FISICA DELLA MATERIA SOFFICE

FISICA DELLA MATERIA SOFFICE

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iten
Codice
61863
ANNO ACCADEMICO
2019/2020
CFU
6 cfu al 1° anno di 9012 FISICA (LM-17) GENOVA

6 CFU al 2° anno di 9017 SCIENZA E INGEGNERIA DEI MATERIALI (LM-53) GENOVA

6 CFU al 1° anno di 9017 SCIENZA E INGEGNERIA DEI MATERIALI (LM-53) GENOVA

SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
FIS/07
LINGUA
Italiano
SEDE
GENOVA (FISICA)
periodo
2° Semestre
propedeuticita
materiale didattico

PRESENTAZIONE

Con il termine ”Materia soffice” si indicano quei sistemi caratterizzati da energie di legame confrontabili con l’energia termica e dalla tendenza dei costituenti ad organizzarsi spontaneamente in strutture mesoscopiche. Il corso affronta lo studio di questi sistemi, che includono colloidi, polimeri e cristalli liquidi, con particolare attenzione alle applicazioni in ambito biofisico e nanotecnologico.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso introduce allo studio della materia caratterizzata da deboli interazioni tra costituenti poliatomici e da importanti effetti delle fluttuazioni termiche.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Al termine del corso, lo studente sarà in grado di: comprendere l’origine delle interazioni che hanno luogo nella materia soffice e conoscerne le proprietà; riconoscere le diverse tipologie di sistemi soffici (sospensioni colloidali, gel, cristalli liquidi…); descrivere il comportamento delle molecole polimeriche mediante modelli basati su proprietà fisiche generali; applicare il concetto di parametro critico di impacchettamento nel self-assembly; descrivere le transizioni conformazionali che avvengono a livello molecolare in un display a cristalli liquidi; comprendere come la conoscenza delle proprietà generali della materia soffice apra la strada alla progettazione di nanomateriali con le proprietà desiderate.

PREREQUISITI

Per affrontare efficacemente i contenuti dell'insegnamento è opportunà la conoscenza dei concetti di base di elettromagnetismo e meccanica statistica forniti nel corso di laurea triennale.

Modalità didattiche

Lezioni frontali (48 ore)

PROGRAMMA/CONTENUTO

Forze intermolecolari – Interazione idrofobica – Tensione superficiale – Interazione di van der Waals tra corpi estesi – Forze elettrostatiche tra superfici in ambiente liquido: equazione di Poisson- Boltzmann, equazione di Grahame, lunghezza di Debye – Colloidi – Interazione DLVO e stabilità di una sospensione colloidale – Moto browniano – Polimeri – Modelli di molecole polimeriche: freely jointed chain, worm-like chain – Termodinamica dell’auto-organizzazione molecolare – Micelle, liposomi, doppi strati planari, mesofasi – Cristalli liquidi e loro fasi – Transizione di Frederiks e display a cristalli liquidi – Materia soffice e molecole biologiche.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

• Israelachvili J. Intermolecular and Surface Forces, 2011 Academic Press - Elsevier

• Jones, R. A. Soft condensed matter, 2002 Oxford University Press

• Berg, J.C. An introduction to interfaces and colloids - The bridge to nanoscience. 2010 World Scientific

• Rubinstein M., Colby R. H., Polymer physics, Oxford University Press, 2010

• Chaikin P. M., Lubensky T. C., Principles of condensed matter physics, 1997 Cambridge University Press

• Phillips, R., Kondev, J., Theriot, J., Physical Biology of the Cell, 2009 Garland Science.

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Alla fine di ogni lezione o su richiesta

LEZIONI

Modalità didattiche

Lezioni frontali (48 ore)

INIZIO LEZIONI

II semestre - si vedano il manifesto e l'orario sul sito del CS (https://corsi.unige.it/8758/p/studenti-orario)

ESAMI

Modalità d'esame

Prova orale

Modalità di accertamento

L'esame orale è sempre condotto dal docente responsabile e da un altro esperto della materia (di solito un docente di ruolo) ed ha una durata di circa 50 minuti.  E’ articolato su un numero prefissato di domande (uguale per tutti gli studenti) che vertono sul programma d’esame e consente alla commissione di verificare la conoscenza e la comprensione degli argomenti del corso, e la capacità di discernere i limiti di validità dei modelli utilizzati.