Créditos ECTS Créditos ECTS: 3
Horas ECTS Criterios/Memorias Trabajo del Alumno/a ECTS: 51 Horas de Tutorías: 3 Clase Expositiva: 9 Clase Interactiva: 12 Total: 75
Lenguas de uso Castellano, Gallego
Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Física Aplicada, Física de Partículas
Áreas: Física Aplicada, Física de la Materia Condensada
Centro Facultad de Física
Convocatoria: Primer semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable | 1ro curso (Si)
Esta materia se orienta al estudio de los procesos de formación y características estructurales de las superficies y las interfases tanto desde un punto de vista microscópico como macroscópico, así como de sus particulares propiedades físicas, las cuales ya se aplican, o son susceptibles de ser aplicadas, en diversos sectores tecnológicos y productivos.
Resultados del aprendizaje:
1. Familiarizar al estudiante con los conceptos básicos de la Física de superficies e interfases y que aplique los conocimientos de Física adquiridos en el grado en el estudio de las superficies e interfases de los materiales.
2. Conocer los mecanismos físico-químicos de formación de superficies e interfases sólidas y líquidas y su caracterización estructural.
3. Entender el origen físico de las propiedades de superficies e interfases y cómo pueden ser explotadas para distintas aplicaciones.
Estructura física de las superficies sólidas: Definición, modelización, estructura de superficies, defectos en superficies, efectos cooperativos, reconstrucción superficial, caracterización estructural y composicional de superficies.
Propiedades de superficies: Propiedades electrónicas: El modelo de Jellium. Barreras superficiales. Función trabajo y su medida. Estados superficiales. Plasmones. Movilidad superficial: dinámica superficial de red, y difusión superficial.
Fuerzas superficiales e interfaciales: Potenciales atómicos repulsivos. Fuerzas de cristales líquidos. Transiciones de fase en cristales líquidos. Propiedades y aplicaciones. Fuerzas de Van der Waals. Fuerzas superficie-partícula: fuerzas electrostáticas y doble capa eléctrica. Fuerzas de solvatación.
Interfases sólido-líquido: Tensión superficial en líquidos y sólidos: Medida. Trabajo de cohesión y adhesión. Efecto de temperatura y curvatura en la tensión superficial. Capilaridad: La ecuación de Laplace. Interfases con simetría axial. Balance de fuerzas de tres fases en contacto: Ecuación De Young, triángulo de Neumann. Ángulo de contacto. Histéresis del ángulo de contacto. Efectos de condensación en capilares: Ecuación de Kelvin.
Mojado de superficies: Termodinámica de mojado. Calores de inmersión. Punto crítico. Aspectos cinéticos del mojado. Efectos competitivos. Rugosidad y ecuación de Wenzel. Heterogeneidad físico-química.
Termodinámica y cinética de adsorción en superficies e interfases: El potencial de Gibbs. Sistemas mono y pluricomponentes. Calores de adsorción. Adsorción en la interfase sólido-vapor y sólido-líquido. Fisisorción y quimisorción. Isotermas de adsorción en interfases sólido-vapor. Isotermas de adsorción en interfases sólido-líquido. Aspectos cinéticos de los procesos de adsorción. Catálisis heterogénea. Aplicaciones.
Monocapas: Definición. Tipos de monocapas. Estados físicos de las monocapas. Formación de monocapas: Langmuir-Blodgett. Monocapas autoensambladas.
Crecimiento y epitaxia: Definición de interfase. Tipos. Tensión y cizalla. Energía libre interfacial y energía de deformación. Modos de crecimiento. Nucleación. Técnicas de deposición.
Bibliografía básica:
- ROSEN, M. J. “Surfactants and Interfacial Phenomena”. Ed. John Wiley&Sons, 1978.
(En la red puede encontrarse la versión electrónica de su 3ª edición.)
Bibliografía complementaria:
-VANS, D. F, WENNERSTRÖM, H. “The Colloidal Domain. Where Physics, Chemistry, Biology and Technology Meet”. Ed. VCH Publishers Inc, NY. 1994.
-HAMLEY, I. W., "Introduction to Soft Matter: Polymers, Colloids, Amphiphiles and Liquid Crystals". Ed. John Wiley & Sons, Chichester, UK. 2000.
-HAMLEY, I. W., "Introduction to Soft Matter: Synthetic and Biological Self-Assembling Materials". Ed. John Wiley & Sons, Chichester, UK. 2007.
-ISRAELACHVILI, J. C. “Intermolecular and Surface Forces”. Ed. Academic Press, Londres, 1995.
- MOROI, Y. “Micelles, Theoretical and Applied Aspects”. Ed. Plenum Publishing Corporation, NY, 1992.
- TANFORD, C. “The Hydrophobic Effect: Formation of Micelles and Biological Membranes”. Ed. Krieger Publishing Company, Florida, 1991.
-HUDSON J. B. “Surface Science, An Introduction”. Butterworth-Heinemann, 1992.
- WOODRUFF D.P. “Modern Techniques of Surface Science.”Cambridge University Press, 1994.
- M. PRUTTON. “Introduction to Surface Physics”. Oxford University Press. 1998.
-Surfaces, Interfaces, and Colloids: Principles and Applications. D. Myers, John Wiley and Sons, 1999.
- KOLASINSKI K. W. “Surface Science: Foundations of Catalysis and Nanoscience”. Wiley. 2009.
Además, el profesorado pondrá material docente a disposición del alumnado en el Aula Virtual.
Básicas y generales:
CG01 - Adquirir la capacidad de realizar trabajos de investigación en equipo.
CG02 - Tener capacidad de análisis y de síntesis.
CG03 - Adquirir la capacidad para redactar textos, artículos o informes científicos conforme a los estándares de publicación.
CG04 - Familiarizarse con las distintas modalidades usadas para la difusión de resultados y divulgación de conocimientos en reuniones científicas.
CG05 - Aplicar los conocimientos a la resolución de problemas complejos.
CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio
CB8 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios
CB9 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
Transversales:
CT01 - Capacidad para interpretar textos, documentación, informes y artículos académicos en inglés, idioma científico por excelencia.
CT02 - Desarrollar la capacidad para la toma de decisiones responsables en situaciones complejas y/o responsables.
Específicas:
CE08 - Adquirir un conocimiento en profundidad de la estructura de la materia en el régimen de bajas energías y su caracterización.
CE09 - Dominar el conjunto de herramientas necesarias para que pueda analizar los diferentes estados en que puede presentarse la materia.
Se activará un curso en la plataforma Moodle del Campus Virtual, a la que se subirá información de interés para el alumnado así como material docente diverso.
Las actividades a partir de las cuales se desarrollará la docencia serán de varios tipos: clases teóricas, seminarios y prácticas de laboratorio.
La participación del alumno será esencial en las clases de seminario y las prácticas.
Se le entregará al estudiante todo el material base necesario para el estudio de la materia, así como para la realización de las prácticas. Asimismo, el alumnado tendrá a su disposición horas de tutorías para la discusión individualizada de todas las dudas que surjan sobre el contenido de la materia. Estas tutorías podrán ser presenciales o telemáticas; si son telemáticas requerirán de cita previa, lo que también es recomendable para las presenciales.
La asistencia a clase será obligatoria y la evaluación será continua. Se tendrá en cuenta la participación del alumnado en el aula, así como su desempeño en la realización de las tareas y ejercicios propuestos y en las prácticas de laboratorio. Adicionalmente, cada estudiante expondrá un trabajo monográfico de un tema de la bibliografía reciente de interés para el curso.
Excepcionalmente se podrá realizar un examen final de la asignatura.
Para los casos de realización fraudulenta de trabajos, ejercicios o pruebas, será de aplicación lo recogido en la ‘Normativa de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de calificaciones’.
Asistencia a clases teóricas 18 h
Actividades interactivas en el aula y en el laboratorio 12 h
Asistencia a tutorías 1 h
Trabajo personal y otras actividades 44 h
Lenguas en las que se imparte la materia:
Castellano (1ª parte) y gallego (2ª parte)
Maria Del Pilar Brocos Fernandez
Coordinador/a- Departamento
- Física Aplicada
- Área
- Física Aplicada
- Teléfono
- 881813961
- Correo electrónico
- pilar.brocos [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Titular de Universidad
Silvia Barbosa Fernandez
- Departamento
- Física de Partículas
- Área
- Física de la Materia Condensada
- Correo electrónico
- silvia.barbosa [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidad
| Miércoles | |||
|---|---|---|---|
| 17:15-18:30 | Grupo /CLE_01 | Gallego, Castellano | Aula 7 |
| Jueves | |||
| 17:15-18:30 | Grupo /CLE_01 | Gallego, Castellano | Aula 7 |
| 20.01.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 5 |
| 01.07.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 5 |