellagen und Vesikel, Anwendung als oberflächenaktive Substanzen und im Wirkstofftransport
• Biopolymere: Nukleinsäuren, DNS, Proteine, Cellulose und aus Holz gewonnene Materialien

Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage:

• die unterschiedlichen Gebiete und Anwendungen nanostrukturierter, weicher Materie einzuordnen
• Theorien zur Kolloidbildung anzuwenden und damit Anwendungen in Nahrungsmittel- und Kosmetikindustrie zu verstehen
• Selbstorganisationsprozesse von Polymeren und deren vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten zu verstehen
• Natürliche Materialien als Inspiration für künstlich hergestellte Funktionelle Materialen  zu begreifen
• die Eigenschaften von Flüssigkristallen die zur Anwendung in LCD Anzeigen führen zu analysieren
• die Mizell- und Vesikelbildung auf Grund von Wechselwirkungen zu verstehen

Keine Vorkenntnisse nötig, die über die Zulassungsvoraussetzungen zum Masterstudium hinausgehen.

Das Modul besteht aus einer Vorlesung und einer Übung. Die Lernergebnisse des Moduls werden durch eine frontale Vorlesung mit Beamer Präsentation und mündlicher Kommunikation unterstützt durch Tafelanschrieb erreicht. Die Vorlesung wird durch wöchentliche Übungen ergänzt, in denen die Studierenden unter der Aufsicht von Übungsleitern Probleme lösen. Die Sprechstunde ist ein freiwilliges Zusatzangebot zur Klärung weiterführender Fragen zu Vorlesungsinhalten in Einzelgesprächen mit dem Dozenten.

Präsentation, Tafelarbeit, Übungsaufgaben für die wöchentlichen Übungen über vorlesungsbegleitende Internet-Seite.

• Hamley, I.W. Introduction to Soft Matter (Wiley) Chichester, 2000
• Jones, R.A.L. Soft Condensed Matter (OUP) Oxford, 2002
• Kleman, M. & Lavrentovich, O.D. Soft Matter Physics (Springer) Berlin, 2003
• Daoud, M. & Williams, C.E. Soft Matter Physics (Springer) Berlin, 1999

Es findet eine mündliche Prüfung von etwa 30 Minuten Dauer statt. Darin wird das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe exemplarisch durch Verständnisfragen und Beispiele überprüft.

Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:

• Beschreiben Sie die Grundstruktur amphiphilischer Moleküle
• Werten Sie den Aggregationstyp amphiphilischer Moleküle aufgrund seiner Struktur mit Hilfe von Worten, Gleichungen, Zeichnungen und Diagrammen aus
• Beschreiben Sie die Anwendung von Tensiden und die Bedeutung der kritischen Mizellkonzentration
• Beschreiben Sie das Konzept des Wirkstofftransports mit sphärischen Mizellen

Während der Prüfung sind keine Hilfsmittel erlaubt.

Die Teilnahme am Übungsbetrieb wird dringend empfohlen, da die Übungsaufgaben auf die in der Modulprüfung abgefragten Problemstellungen vorbereiten und somit die spezifischen Kompetenzen eingeübt werden.