Dette introducerende master-kursus præsenterer kolloid- og grænsefladekemi. Kurset drejer sig om vigtige principper og fænomener i forbindelse med kolloide systemer og overflade kemi. Disse områder er grundlaget for forståelsen og design af en række processer som vedhæftning, smøring, rensning, olieudvinding, vand- og luftrensning. Derudover er området grundlæggende for anvendelsen og design af en række kemiske produkter som f.eks. maling, lim, vaskemidler, kosmetik, lægemidler, polymerer, og madvarer. Kurset åbner også for forståelsen for flere naturligt forekommende fænomener, som f.eks. tågedis, vanddråber, kapillareffekt, den røde solnedgang, den blå himmel og regnbuen og ølskum.

• evaluere og beskrive kolloide nanoteknologiske og kemiske systemer, processer og produkter
• anvende forskellige teorier til beregning af overfladespænding og grænsefladespænding og bruge dette til estimeringen af bla. befugtning og andre systemkarakteristika
• genkende mekanismer for adhæsion mellem overflader og materialer samt bruge forskellige metoder til estimere denne
• beskrive de vigtigste fundamentelle teorier i overfladekemi
• forklare tensiders dannelse af miceller samt kende til målinger heraf og kunne beregne afhgængigheder af saltkoncentration, systemtemperatur, tensid kædelængde
• sammenligne og forstå adsorption i gas-væske og faststof-væske overflader og kunne foretage kvantitative adsorptionsberegninger
• beregne molekylvægt og form af kolloide partikler og polymerer ud fra eksperimentelle data
• beskrive vekselvirkningen mellem kolloide partikler og identificere ligheder og forskelle mellem de styrende molekylære kræfter og vekselvirkninger
• forklare de vigtigste parametre i teorier for kolloid vekselvirkning og foretage beregninger med disse
• beskrive betingelserne for stabilitet af kolloide systemer og kunne diskutere og sammenligne forskellige stabiliserings-mekanisker
• beskrive stabiliseringsmekanismer for emulsioner og skum og designe emulsioner og skum ved hjælp af forskellige semi-empiriske metoder

i. Fælles præsentation af kolloide og overflade fænomener
ii. Teorier til beregning af overfladespænding (mod luft), væske-væske grænsefladespænding samt grænsefladespændinger i faststof-overflader
iii. Fundamentelle teorier (Young-Laplace, Kelvin ligning, Young’s ligning for kontakt vinkel samt Gibbs adsorptionsteori)
iv. Tensider – vaskemidler: micellersdannelse (kritisk micelledannelse koncentration, CMC) adsorption af tensider på overflader
v. Adsorption i gas-væske, væske-væske og faststof-væske overflader. Langmuir og BET teorier
vi. Befugtning og vedhæftning – mekanismer og beregninger inkl. Zisman’s plot
vii. Kinetiske, optiske og elektriske egenskaber af kolloide partikler
viii. Eksperimentelle metoder til karakterisering af kolloide partikler – estimering og måling af struktur, størrelse og form
ix. Intermolekylære og interpartikle kræfter: van der Waals og double-layer kræfter (zeta potentiel, Debye tykkelse, Hamaker konstant)
x. Stabilitet af kolloide systemer. DLVO teori og sterisk stabilisering
xi. Emulsioner og skum, (HLB, Bankroft-reglen, m.m)

Kurset anbefales i sammenhæng med januarkurset 28316, som er det eksperimentelle sidestykke til dette teorikursus.

Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk/kursustilmelding.aspx