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Selbstorganisationsprozesse (SOP)5 ECTS (englische Bezeichnung: Self-organization Processes)
(Prüfungsordnungsmodul: Selbstorganisationsprozesse)
Modulverantwortliche/r: Michael Engel Lehrende:
Michael Engel, Nicolas Vogel, Robin N. Klupp Taylor
weitere Studienfächer/Prüfungsordnungsmodule:
Einfrieren der UnivIS-Modul-Beschreibung: 2.3.2019
Wahlpflichtmodule Chemische Reaktionstechnik (58194)
Wahlpflichtmodule Mechanische Verfahrenstechnik (58198)
Wahlpflichtmodule Simulation granularer und molekularer Systeme (58201)
Wahlpflichtmodule Chemische Reaktionstechnik (58202)
Wahlpflichtmodule Mechanische Verfahrenstechnik (58206)
Wahlpflichtmodule Chemische Reaktionstechnik (82590)
Wahlpflichtmodule Mechanische Verfahrenstechnik (82598)
Wahlpflichtmodule Simulation granularer und molekularer Systeme (82604)
Startsemester: |
SS 2019 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (SS) |
Präsenzzeit: |
45 Std. | Eigenstudium: |
105 Std. | Sprache: |
Deutsch oder Englisch |
Lehrveranstaltungen:
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Selbstorganisationsprozesse
(Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Michael Engel et al., Di, 08:15 - 09:45, K2-119)
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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:
- Life Science Engineering (Master of Science)
(Po-Vers. 2015w | TechFak | Life Science Engineering (Master of Science) | 1.-2. Wahlpflichtmodul (ohne Praktikum) | Selbstorganisationsprozesse)
Dieses Modul ist daneben auch in den Studienfächern "Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)", "Chemie- und Bioingenieurwesen (Master of Science)" verwendbar. Details
Studien-/Prüfungsleistungen:
Selbstorganisationsprozesse (Prüfungsnummer: 51001)
(englischer Titel: Self-organization Processes)
zugeh. "mein campus"-Prüfung: | - 51001 Selbstorganisationsprozesse (Gewichtung: 100.0 %, Prüfung, Form: variabel, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 5 ECTS, Prüfung).
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- 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
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