Faglig innhold

Kurset blir gitt annethvert år, neste gang våren 2026.

Fysikken til myk materie involverer materie som lett kan deformeres av eksterne felt slik som eksterne mekanske krefter inkludert geometriske fysiske begrensninger, elektriske eller magnetiske felt, eller bare av termiske fluktuasjoner.

"Beskrivelsenivået" for myke og komplekse materialer (i denne sammenheng er "materiale" et underområde av det mer generelle begrepet "materie") starter vanligvis på nano-skala, dvs. en skalaer som er mye større enn atomer eller molekyler, hvor strukturen og dynamikken på nano-skala bestemmer makroskopiske fysiske egenskaper på menneskelig eller geologisk skala.

Vitenskapen til myke materie inkluderer også såkalt aktiv materie, dvs. flokker eller svermer av "partikler", som kan være enheter (individer) som "lever" på nanoskala (f.eks. virus), eller på mikroskala (f.eks. bakterier), eller på makroskala (f.eks. fugler eller fisk). Et overordnet mål for forskning på det voksende forskningsfeltet myk materie vitenskap er således å undersøke og forstå forholdet mellom individuell skala og cooperativ skala fysikk.

Materialer som studeres inkluderer både naturlige, syntetiske og biologiske materialer, og det store spekteret av forskningsinteresser spenner fra grunnleggende fysikk til teknologiske anvendelser, fra grunnleggende materialspørsmål til problemer knyttet til energi teknologi, kosmetikk, husholdningsprodukter, jordbruk, mat, design av nano-strukturerte materialer eller overflater, biologiske systemer og materialer, etc.

Temaene som emnet fokuserer på bestemmes før semesterstart og avhenger av for eksempel de vitenskapelige interesseområdene for deltakende studenter, og hvilke internasjonale eksperter som er tilgjengelige for å gi gjesteforelesninger ett gitt semester.

Følgende generelle og populariserte litteratur kan anbefales som bakgrunn:

0) wikipedia

1) www.softcomlab.com

2) http://soft-matter.seas.harvard.edu/index.php/What_is_soft_matter

Læringsutbytte

Studenten skal oppnå en teoretisk forståelse av fysikken til myke og komplekse kondenserte materialer, fra nanopartikler og vekselvirkninger på nanoskala til myke materialers dynamikk og stabilitet på makroskala. Videre, få et teoretisk og delvis praktisk innblikk i deler av noen eksperimentelle teknikker som er relevante for studier av myke materialers fysikk, slik som mikroskopi, spredningsteknikker (lys, røntgen, nøytron), rheometri, mikrofluidikk, nanofluidikk og "special purpose table-top"-eksperimenter. Numeriske eksempler inngår i emnet.

Læringsformer og aktiviteter

Ledet selvstudium, forelesninger gitt av faglærere og inviterte internasjonale eksperter, kollokvier gitt av studenter, gruppearbeid som kan være laboratorie basert, skriftlig hjemmeeksamen.

I noen semestere kan en ekstern PhD skole slik som Geilo PhD skolene utgjøre deler av forelesningene.

Obligatoriske aktiviteter

• Oblig rapport

Spesielle vilkår

Anbefalte forkunnskaper

Tidligere kurs som dekker noen av følgende emner. Forelesningene vil bli justert for å ta hensyn til manglende grunnleggende for kunnskap. Generell grunnleggende fysikk: Klassisk fysikk, mekanikk inkludert fluidemekanikk, elektromagnetisme, statistisk fysikk, myk kondensert mediers fysikk. Grunnleggende biologisk fysikk/kjemi. Grunnleggende materialvitenskap, generell grunnleggende kjemi inkludert kolloid kjemi eller uorganisk kjemi.

Kursmateriell

Pensum bestemmes før semesterstart, og vil i tillegg til aktuelle vitenskapelige artikler, i hovedsak hentes fra:

Essentials of Soft Matter Science, Francoise Brochard-Wyart, Pierre Nassoy, Pierre-Henri Puech, CRC Press, 2019

Capillarity and wetting phenomena : drops, bubbles, pearls, waves., David Quéré, Pierre-Gilles de Gennes; Françoise Brochard-Wyart; New York, NY: Springer 2010

Introduction to Microfluidics, Patrick Tabeling, Oxford University Press

Condensed Matter Physics, Crystals, Liquids, Liquid Crystals, and Polymers, Gert R. Strobl, Springer 2004

Støttelitteratur er for eksempel:

Soft Matter Physics, Masao Doi, Oxford University Press 2014

Nanofluidics and Microfluidics, Shaurya Prakash and Junghoon Yeom, William Andrew, 2014

Fundamentals of Soft Matter Science, Linda S. Hirst, CRC Press 2012

Structured Fluids: Polymers, Colloids, Surfactants, Thomas A. Witten, Oxford University Press, 2004

Studiepoengreduksjon