Polymere I: Polymerphysik

Lernziele

Vermittlung eines modernen, auf Selbstähnlichkeit, Exponenten und Skalenfunktionen abhebenden Verständnisses von universellen statischen und dynamischen Eigenschaften von Polymeren.

Die Veranstaltung erfordert die Kenntnis von Grundlagen der Mathematik: Differentiation, Integration, Differentialgleichungen, Lineare Algebra, Vektorrechnung. Von Vorteil ist die Kenntnis einer Programmiersprache wie etwa matlab oder mathematica.

Inhalte

• Einführung in die Polymerphysik, "Random Walks"
• Ausgeschlossenes Volumen
• Persistenz
• Gittermodelle
• Skalentheorie
• Strukturbestimmung durch Streuexperimente
• Lösungsmittel- und Temperatureffekte
• Wechselwirkende Ketten
• Phasentrennung und kritische Phänomene
• Blob-Modell
• Polymer-Mischungen
• Polymer-Gele, Theorie der Gummi-Elastizität
• Rouse- und Reptations-Modell
• Rheologie
• Computerexperimente [Flory-Theorie, Polymer-Netzwerke, Monte Carlo-Verfahren und Molekulardynamik, Selbstkonsistente Feldtheorie]

Vorlesung (Skript)

Skript (vom 01.10.2012). Anhang L ist ein Zusatz vom 25.10.2012 und wie der Rest des Anhangs nur für den besonders interessierten Leser.

• Skript ohne Anhang
• Anhang

Vorlesung (Projektor)

• slides 1 (vom 24.09.)
• slides 2 (vom 01.10.)
• slides 3 (vom 08.10.)
• slides 4 (vom 15.10.)
• slides 5 (vom 22.10.)
• slides 6 (vom 29.10.)
• slides 7 (vom 05.11.)
• slides 8 (vom 12.11.)
• slides 9 (vom 19.11.)
• slides 10 (vom 26.11.)
• slides 11 (vom 03.12.)
• slides 12 (vom 10.12.)
• slides 13

Übungsblätter

• Übung 1 (vom 24.09.)
• Übung 2 (vom 01.10.)
• Übung 3 (vom 08.10.)
• Übung 4 (vom 15.10.)
• Übung 5 (vom 22.10.)
• Übung 6 (vom 29.10.)
• Übung 7 (vom 05.11.)
• Übung 8 (vom 12.11.)
• Übung 9 (vom 19.11.)
• Übung 10 (vom 26.11.)
• Übung 11 (vom 03.12.)
• Übung 12 (vom 10.12.)

• Testatkriterium: 50% der erreichbaren Punkte. Aktive Teilnahme an den Übungen.

Pseudo-Applets (bei Bedarf)

save to disk, then open

• section2_4_generalized_Debye_for_copolymers.nb
• section3_1_elasticity.nb
• section3_2_Langevin_Function.nb
• section3_3_volume_transition.nb
• section4_1_Brownian_motion.nb
• section4_2_Rouse_model.m

Dozent / Assistenten

• Martin Kröger (Vorlesung)
• Ingo Füreder (Übung)
• Jerome Flakowski (Übung)

Ort und Zeit

• Herbstsemester 2012
• Vorlesung: Montags, HCI J 7, 12:45-14:30 Uhr
• Übung: Freitags, HCI D2, 08:45-09:30 (Beginn in der zweiten Semesterwoche)

Sessionsprüfung

• Die Sessionsprüfung findet am 21.01.2013 von 09:00-10:00 im Raum ML D 28 (ETH Zentrum!!) statt.

• Dauer: 60 Minuten. Hilfsmittel: Skript + eigene Notizen. Zulassungsvoraussetzung zur schriftlichen Sessionsprüfung: Testat

Literatur

• M. Doi, Introduction to Polymer Physics (Clarendon Press, Oxford, 2006)
• M. Rubinstein and R. H. Colby, Polymer Physics (Oxford University Press, 2003)
• P. G. de Gennes, Scaling Concepts in Polymer Physics (Cornell University Press, Ithaca, 1979)