Учебные курсы по химии
для студентов нехимических факультетов МГУ

Физико-химия дисперсных систем

Программа курса для студентов 4 курса Факультета наук о материалах МГУ

Аннотация
Данная дисциплина является фундаментальной и имеет теоретическую направленность. При этом изучаемые в рамках курса поверхностные явления и свойства дисперсных систем лежат в основе современного материаловедения – золь-гель технологии, формирование нанокристаллических структур и надежных покрытий, интенсификация материалообработки и повышение износостойкости, управление смачиванием и динамикой растекания. В этом смысле данная дисциплина является профессионально ориентированной.
Курс базируется на программе курса «Коллоидная химия», читаемого студентам 4 курса химического ф-та МГУ. С учетом специализации студентов ФНМ в представленном курсе углубленно рассматриваются вопросы, связанные с современным материаловедением. Поликристаллы рассматриваются как однофазные твердые дисперсные системы. Рассматривается морфология жидкофазных включений в твердых поликристаллических телах. Углубленно обсуждаются вопросы оценки энергии границ раздела типа твердое тело / газ и твердое тело / жидкость. При рассмотрении капиллярных явлений большое внимание уделяется важным для материаловедов высокотемпературным системам, установление капиллярного равновесия в которых часто осложняется протекающими на границах раздела фаз химическими реакциями. Отдельно рассмотрены процессы адсорбции в высокотемпературных системах. Приводятся примеры применения мицеллярных структур для формирования современных оптических материалов – двулучепреломляющих пленок. Обсуждаются современные методы дисперсионного анализа. Теоретические вопросы устойчивости тонких пленок рассмотрены совместно с методами измерения их динамических характеристик – атомно-силовая микроскопия, прибор для измерения поверхностных сил (SFA).

Цель курса -научить понимать физико-химическую основу процессов, протекающих на границах раздела фаз и использовать современные представления о структуре и свойствах дисперсных систем для анализа задач фундаментального материаловедения и технологии новых материалов

Состав курса
 13 лекций (28 часов):

1. Введение
2. Основы термодинамики поверхностных явлений
3. Капиллярные явления
4. Адсорбция поверхностно-активных веществ
5. Электроповерхностные явления в дисперсных системах
6. Лиофильные дисперсные системы
7. Лиофобные дисперсные системы
8. Молекулярно-кинетические и оптические свойства дисперсных систем. Дисперсионный анализ
9. Агрегативная устойчивость лиофобных дисперсных систем
10. Коагуляция золей
11. Структурообразование в дисперсных системах
12. Реологические свойства дисперсных систем
13. Поверхностные явления и механические свойства твердых тел. Эффект Ребиндера

3 контрольные работы (6 часов)
6 практических задач (12 часов)