G1031444 - Física da Materia Branda (Materias optativas) - Curso 2013/2014

Información

• Créditos ECTS
• Créditos ECTS: 4.50
• Total: 4.5
• Horas ECTS
• Clase Expositiva: 18.00
• Clase Interactiva Seminario: 18.00
• Horas de Titorías: 2.25
• Total: 38.25

Outros Datos

• Tipo: Materia Ordinaria Grao RD 1393/2007
• Departamentos: Física da Materia Condensada
• Áreas: Física da Materia Condensada
• Centro: Facultade de Física
• Convocatoria: 1º Semestre de Titulacións de Grao/Máster
• Docencia e Matrícula: null

Profesores

Nome	Coordinador
MOSQUERA TALLON, VICTOR.	SI
TABOADA ANTELO, PABLO.	NON

Horarios

Nome	Tipo Grupo	Tipo Docencia	Horario Clase	Horario exames
Grupo /CLE_01	Ordinario	Clase Expositiva	SI	SI
Grupo /CLIS_01	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	SI	NON
Grupo /TI-ECTS01	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON

Programa

Existen programas da materia para os seguintes idiomas:

Castelán

Galego

Inglés

Obxectivos da materia
A Física da Materia Branda é unha materia novedosa encadrada nun área científica interdisciplinar onde conflúen a Física, a Química, a Bioloxía e as Matemáticas principalmente. Por Materia Branda hai que entender todo o heteroxéneo abanico de materiais que presentan propiedades comprendidas entre os sólidos cristalinos e os gases e sistemas moleculares. Así, neste curso proporcionarase unha base xeral teórico-práctica actualizada da definición, métodos de obtención e caracterización, propiedades e aplicacións tecnolóxicas dos tipos de materiais e estruturas máis relevantes englobados na denominada Materia Branda (Soft Matter), facendo especial fincapé naqueles que forman nanoestruturas autoensambladas ordenadas. Intentarase que o alumno relacione a estrutura deste tipo de materiais coas súas propiedades nano e macroscópicas, de tal xeito que infiran as posibles aplicacións tecnolóxicas dos mesmos.
Os estudantes obterán información sobre a aplicabilidade dos diferentes sistemas supramoleculares que en distintos eidos científico-tecnolóxicos.
Contidos
TEMA 1: Materia Branda: Características Xerais e Interaccións entre Partículas
Introducción. Interaccións entre átomos y moléculas. Clasificación da Materia Branda. Organización estructural. Técnicas Experimentais na Investigación da Materia Branda

TEMA 2: Polímeros
Introducción. Conformacións poliméricas. Caracterización. Tipos de polímeros. Comportamento elástico e viscoelástico. Mesofases poliméricas.

TEMA 3: Coloides
Introducción. Tipos de Coloides. Forzas entre partículas coloidais. Estabilidade coloidal. Dinámica coloidal.

TEMA 4: Ensamblaxe Molecular
Introducción. Surfactantes e copolímeros de bloque. Micelización e solubilización. Microemulsións. Vesículas e membranas.

TEMA 5: Orden Molecular en Materia Branda: Cristais líquidos
Introducción. Tipos de cristais líquidos. Características e identificación das fases dos cristais líquidos. Transicións de fase en cristais líquidos. Propiedades e aplicacións.

TEMA 6: Películas Superficiais e Fenómenos de Superficie
Introducción. A interfase: tensión superficial e interfacial. Métodos experimentais de medida da tensión superficial e o ángulo de contacto. Monocapas e multicapas. Interfase aire-líquido. Monocapa Langmuir: fases en dúas dimensións. Monocapa de Gibbs.

TEMA 7: A Materia rlanda na Natureza
Introducción. Componentes estructurais da vida. Ácidos nucleicos e proteínas. Membranas celulares.

Prácticas de laboratorio
Cálculo da concentración crítica e das funcións termodinámicas do proceso de agregación.
Medida e cálculo de propiedades significativas dos coloides.


Bibliografía básica e complementaria
VANS, D. F, WENNERSTRÖM, H. “The Colloidal Domain. Where Physics, Chemistry, Biology and Technology Meet”. Ed. VCH Publishers Inc, NY. 1994. Cap. 1-4
- HAMLEY, I. W., "Introduction to Soft Matter: Polymers, Colloids, Amphiphiles and Liquid Crystals". Ed. John Wiley & Sons, Chichester, UK. 2000.
-HAMLEY, I. W., "Introduction to Soft Matter: Synthetic and Biological Self-Assembling Materials". Ed. John Wiley & Sons, Chichester, UK. 2007.
- HIEMENZ, P. C., RAJAGOPALAN, R. “Principles of Colloid and Surface Chemistry”. Ed. Marcel Dekker Inc., NY, 1997
- HUNTER, R. J. “Introduction to Modern Colloid Science”. Ed. Claredon Press, Oxford, 1993.
- HUNTER, R. J. “Foundations of Colloid Science I, II”. Ed. Claredon Press, Oxford, 1995.
- KLEMAN, M., LAVRENTOVICH, O. D., "Soft Matter Physics: An Introduction". Ed. Springer, New York, 2003.
- RUSSEL, W. B., SAVILLE, D. A., SCHOWALTER, W. R. “Colloidal Dispersions”. Ed. Cambridge University Press, 1991.
- "SOFT MATTER CHARACTERIZATION". Ed. R. Borsali, R. Pecora. Ed. Springer, Dordrecht, 2008
- “SOFT MATTER PHYSICS”. Ed. M. Daoud, C. E. Williams, Springer-Verlag Berlín, 1999

Obras de carácter específico
- HUNTER, R. J. “Zeta Potential in Colloid Science. Principles and Applications”. Ed. Academic Press, NY. 1982
- ISRAELACHVILI, J. C. “Intermolecular and Surface Forces”. Ed. Academic Press, Londres, 1995
- MOROI, Y. “Micelles, Theoretical and Applied Aspects”. Ed. Plenum Publishing Corporation, NY, 1992
- ROSEN, M. J. “Surfactants and Interfacial Phenomena”. Ed. John Wiley&Sons, 1978
- TANFORD, C. “The Hydrophobic Effect: Formation of Micelles and Biological Membranes”. Ed. Krieger Publishing Company, Florida, 1991.
Competencias
De carácter específico:

- Coñecemento da estrutura, características e propiedades dos distintos tipos de estruturas comprendidas baixo o epígrafe Materia ou Materiais Brandos.
- Relacionar as estruturas e propiedades destes materiais coas súas aplicacións tecnolóxicas.
- Coñecementos básicos de física supramolecular e nanotecnoloxía.
- Coñecemento das nanoestructuras autoorganizadas no ámbito dos sistemas biolóxicos.
- Familiarización con técnicas de caracterización dos denominados Materiais Brandos.

De carácter transversal:

- Promover a procura de información científica.
- Promover a comprensión de textos científicos.
- Elaborar os contidos de distintos temas para mellorar a comunicación oral e escrita do alumno.
- Impulsar as destrezas interpersonais, asociadas á capacidade e os hábitos de traballo en equipo.
- Desenvolver a capacidade de análise e síntese.
- Intentar que os alumnos sexan os principais responsables do seu propio proceso de aprendizaxe
- Recuperar e aplicar os coñecementos adquiridos nas materiais experimentais nos cursos anteriores da súa formación e, debido á transversalidade da mesma, relacionar esta materia coas demais do Grado.
- Cultivar a súa curiosidade científica, capacidade de observación e habilidade experimental fronte a un problema determinado que se lle presente. Propoñer problemas reais e solucións aos mesmos dun xeito científico.

DESTREZAS/HABILIDADES

- Razoar as cuestións que se propoñen ao longo do curso, adquirindo axilidade mental para a súa proposta razoable de acordo co método científico mediante o manexo conxunto de coñecementos adquiridos nas materias cursadas durante o Grado.
- Formulación de problemas reais e como enfrontarse a eles dun xeito científico.

REQUISITOS PREVIOS ACONSELLADOS

Cursaren as materias dos tres primeiros cursos do grado. Así mesmo, sería recomendable un coñecemento básico de inglés. Tamén sería recomendable un coñecemento a nivel de usuario en informática para familiarizarse coas novas tecnoloxías á hora de dar calidade ás exposicións orais públicas, programas de tratamento de datos para analizar os datos obtidos no traballo de laboratorio, e navigación por Internet para ter o acceso máis directo e rápido á maior información posible.
Valoraranse as habilidades na procura de material para o desenvolvemento dos temas, a capacidade de síntese na elaboración de traballos e o dominio dos temas.




Metodoloxía da ensinanza
Desenvolvemento do temario nas clases de pizarra en grupos grandes (20 h), que consistirán basicamente en leccións impartidas polo profesor, dedicadas á exposición dos contidos teóricos e á resolución de problemas ou exercicios. Todas as tarefas do alumno serán orientadas polo profesor nas sesións de tutoría en grupo moi reducido (5 h) e noutras sesións (seminarios) co profesor (5 h), nas que se atenderá aos estudantes para discutir cuestións concretas en relación coas súas tarefas ou para tratar de resolver calquera outra dificultade do alumno ou grupo de alumnos relacionada coa asignatura.
A parte teórica desenvólvese con axuda de diferentes medios audiovisuais que xeren unha proposta atractiva dos contidos e faciliten a comprensión dos mesmos.

As prácticas de laboratorio en grupos reducidos (15 h) terán como obxectivos que o alumno aplique algúns dos modelos teóricos propostos en clase, así como a súa familiarización cos procedementos empregados na obtención dos datos experimentais.

Os alumnos poderán ter acceso aos temarios e ao resto do material utilizado (libros, videos, etc.) a través da web da materia, e que se poderá localizar a través da USC Virtual.
Sistema de evaluación
A avaliación do alumno levarase a cabo mediante avaliación continua (65%) e exame final (35%).

De forma máis explícita:

1. O examen escrito final terá un peso do 35 % da nota total. Constará de 20 preguntas tipo test ou de resposta curta dos diferentes temas do programa. Cada erro contará negativamente como media pregunta (cada dous fallos elimínase unha pregunta acertada).
2. Presentación e defensa do tema/s elixido/s para desenvolver durante o Curso en grupo : 25 % da nota total.
3. Realización das prácticas de laboratorio e presentación do informe correspondente: 25 % da nota total.
4. Participación e realización de tarefas de avaliación continua (asistencia a clase e tutorías personalizadas, participación nas diferentes actividades propostas na clase, actitude/aptitude durante os seminarios, etc.): 15 % da nota total.

Para superar a asignatura será necesario efectuar tódas-las tareas asociadas á evaluación continua e o exame final, cunha nota media global do conxunto de actividades igual ou superior a 5.0.

La calificación de "no presentado" outorgarase de acordo coas disposicions da normativa de permanencia nas titulacións de grao e posgrao vixente na USC.
Tempo de estudo e traballo persoal
Traballo presencial no aula: 45 horas
Clases de pizarra en grupo grande: 20 horas
Clases de laboratorio en grupo reducido: 15 horas
Tutorías en grupo reducido: 5 horas
Outras sesións con profesor: 5 horas

Traballo persoal do alumno: 67.5 horas
Estudo autónomo: 30 horas
Escritura de exercicios, e outros traballos: 15 horas
Lecturas recomendadas: 10 horas
Preparación de presentacións orais, debates, etc.: 10 horas
Outras tarefas propostas polo profesor: 2.5 horas

Total horas: 112.5 h
Recomendacións para o estudo da materia
Requisitos previos recomendados: Física Xeral, Termodinámica, Física do Estado Sólido.
Recoméndase asistir ás clases e intervir activamente nelas.
Asistir ás tutorías para resolver dúbidas e desenvolver os *seminarios propostos para a súa exposición.
Traballar en grupo desde o primeiro día en todos e cada un dos puntos (estudo teórico, resolución problemas e cuestións, traballo a presentar e defender, etc.).
Utilizar o libro que en cada capítulo aconséllase como principal para non perder tempo na procura noutros.
Asistir continuamente ao longo do curso xa que durante as clases vaise esbozando o exame final nos debates e nas cuestións que se suscitan en clase.