POLECAMY
Autor:
Wydawca:
Format:
epub, mobi, ibuk
W podręczniku przedstawiono zwarty i wyczerpujący przegląd zagadnień stojących u podstaw materii miękkiej wydany drukiem po raz pierwszy na polskim rynku.
Materia miękka to dział fizykochemii, wyodrębniony po raz pierwszy przez noblistę, francuskiego fizyka o nazwisku Pierre-Gilles De Gennes, zaledwie około pięćdziesiąt lat temu. Obejmuje ona wiedzę na temat budowy i właściwości różnych materiałów charakteryzujących się specyficznym sposobem uporządkowania i wpływem słabych oddziaływań między elementami strukturalnymi na morfologię i dynamikę tych materiałów. Jej zakres obejmuje podwaliny prężnie rozwijającej się nanotechnologii, technologii inteligentnych materiałów kompozytowych, technologii lab-on-a-chip itp.
Wartość merytoryczną książki podnosi zestaw eksperymentów laboratoryjnych (in vitro) i komputerowych (in silico) skupiających się na fizykochemii powierzchni, roztworach polimerów i surfaktantów oraz dyspersjach koloidalnych. Zawarte tu ćwiczenia in silico, choć zaawansowane pod względem merytorycznym (prezentowana książka jest bowiem podręcznikiem akademickim), oparte są na prostych programach, a ich realizacja nie wymaga wielkich mocy obliczeniowych, dzięki czemu symulacje mogą być z powodzeniem przeprowadzone nawet na domowych komputerach. Pomimo faktu, że podręcznik dedykowany jest studentom uczelni wyższych, Autorzy zachęcają nauczycieli oraz uczniów klas licealnych, którzy połknęli ‘bakcyla’ programowania bądź pasjonują się aktualnymi zagadnieniami fizyki i chemii do zmierzenia się z problemami zarysowanymi w pierwszych siedmiu ćwiczeniach.
Dzięki pracy z podręcznikiem, Czytelnicy mogą rozwinąć swoje umiejętności w posługiwaniu się szeroko obecnie stosowanym językiem Python oraz poznać ciekawy język Surface Evolver, wyposażony w specyficzne narzędzia szczególnie przydatne w rozwiązywaniu problemów fizykochemii powierzchni. Interpreter Surface Evolver pozwala na intuicyjne formułowanie zadań, szybkie ich rozwiązanie metodami minimalizacji energii wewnętrznej oraz wizualizację wyników w postaci przedstawienia morfologii badanej powierzchni. Ćwiczenia in vitro mogą być przeprowadzone w standardowo wyposażonym laboratorium. Dla ułatwienia korzystania z podręcznika, Autorzy udostępniają zawarte w nim kody na serwerze GitHub
Rok wydania | 2023 |
---|---|
Liczba stron | 320 |
Kategoria | Chemia ogólna |
Wydawca | Wydawnictwo Naukowe PWN |
ISBN-13 | 978-83-01-22957-3 |
Numer wydania | 1 |
Informacja o sprzedawcy | ePWN sp. z o.o. |
POLECAMY
Ciekawe propozycje
Spis treści
Przedmowa IX | |
Oznaczenia XIII | |
1. Preliminaria | 1 |
1.1. Termodynamika | 1 |
1.2. Oddziaływania międzycząsteczkowe | 5 |
2. Kompendium podstaw materii miękkiej | 15 |
2.1. Napięcie powierzchniowe | 15 |
2.2. Kształt powierzchni kropli/pęcherzyka – równanie Laplace’a | 16 |
2.3. Kropla na powierzchni ciała stałego | 22 |
2.4. Oddziaływania kapilarne | 26 |
2.5. Właściwości pian | 27 |
2.5.1. Samoorganizacja w pianach monodyspersyjnych | 28 |
2.5.2. Stabilna piana – równanie stanu | 29 |
2.5.3. Piany podlegające starzeniu Ostwalda (Ostwald ripenig) – równanie von Neumanna | 30 |
2.6. Układy micelarne | 31 |
2.6.1. Micela w stanie równowagi – parametr cmc | 31 |
2.6.2. Parametr upakowania surfaktantu i HLB | 32 |
2.6.3. Struktura układów woda–olej–surfaktant. Zasada Bancrofta | 34 |
2.7. Ciśnienie powierzchniowe | 35 |
2.8. Roztwory polimerów – modele polimerów na sieci | 38 |
2.8.1. Idealna makrocząsteczka | 38 |
2.8.2. Entropia idealnego łańcucha | 43 |
2.8.3. Efekt objętości wyłączonej | 45 |
2.8.4. Wpływ entropii na konformację kłębka | 46 |
2.8.5. Entropia SAW | 48 |
2.8.6. Włączenie oddziaływań międzycząsteczkowych – teoria Flory’ego–Hugginsa | 49 |
2.9. Reologia materii miękkiej | 55 |
2.9.1. Struktura i właściwości reologiczne układów dyspersyjnych | 62 |
2.9.2. Właściwości reologiczne roztworów polimerów | 64 |
2.10. Koloidy | 66 |
2.10.1. Rozpraszanie światła – eksperymenty SLS i DLS | 68 |
2.10.2. Kinetyka koagulacji | 71 |
2.10.3. Adsorpcja | 74 |
2.10.4. Potencjał elektrokinetyczny | 78 |
2.11. Układy ciekłokrystaliczne | 81 |
2.12. Zastosowane techniki symulacji | 82 |
2.12.1. Metoda Monte Carlo | 82 |
2.12.2. Metoda elementów skończonych | 83 |
2.12.3. Dynamika brownowska | 83 |
2.12.4. Inne | 84 |
3. Krótkie wprowadzenie do programowania w języku Python | 85 |
3.1. Typy zmiennych | 85 |
3.2. Funkcje | 86 |
3.3. Przyjmowanie danych z konsoli | 88 |
3.4. Konwertowanie typów zmiennych | 88 |
3.5. Mnożenie zmiennych typu string | 89 |
3.6. Pętle for | 90 |
3.7. Funkcja range() | 91 |
3.8. Pętla while | 93 |
3.9. Instrukcje warunkowe | 94 |
3.10. Kontenery | 97 |
3.11. Praca z plikami | 99 |
3.12. Korzystanie z dodatkowych bibliotek | 101 |
3.13. Generowanie liczb pseudolosowych | 103 |
4. Krótkie wprowadzenie do programowania w programie Surface Evolver | 105 |
4.1. Sekcja danych | 106 |
4.1.1. Wierzchołki | 107 |
4.1.2. Krawędzie | 107 |
4.1.3. Ściany | 108 |
4.1.4. Bryły | 109 |
4.2. Odczyt danych | 109 |
4.3. Polecenia użytkownika | 109 |
4.3.1. Wizualizacja | 109 |
4.3.2. Optymalizacja i minimalizacja energii | 110 |
4.4. Dodatkowe opcje programu Surface Evolver | 113 |
4.4.1. Optymalizacja sieci trójkątów | 113 |
4.4.2. Dodatkowe opcje sekcji danych | 113 |
4.4.3. Dodatkowe obliczenia | 114 |
4.4.4. Zapisywanie danych do pliku | 115 |
4.4.5. Korzystanie z wielu plików | 116 |
4.5. Bardziej złożone układy | 117 |
4.6. Periodyczne warunki brzegowe | 118 |
Ćwiczenia | 121 |
Ćwiczenie 1. Kropla cieczy na powierzchni ciała stałego. Zależność kąta zwilżania od napięć międzyfazowych | 121 |
Ćwiczenie 2. Równanie stanu piany | 138 |
Ćwiczenie 3. Kinetyka zanikania komórek w płynach komórkowych | 149 |
Ćwiczenie 4. Modelowanie konformacji giętkich łańcuchów polimerowych. Metoda statyczna MC | 171 |
Ćwiczenie 5. Entropia konformacyjna liniowego łańcucha polimerowego | 186 |
Ćwiczenie 6. Wpływ rozpuszczalnika na konformację liniowej makrocząsteczki. Metoda Metropolis-MC | 198 |
Ćwiczenie 7. Dynamiczne rozpraszanie światła. Symulacja metodą dynamiki brownowskiej | 219 |
Ćwiczenie 8. Kinetyka koagulacji | 232 |
Ćwiczenie 9. Micelizacja surfaktantów jonowych | 242 |
Ćwiczenie 10. Reologiczne właściwości roztworów polimerów | 254 |
Ćwiczenie 11. Kropla rozlewająca się na jednorodnej płaskiej powierzchni | 276 |
Ćwiczenie 12. Miareczkowanie potencjometryczne słabego polikwasu | 285 |
Ćwiczenie 13. Czy kropla spoczywająca na powierzchni w polu grawitacyjnym jest perpetuum mobile? | 292 |
Zadania do samodzielnego opracowania | 299 |
Dodatek (elementy języka Surface Evolver dla edytora Notepad++, userDefineLang.xml) | 301 |
Skorowidz | 305 |