Partikel und Disperse Systeme (M8)10 ECTS
(Prüfungsordnungsmodul: Nanotechnologisches Wahlmodul)

Lectures:

• Defekte in Partikelsysteme:
  Defekte sind in Partikelsystemen allgegenwärtig. Nicht immer sind damit nachteilige Effekte verbunden, oft finden die hervorgerufenen funktionelle Eigenschaften praktische Anwendung. In dieser Vorlesung werden zunächst die nötigen Grundlagen (Festkörperstruktur, Thermodynamik und Grenzflächen) behandelt und ein Überblick über ein- und höherdimensionale Defekte im Volumen und an der Grenzfläche von Partikeln gegeben. Weiters werden ihre optischen, elektronischen und magnetischen Eigenschaften und die entsprechenden spektroskopischen Untersuchungsansätze thematisiert. Schließlich werden elektrochemische Methoden, Zusammenhänge zwischen Defekten und photochemischen Prozessen, sowie Möglichkeiten zur Erzeugung und Abreicherung von Defekten diskutiert.

  Nanotechnology of Disperse Systems:
  This course will begin with a brief revision of basic topics in the theory of nucleation, growth and electrostatic stabilization of particulate materials (covered by Bachelor’s course Grenzflächen in der Verfahrenstechnik). Following this the challenges and solutions to the problem of metal, oxide, semiconductor, polymer particle synthesis will be discussed. The second half of the course will concern the characterisation, properties and application of disperse systems. In addition to understanding the measurement of particle and agglomerate size and shape, the factors affecting the electronic, magnetic, optical and catalytic properties will be covered. Particles are often applied as part of a hierarchical system e.g. in a device, functional coating, drug delivery system. The use of self-assembly and printing/patterning techniques to achieve these goals will be presented with reference to work carried out within the Erlangen Cluster of Excellence “Engineering of Advanced Materials – Hierarchical Structure Formation for Functional Devices”.

  Produktanalyse:
  • Modern techniques of disperse system characterisation
  • Particular focus on optical techniques
  o Laser Diffraction
  o Dynamic light scattering
  o Non-linear optical spectroscopy
  o Spectrophotometry
  o Raman Spectroscopy
  • Electron and scanning probe microscopy

  Industrielle Produktgestaltung für disperse Systeme:
  Nach der Teilnahme an den Modulveranstaltungen werden die Studierenden in der Lage sein, verfahrenstechnische 3 Grundlagen auf die Konzeptionierung und Entwicklung neuer Produkte und Handelsformen (Emulsionen, Schäume, Kristalle, Pulver, Granulate, Feste Formen, neue Produkte) anzuwenden. Sie werden ein Verständnis für die zukünftige multidisziplinäre Arbeitsweise an der Schnittstelle zwischen Ingenieuren, Chemikern, branchenspezifischen Fachleuten (z.B. Lebensmitteltechnologen, Pharmazeuten, Metallurgen) und den diversen kaufmännischen Disziplinen in der Vermarktung erhalten. Anhand von Beispielen soll geübt werden, Aufgabenstellungen der Produktgestaltung zu analysieren und Entwicklungsergebnisse zu bewerten.

  Präparationsprinzipien und Herstellungsverfahren poröser Materialien:
  Mit der Vorlesung soll der wachsenden Bedeutung Rechnung getragen werden, die die Materialentwicklung im Bereich der Verfahrenstechnik (Technische Chemie) derzeit für die Entwicklung neuartigen Katalysatoren und Adsorbenzien erfährt. Neue Materialien eröffnen neue Synthesewege und -strategien in der stoffwandelnden Industrie. Als Beispiel sei hier nur die Mikroreaktionstechnik genannt. In der Vorlesung wird die gesamte Breite der strukturell unterschiedlichen porösen Materialien vorgestellt, es wird auf Präparationsprinzipien und die Herstellungsverfahren eingegangen sowie insbesondere auf ihre mögliche Einsatzgebiete in katalytischen und adsorptiven Verfahren eingegangen.

  • Defekte in Partikelsystemen: Störung und Funktion
    (Vorlesung, 2 SWS, Oliver Diwald, Tue, 12:15 - 13:45, KS II; nach Vereinbarung)
  • Nanotechnology of Disperse Systems
    (Vorlesung, 2 SWS, Robin N. Klupp Taylor, Thu, 8:15 - 9:45, Raum n.V.; Vorbesprechung findet am 18.10.2012 um 8:15 Uhr in Raum 1.804 (Partikelzentrum Haberstraße 9a) statt; Preliminary meeting: 18.10.2012, 8:15 - 9:45 Uhr)
  • Produktanalyse (optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Wolfgang Peukert et al., Mon, 8:15 - 9:45, KS II; Tue, 16:15 - 17:45, KS II; im Wechsel mit Übung.; Preliminary meeting: 16.10.2012, 16:15 - 17:45 Uhr, KS II)
  • Präparationsprinzipien und Herstellungsverfahren poröser Materialien / Preparation Principles and Production Processes of Porous Materials, Vorlesung (optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Wilhelm Schwieger, Tue, 14:15 - 15:45, KS II)
  • Defekte in Partikelsystemen: Störung und Funktion (optional)
    (Übung, 1 SWS, Oliver Diwald, wird noch bekannt gegeben)
  • Übung zur Produktanalyse (optional)
    (Übung, 1 SWS, Wolfgang Peukert et al., s. Aushang (Lehrstuhl für Feststoff- und Grenzflächenverfahrenstechnik, Cauerstraße 4))
  • Präparationsprinzipien und Herstellungsverfahren poröser Materialien / Preparation Principles and Production Processes of Porous Materials, Übung (optional)
    (Übung, 1 SWS, N.N., nach Vereinbarung)

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studenten können optische Methoden zur Untersuchung und Bearbeitung von verschiedenen Werkstoffen aussuchen und anwenden.

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Nanotechnologie (Master of Science)
   (Po-Vers. 2011 | Masterprüfung | Nanotechnologisches Wahlmodul)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Partikel und Disperse Systeme_ (Prüfungsnummer: 510599)

Studienleistung, Studienleistung, unbenotet

Erstablegung: WS 2012/2013, 1. Wdh.: SS 2013

1. Prüfer:

Robin N. Klupp Taylor