1. Deutsch
  2. English

Modulbeschreibung

Grenzflächen und grenzflächenbestimmte Materialien

Lehrveranstaltungen:

TitelTypSWSZeitraum
Die hierarchischen Materialien der NaturSeminar2Wintersemester
GrenzflächenVorlesung2Sommersemester

Modulverantwortlich:

Prof. Patrick Huber

Zulassungsvoraussetzungen:

Keine

Empfohlene Vorkenntnisse:

Kenntnisse in Werkstoffwissenschaften, z.B. aus den Modulen Werkstoffwissenschaft I/II, und in physikalischer Chemie

Modulziele / angestrebte Lernergebnisse:

Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden können die strukturellen und thermodynamischen Eigenschaften von Grenzflächen im Vergleich zu denen im Volumenmaterial erläutern. Sie können die werkstoffwissenschaftliche Bedeutung von Grenzflächen und von physiko-chemischen Modifizierungen der Grenzflächen beschreiben. Weiterhin können Sie die wesentlichen Merkmale von Biomaterialien darstellen und in Bezug setzen zu klassischen Materialsystemen wie Metallen, Keramiken oder Polymeren. 

Fertigkeiten

Die Studierenden sind fähig, den Einfluss von Grenzflächen auf die Eigenschaften und Funktionalitäten von Materialen einzuschätzen. Sie können weiterhin die besonderen Eigenschaften von Biomaterialien auf deren hierarchisch Hybridstrukturen zurückführen. 

Personale Kompetenzen

Sozialkompetenz

Die Studierenden können Lösungen gegenüber Spezialisten präsentieren und Ideen weiterentwickeln.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können ...

Leistungspunkte Modul:

6 LP

Studienleistung:

Klausur

Arbeitsaufwand in Stunden:

Eigenstudium: 124, Präsenzstudium: 56


Lehrveranstaltung: Die hierarchischen Materialien der Natur (Seminar)

Dozenten:

Gerold Schneider, Michael Morlock, Ralf Pörtner

Sprache:

Englisch

Zeitraum:

Wintersemester

Inhalt:

Biological materials are omnipresent in the world around us. They are the main constituents in plant and animal bodies and have a diversity of functions. A fundamental function is obviously mechanical providing protection and support for the body. But biological materials may also serve as ion reservoirs (bone is a typical example), as chemical barriers (like cell membranes), have catalytic function (such as enzymes), transfer chemical into kinetic energy (such as the muscle), etc.This lecture will focus on materials with a primarily (passive) mechanical function: cellulose tissues (such as wood), collagen tissues (such as tendon or cornea), mineralized tissues (such as bone, dentin and glass sponges). The main goal is to give an introduction to the current knowledge of the structure in these materials and how these structures relate to their (mostly mechanical) functions.

Literatur:

Peter Fratzl, Richard Weinkamer, Nature’s hierarchical materialsProgress,  in Materials Science 52 (2007) 1263-1334

Journal publications

Studienleistung:

Klausur

Leistungspunkte Lehrveranstaltung:

3 LP


Lehrveranstaltung: Grenzflächen (Vorlesung)

Dozent:

Patrick Huber

Sprache:

Deutsch & Englisch

Zeitraum:

Sommersemester

Inhalt:

  • Mikroskopische Struktur und Thermodynamik von Phasengrenzflächen (gas/fest, gas/flüssig, flüssig/flüssig, flüssig/fest)
  • Experimentelle Methoden zur Untersuchung von Grenzflächen
  • Grenzflächenkräfte
  • Benetzung
  • Surfactants, Schäume, Biomembranen
  • Chemische Funktionalisierung von Grenzflächen

Literatur:

"Physics and Chemistry of Interfaces", K.H. Butt, K. Graf, M. Kappl, Wiley-VCH Weinheim (2006)

"Interfacial Science", G.T. Barnes, I.R. Gentle, Oxford University Press (2005)

Studienleistung:

Klausur

Leistungspunkte Lehrveranstaltung:

3 LP