Introduction to Soft Condensed Matter Physics - NFPL505

• Title: Úvod do fyziky měkkých materiálů
• Guaranteed by: Department of Condensed Matter Physics (32-KFKL)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2012 to 2017
• Semester: summer
• E-Credits: 3
• Hours per week, examination: summer s.:1/1, C+Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Note: enabled for web enrollment
• Guarantor: doc. RNDr. Ivan Krakovský, CSc.
• Co-requisite : NFPL502
• Is co-requisite for: NFPL502

Annotation

English

Last update: T_KFES (14.05.2012)

In the lecture, description of structure and properties of condensed matter with disordered or partially ordered structure exhibiting large response to small change of external parameters (soft materials) is given. Applications of soft materials, such as complex fluids, liquid crystals, block copolymers, polymer networks or hydrogels in modern technologies are emphasized.

Czech

Last update: T_KFES (14.05.2012)

Tato přehledná přednáška navazuje na úvodní kurz fyziky a na předmět Fyzika IV. Náplní přednášky je popis struktury a vlastností pevných látek s neuspořádanou nebo částečně uspořádanou strukturou, které můžou vykazovat velkou odezvu při malé změně vnějších parametrů (měkké materiály). Výklad je vedený s důrazem na využití těchto materiálů, jakými jsou např.: složité kapaliny, kapalné krystaly, blokové kopolymery, polymerní sítě a hydrogely, v moderních technologiích.

Literature

Last update: doc. RNDr. Ivan Krakovský, CSc. (03.03.2021)

Doporučená literatura:

D. Tabor, Gases, liquids and solids (and other states of matter), Cambridge University Press 1991, ISBN: 0-521-40667-6

N. E. Cusack, The Physics of Structurally-Disordered Matter: An Introduction, Adam Hilger 1987, ISBN: 0-85274-591-5

R. Zallen, The Physics of Amorphous Solids, John Wiley & Sons 2004, ISBN: 978-0-471-29941-7

G. R. Strobl, Condensed matter physics: crystals, liquids, liquid crystals, and polymers, Springer 2003, ISBN: 9783540003533

P. M. Chaikin, T. C. Lubensky, Principles of Condensed Matter Physics, Cambridge University Press 2000, ISBN: 0-521-43224-3

Syllabus

English

Last update: doc. RNDr. Ivan Krakovský, CSc. (29.04.2020)

1. Structure of amorphous and soft condensed matter

Characteristic space, time and energetic scales in condensed matter.

General statistico-mechanical description of disordered and partially ordered structure.

Investigation of material structure using X-ray and neutron scattering.

Fundamentals of computer simulation of material structure and properties (Monte Carlo a Molecular Dynamics).

2. Polymers
Basic models of space structure of polymer chain.

Statistico-mechanical description of polymer chain in diluted, semi-diluted and concentrated solution, melt and polymer network.

Structure of semi-crystalline polymers.

Investigation of structure of polymer materials using X-ray and neutron scattering.

Polymer materials in modern technologies.

3. Liquid-crystalline state
Basic types of liquid-crystalline order.

Investigation of liquid-crystalline order using physical methods.

Liquid crystals in modern technologies.

4. Mechanical properties of amorphous and soft condensed matter
Phenomenological theory of viscoelasticity.

Principle of time-temperature superposition.

Description of elastic properties in liquid-crystalline state of matter.

Description of large deformations in rubbery state of polymers.

Statistico-mechanical models of viscoelastic properties of polymers.

5. Dielectric properties of amorphous and soft condensed matter
Phenomenological theory of dielectric response to electric field.

Statistico-mechanical models of dielectric properties of materials.

Frederiks effect.

Czech

Last update: doc. RNDr. Ivan Krakovský, CSc. (29.04.2020)

1. Struktura amorfních a měkkých pevných látek

Charakteristické prostorové, časové a energetické škály v pevných látkách.

Obecný statisticko-mechanický popis neuspořádané a částečně uspořádané struktury materiálů.

Studium struktury materiálů pomocí rozptylu X-paprsků a neutronů.

Základy metod počítačového modelování struktury a vlastností materiálů (metody Monte Carlo a molekulové dynamiky).

2. Polymery
Základní modely prostorové struktury polymerního řetězce.

Statisticko-mechanický popis polymerního řetězce ve zředěném, polozředěném a koncentrovaném roztoku, tavenině a polymerní síti.

Struktura semikrystalických polymerů.

Studium struktury polymerních materiálů pomocí rozptylu X-paprsků a neutronů.

Využití polymerních materiálů v moderních technologiích.

3. Kapalně-krystalický stav
Základní typy kapalně krystalického uspořádaní.

Studium kapalně krystalického uspořádání pomocí fyzikálních metod.

Využití kapalně krystalického stavu v moderních technologiích.

4. Mechanické vlastnosti amorfních a měkkých pevných látek
Fenomenologická teorie viskoelasticity.

Princip časově-teplotní superpozice.

Popis elastických vlastností látek v kapalně-krystalickém stavu.

Popis velkých deformací v kaučukovém stavu polymerů.

Statisticko-mechanické modely viskoelasticity polymerů.

5. Dielektrické vlastnosti amorfních a měkkých pevných látek
Fenomenologický popis odezvy dielektrik na elektrické pole.

Statisticko-mechanické modely dielektrických vlastností materiálů.

Frederiksův jev.