Selbstorganisationsprozesse (SOP)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Self-organization Processes)

Studienfächer/Prüfungsordnungsmodule:

Lehrveranstaltungen:

• • Selbstorganisationsprozesse
    (Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Michael Engel et al., Di, 08:15 - 09:45, K2-119)
  • Selbstorganisationsprozesse
    (Übung, 1 SWS, Michael Engel et al., Di, 10:15 - 11:45, K2-119)

Inhalt:

Structure formation with elementary building blocks in molecular, particulate, soft, and biological systems. Theoretical aspects, experimental realizations, and applications are discussed.
1. Theory 1 (introduction): the idea of building blocks, thermodynamic principles
2. Theory 2 (continuum): spinodal decomposition, reaction diffusion, phase field model, feedback
3. Theory 3 (particles): entropy maximization, interface minimization
4. Molecules 1 (basics): molecular interactions, role of shape
5. Molecules 2 (liquid crystals): topological order, defects
6. Molecules 3 (interfaces): surfactants, micelles, emulsions, foams, vesicles
7. Molecules 4 (beyond): block copolymers, membranes, proteins, metal organic frameworks
8. Colloids 1 (isotropic particles): interaction forces, depletion, hydrophobic(-philic)
9. Colloids 2 (directed assembly): diffusion-limited aggregation, printing, coffee stain effect
10. Colloids 3 (anisotropic particles): nanoparticles, patchy particles, ligands, directionality
11. Colloids 4 (properties): surface functionalization, plasmonics, filtration, catalysis, mechanical
12. Bioinspired 1 (dynamic self-assembly): active matter, bacteria, swarms, robots
13. Bioinspired 2 (design): programmable assembly, DNA nanotechnology, inverse problems

Lernziele und Kompetenzen:

The students
• describe complex self-organization processes with the help of simple model systems
• apply this knowledge to physical, chemical, and bioinspired systems
• develop an advanced understanding of the self-organization of (macro)molecules and colloids
• understand processes to direct and influence self-organization processes
• judge the relevance of self-organization for the processing and synthesis of materials
• gain insight into current research in the field of the lecture

Literatur:

[1] Ian W. Hamley, “Introduction to Soft Matter: Synthetic and Biological Self-Assembling Materials”, Wiley, 2007.
[2] Yoon S. Lee, „Self-Assembly and Nanotechnology Systems”, Wiley, 2011.
[3] Scott Camazine, Jean-Louis Deneubourg, Nigel R. Franks, „Self-Organization in Biological Systems“, Princeton University Press, 2003.
[4] John A. Pelesko, „Self Assembly: The Science of Things That Put Themselves Together“, Chapman and Hall/CRC, 2007.
[5] Jacob N. Israelachvili, „Intermolecular and Surface Forces”, Academic Press, 2011.

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)
   (Po-Vers. 2014s | TechFak | Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) | Gesamtkonto | Vertiefung B | Vertiefungsmodulgruppe Chemische Reaktionstechnik | Wahlpflichtmodule Chemische Reaktionstechnik)
2. Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)
   (Po-Vers. 2014s | TechFak | Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) | Gesamtkonto | Vertiefung B | Vertiefungsmodulgruppe Mechanische Verfahrenstechnik | Wahlpflichtmodule Mechanische Verfahrenstechnik)
3. Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)
   (Po-Vers. 2014s | TechFak | Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) | Gesamtkonto | Vertiefung C | Vertiefungsmodulgruppe Chemische Reaktionstechnik | Wahlpflichtmodule Chemische Reaktionstechnik)
4. Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)
   (Po-Vers. 2014s | TechFak | Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) | Gesamtkonto | Vertiefung C | Vertiefungsmodulgruppe Mechanische Verfahrenstechnik | Wahlpflichtmodule Mechanische Verfahrenstechnik)
5. Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)
   (Po-Vers. 2014s | TechFak | Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) | Gesamtkonto | Vertiefung C | Vertiefungsmodulgruppe Simulation granularer und molekularer Systeme | Wahlpflichtmodule Simulation granularer und molekularer Systeme)
6. Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)
   (Po-Vers. 2014s | TechFak | Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) | Gesamtkonto | Vertiefung D | Vertiefungsmodulgruppe Chemische Reaktionstechnik | Wahlpflichtmodule Chemische Reaktionstechnik)
7. Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)
   (Po-Vers. 2014s | TechFak | Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) | Gesamtkonto | Vertiefung D | Vertiefungsmodulgruppe Mechanische Verfahrenstechnik | Wahlpflichtmodule Mechanische Verfahrenstechnik)
8. Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)
   (Po-Vers. 2014s | TechFak | Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) | Gesamtkonto | Vertiefung D | Vertiefungsmodulgruppe Simulation granularer und molekularer Systeme | Wahlpflichtmodule Simulation granularer und molekularer Systeme)
9. Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)
   (Po-Vers. 2015w | TechFak | Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) | Vertiefung B | Vertiefungsmodulgruppe Chemische Reaktionstechnik | Wahlpflichtmodule Chemische Reaktionstechnik)
10. Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)
    (Po-Vers. 2015w | TechFak | Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) | Vertiefung B | Vertiefungsmodulgruppe Mechanische Verfahrenstechnik | Wahlpflichtmodule Mechanische Verfahrenstechnik)
11. Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)
    (Po-Vers. 2015w | TechFak | Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) | Vertiefung C | Vertiefungsmodulgruppe Chemische Reaktionstechnik | Wahlpflichtmodule Chemische Reaktionstechnik)
12. Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)
    (Po-Vers. 2015w | TechFak | Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) | Vertiefung C | Vertiefungsmodulgruppe Mechanische Verfahrenstechnik | Wahlpflichtmodule Mechanische Verfahrenstechnik)
13. Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)
    (Po-Vers. 2015w | TechFak | Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) | Vertiefung C | Vertiefungsmodulgruppe Simulation granularer und molekularer Systeme | Wahlpflichtmodule Simulation granularer und molekularer Systeme)
14. Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)
    (Po-Vers. 2015w | TechFak | Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) | Vertiefung D | Vertiefungsmodulgruppe Chemische Reaktionstechnik | Wahlpflichtmodule Chemische Reaktionstechnik)
15. Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)
    (Po-Vers. 2015w | TechFak | Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) | Vertiefung D | Vertiefungsmodulgruppe Mechanische Verfahrenstechnik | Wahlpflichtmodule Mechanische Verfahrenstechnik)
16. Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)
    (Po-Vers. 2015w | TechFak | Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) | Vertiefung D | Vertiefungsmodulgruppe Simulation granularer und molekularer Systeme | Wahlpflichtmodule Simulation granularer und molekularer Systeme)
17. Chemie- und Bioingenieurwesen (Master of Science)
    (Po-Vers. 2008 | TechFak | Chemie- und Bioingenieurwesen (Master of Science) | 1.-3. Wahlpflichtmodul (ohne Praktikum) | 1.-3. Wahlpflichtmodul | Selbstorganisationsprozesse)
18. Chemie- und Bioingenieurwesen (Master of Science)
    (Po-Vers. 2015w | TechFak | Chemie- und Bioingenieurwesen (Master of Science) | Gesamtkonto | 1.-2. Wahlpflichtmodul (ohne Praktikum) | Selbstorganisationsprozesse)
19. Life Science Engineering (Master of Science)
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Life Science Engineering (Master of Science) | Wahlpflichtmodule | 1. - 3. Wahlpflichtmodul (ohne Praktikum, 5 ECTS) | Selbstorganisationsprozesse)
20. Life Science Engineering (Master of Science)
    (Po-Vers. 2015w | TechFak | Life Science Engineering (Master of Science) | 1.-2. Wahlpflichtmodul (ohne Praktikum) | Selbstorganisationsprozesse)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Selbstorganisationsprozesse (Prüfungsnummer: 51001)

(englischer Titel: Self-organization Processes)

zugeh. "mein campus"-Prüfung:

17751 Wahlpflichtmodul Chemische Reaktionstechnik (Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) 2015w, Prüfung, Form: schriftlich oder mündlich, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 5 ECTS, Platzhalter). 18151 Wahlpflichtmodul Mechanische Verfahrenstechnik (Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) 2015w, Prüfung, Form: schriftlich oder mündlich, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 5 ECTS, Platzhalter). 18451 Wahlpflichtmodul Simulation granularer und molekularer Systeme (Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) 2015w, Prüfung, Form: schriftlich oder mündlich, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 5 ECTS, Platzhalter). 51001 Selbstorganisationsprozesse (Gewichtung: 100.0 %, Prüfung, Form: variabel, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 5 ECTS, Prüfung). 18551 Wahlpflichtmodul B Chemische Reaktionstechnik (Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) 2014s, Prüfung, Form: schriftlich oder mündlich, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 5 ECTS, Platzhalter). 18951 Wahlpflichtmodul B Mechanische Verfahrenstechnik (Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) 2014s, Prüfung, Form: schriftlich oder mündlich, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 5 ECTS, Platzhalter). 18451 Wahlpflichtmodul Simulation granularer und molekularer Systeme (Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) 2014s, Prüfung, Form: schriftlich oder mündlich, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 5 ECTS, Platzhalter). 17751 Wahlpflichtmodul C/D Chemische Reaktionstechnik (Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) 2014s, Prüfung, Form: schriftlich oder mündlich, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 5 ECTS, Platzhalter). 18151 Wahlpflichtmodul C/D Mechanische Verfahrenstechnik (Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) 2014s, Prüfung, Form: schriftlich oder mündlich, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 5 ECTS, Platzhalter).

Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet, 5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Prüfungssprache: Deutsch oder Englisch

Erstablegung: SS 2019, 1. Wdh.: WS 2019/2020

1. Prüfer:

Engel/Klupp Taylor/Vogel (T10004)

Ort: Haberstr. 9a Besprechungsraum, 1.OG