Máster Universitario en CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE COLOIDES E ...

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Vicerrectorado de Ordenación Académica

FORMULARIO DE SOLICITUD PARA LA VERIFICACIÓN

DE

TÍTULOS OFICIALES DE MÁSTER UNIVERSITARIO Denominación del Título: Máster Universitario en CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE COLOIDES E INTERFASES por la Universidad de Málaga Centro responsable: Escuela Universitaria Politécnica

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1.- DESCRIPCIÓN DEL TÍTULO 1.0.- RESPONSABLE DEL TÍTULO 1º Apellido:

Peula

2º Apellido:

García

Nombre:

José Manuel

NIF:

31.820.654-Q

Centro responsable del título:

Escuela Universitaria Politécnica

1.1.- DENOMINACIÓN Y CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL TÍTULO Denominación del título:

Máster Universitario en Ciencia y Tecnología de Coloides e Interfases por la Universidad de Málaga

1.2.- CENTRO RESPONSABLE DE ORGANIZAR LAS ENSEÑANZAS Centro/s donde se impartirá el título:

Facultad de Ciencias (Universidad de Granada)

Universidades participantes (únicamente si se trata de un título conjunto, adjuntando el correspondiente convenio):

Granada Complutense de Madrid Málaga Pablo de Olavide (Sevilla) Santiago de Compostela Valencia Vigo

1.3.- TIPO DE ENSEÑANZA Tipo de enseñanza (presencial, semipresencial o a distancia):

Presencial y Semipresencial

1.4.- NÚMERO DE PLAZAS DE NUEVO INGRESO OFERTADAS Número de plazas de nuevo ingreso ofertadas en el 1º año de implantación: Número de plazas de nuevo ingreso ofertadas en el 2º año de implantación: Número de plazas de nuevo ingreso ofertadas en el 3º año de implantación: Número de plazas de nuevo ingreso ofertadas en el 4º año de implantación: 1.5.- NÚMERO DE CRÉDITOS DEL TÍTULO Y REQUISITOS DE MATRÍCULACIÓN Número de créditos ECTS del título: 60 Número mínimo de créditos ECTS de matrícula por el estudiante y período lectivo (En todo caso, permitir estudios a tiempo parcial):

1.6.- RESTO DE INFORMACIÓN NECESARIA PARA LA EXPEDICIÓN DEL SET Orientación (Profesional, investigadora o académica):

Profesional e investigadora

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Profesión regulada para la que capacita el título:

Lenguas utilizadas a lo largo del proceso formativo:

Castellano Inglés

2.- JUSTIFICACIÓN 2.1.- JUSTIFICACIÓN DEL TÍTULO PROPUESTO, ARGUMENTANDO EL INTERÉS ACADÉMICO, CIENTÍFICO O PROFESIONAL DEL MISMO

La ciencia de los sistemas coloidales y de las interfaces forma parte de varias materias, probablemente la relación más antigua se encuentra con la Química Física, pero también se encuentra ligada con la Física de la Materia Condensada y más específicamente con los Fluidos Complejos. Sin embargo, en los últimos años y debido principalmente a las aplicaciones de los distintos tipos de sistemas coloidales se ha desarrollado como un área propia, siendo en la actualidad una de las líneas de docencia e investigación más prolífica dentro de áreas aparentemente tan dispares como Química Física, Bioquímica o Materiales. Así por ejemplo, los jabones y los detergentes, los tintes y las pinturas, figuran entre los sistemas coloidales, y que su peculiar estructura y propiedades hacen que se utilicen, además de en la vida cotidiana, en procesos tecnológicos como separaciones, síntesis de nanopartículas y de polímeros, en tecnología de recuperación de hidrocarburos, etc. El objetivo de este Master será formar personas que desarrollen nuevos temas de trabajo, que sean capaces de asimilar e incorporar nuevas tecnologías, y que cuando identifiquen las nuevas necesidades estas deben estar presididas por el respecto y conservación del medio ambiente y de acuerdo con un desarrollo sostenible. El Master debe ser formador de técnicos o tecnólogos y profesionales especializados, para lo que la permanencia o prácticas en la industria son muy importantes. Debe servir para generar emprendedores capaces de crear centros tecnológicos donde la calidad está siempre por encima del tamaño y número de sus participantes. 2.2.- REFERENTES EXTERNOS A LA UNIVERSIDAD PROPONENTE QUE AVALEN LA ADECUACIÓN DE LA PROPUESTA A CRITERIOS NACIONALES O INTERNACIONALES PARA TÍTULOS DE SIMILARES CARACTERÍSTICAS ACADÉMICAS

Cursos análogos al que pretendemos desarrollar se están desarrollando también en Universidades de otros países. Así, un programa titulado “Colloids, Polymers and Surfaces Program” ha venido desarrollándose desde hace años en la “Carnegie Mellon University” (EE.UU) (www.cheme.cmu.edu/cps), y otro semejante se viene impartiendo en “Bristol University” (U.K.) “Training Opportunities in Surface and Colloid Science” (www.bris.ac.uk/Depts/Chemistry/mscsurf.htm). También son clásicos los cursos del YKI (“Institute for Surface Chemistry”, Suecia) que se imparten todos los años ([email protected]). En el "Centre for Professional Advancement" se imparte el Programa titulado “Applied Surfactants, Colloids and Interfaces" cuyos co-directores son Tharwart F.Tadros y Gregory D. Botsaris (www.cpfa.com) . En Francia la Universidad Louis Pasteur de Strasbourg imparte el DEA “Chimie et Physique des Polymères, Matériaux et Surfaces” (www.ulp.u-strasbg.fr/diplomes/3eCycle/DEA/DEAScExact/DEACPPMS.thml), y la Universidad de Burdeos imparte el DEA “Physico-Chimie de la Matière Condensée” (www.edsc.u-bordeaux.fr/SOLID/brochure.html). En el curso 2003/2004 se ha impartido un curso relacionado con el presente “Mesoscopic and Nanoscale Thermodynamics – Fundamentals for Emerging Technologies” en la Universidad de Maryland (EE.UU.) (www.ipst.umd.edu/Faculty/anisimovtemplate.htm) 2.3.- DESCRIPCIÓN DE LOS PROCEDIMIENTOS DE CONSULTA INTERNOS Y

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EXTERNOS UTILIZADOS PARA LA ELABORACIÓN DEL PLAN DE ESTUDIOS 2.3.1.- Procedimientos de consulta INTERNOS En el curso 2004-05 se constituyó una Comisión redactora de esta Maestría que contó con financiación de la Junta de Andalucía y en la que participaron ponentes de las Universidades de Granada, Sevilla, Málaga, Almería, Extremadura, Valladolid, Vigo, Valencia, País Vasco, y del “Imperial College London”. Gran parte del material que compone este Master es el resultado de las sesiones de trabajo de aquella Comisión. 2.3.2.- Procedimientos de consulta EXTERNOS Entre otras actividades esta Comisión contactó con más de cincuenta empresas con el fin de conocer su opinión sobre esta iniciativa, las respuestas fueron todas muy positivas. Así mismo el Grupo Especializado de Coloides e Interfases (GECI) perteneciente a las Reales Sociedades de Física y de Química ha realizado diversos estudios prospectivos en la misma dirección. Las siguientes empresas han sido contactadas por la Comisión promotora de este Master y todas ellas han mostrado interés en recibir más información sobre el mismo: ACEITES DEL SUR-COOSUR. Sevilla. Operon S.A. Immunodiagnostics. Zaragoza. LABORATORIOS BROMATOLÓGICOS ARABA, S.A. Alava. DSM NeoResins . Barcelona. Bodegas Miguel Torres S.A. Barcelona. REPSOLYPF. Madrid..

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3.- OBJETIVOS

3.1.- OBJETIVOS Y COMPETENCIAS GENERALES DEL TÍTULO 3.1.1.- OBJETIVOS QUE REFLEJAN LA ORIENTACIÓN GENERAL DEL TÍTULO

• Capacitar para el ejercicio profesional. Formador de técnicos y profesionales. • Capacitar para la investigación. Formador de investigadores. • Capacitar para un mundo científico-tecnológico muy cambiante. Formador de pensadores y emprendedores.

La Maestría que se propone viene a sustituir el Programa de Tercer Ciclo de “Ciencia y

Tecnología de Coloides e Interfases” que se impartió en los cursos 2002/2003 y 2005/2006 (coordinado

por la Universidad de Granada), 2003/2004 (coordinado por la Universidad Complutense de Madrid),

2004/2005 (coordinado por la Universidad Complutense de Barcelona); 2006/2007 (coordinado por la

Universidad de Vigo); 2007/2008 (coordinado por la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla) y el curso

próximo será la Universidad de Santiago de Compostela la encargada de la coordinación. En el curso

2003/2004 el Programa obtuvdo la Mención de Calidad por parte del MECD. El interés para la industria

se ha reflejado en que participan dos profesores del sector empresarial (L’Ôreal y PROBISA-Polo de

Emulsiones) y en que ya ha habido alumnos que son empleados de Repsol-YPF y FINSA. La acogida ha

sido muy favorable, y durante el curso 2002/2003 se adhirieron al Programa Interuniversitario las

Universidades de Málaga y Pablo de Olavide de Sevilla, y en la actualidad se han adherido las

Universidades de Santiago de Compostela, Vigo, Valencia y Almería. Asimismo, han sido muchos los

graduados de Venezuela, Perú, Colombia, Chile, Polonia y México los que han cursado este Programa

Interuniversitario desde el curso 2004/2005. Durante el año 2003 se procedió a la realización del primer

examen de DEA, habiendo defendido la tesis doce alumnos (100%) del curso 2001/2002 que

previamente habían obtenido la Suficiencia Investigadora. En el curso 2003/2004 se procedió al segundo

examen con resultados semejantes al del año anterior. Desde entonces un total de 130 estudiantes han

cursado este Programa Interuniversitario de Doctorado.

………… 3.1.2.- COMPETENCIAS GENERALES Y ESPECÍFICAS QUE LOS ESTUDIANTES DEBEN ADQUIRIR DURANTE SUS ESTUDIOS Y QUE SON EXIGIBLES PARA OTORGAR EL TÍTULO Competencia número 1:

Competencia número 2:




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Competencia número N:

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4.- ACCESO Y ADMISIÓN DE ESTUDIANTES

4.1.- SISTEMAS DE INFORMACIÓN PREVIA A LA MATRICULACIÓN Y PROCEDIMIENTOS ACCESIBLES DE ACOGIDA Y ORIENTACIÓN DE LOS ESTUDIANTES DE NUEVO INGRESO PARA FACILITAR SU INCORPORACIÓN A LA UNIVERSIDAD Y LA TITULACIÓN Los potenciales estudiantes de esta Maestría podrían ser graduados de los siguientes campo:

Licenciados: Física, Química, Medio Ambiente, Biología, Farmacia, Ciencias del Mar, Ciencia y Tecnología de Alimentos. Ingenieros: Química, Industriales, Electrónica, Materiales.

La información previa de este Master contará con la participación de los profesores vinculados en sus respectivas Universidades, los portales del GECI y la red tecnológica COLINTER y un cartel anunciador que se expondrá en todas las Universidades firmantes del convenio de colaboración de esta Maestría Interuniversitaria. 4.2.-CRITERIOS DE ACCESO -CONDICIONES O PRUEBAS DE ACCESO ESPECIALES- Y ADMISIÓN

El estudio de las Coloides y de las Interfaces abarca aspectos que precisan formación de diversas áreas de conocimiento académicas como Matemática aplicada, Física de materiales, Física Estadística, Física aplicada, Química Analítica, Química Física, Química Orgánica, Ingeniería Química, Bioquímica, etc. De hecho, dentro del Grupo de Coloides de las Reales Sociedades Españolas de Física y de Química aparecen representados investigadores que desarrollan sus tareas docentes e investigadoras dentro de las áreas antes reseñadas. Este carácter multidisciplinario se observa también al estudiar el origen de las publicaciones científicas que aparecen en revistas internacionales dentro del campo de Coloides e Interfaces. Esto ha hecho que los profesores e investigadores en este campo estén acostumbrados a desarrollar sus proyectos en colaboración entre grupos de diferentes laboratorios, y por lo tanto que el trabajo en equipo sea una característica general de esta área de conocimiento. El trabajo en colaboración es un aspecto muy valorado por la industria en su personal técnico, y los investigadores en Coloides e Interfaces se encuentran en condiciones inmejorables para proporcionar este tipo de formación a los estudiantes de esta Maestría.

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4.3.- SISTEMAS DE APOYO Y ORIENTACIÓN DE LOS ESTUDIANTES UNA VEZ MATRICULADOS

El desarrollo de muchos sectores industriales en los que se utilizan los sistemas coloidales ha estado basado durante siglos en hechos empíricos. Sin embargo, durante los últimos veinte años la evolución de las técnicas experimentales y de los modelos teóricos ha permitido dar el paso desde el estado de arte (empirismo) hasta el de diseño científico de los sistemas basado en las predicciones teóricas fundamentadas en la relación estructura-propiedades. Esta evolución no ha hecho perder al área de Coloides e Interfaces una de sus características importantes: su relación inmediata con las necesidades de la industria en un amplio número de sectores. Hoy día, el área de Coloides e Interfaces desempeña un papel clave en sectores tan variados como alimentación, farmacia, cosmética, pinturas, petróleo, nuevos materiales, nanotecnología, etc. Todos estos sectores se encuentran entre los más activos en cuanto a desarrollo de proyectos de innovación tecnológica, y por lo tanto, entre los que presentan una mayor capacidad de absorción de licenciados y doctores cara al futuro próximo. Si bien alguien podría estar tentado de clasificar todo lo anterior dentro del cajón de las “ciencias maduras” debido a que muchos de estos sectores son relativamente familiares al lector, se estarían pasando por alto gran parte de los avances más espectaculares de los últimos años, y que atraen un mayor número de grupos de docencia e investigación de diversas áreas. En efecto, Química Supramolecular, Nanoestructuras, y control de propiedades a través de diseño molecular son expresiones que cada día aparecen con más frecuencia en textos relacionados con el futuro de la tecnología. Gran parte de las propiedades ópticas, eléctricas o mecánicas de los materiales modernos dependen de las posibilidades de diseñar la nanoestructura de compuestos puros y/o mezclas. El uso de estructuras supramoleculares es cada vez más frecuente en la industria farmacéutica, de catalizadores, etc. Algo análogo puede decirse respecto al diseño de sensores químicos y biológicos, y a la viabilidad de tecnologías como la “nanoelectrónica”. Este interés no sólo viene reflejado en informes de organismos con fuerte participación industrial (“DSM-Research”, Holanda, 2001), sino que también ha dado lugar a la aparición de nuevas revistas científicas (por ejemplo, “Nanoletters” editada por la “American Chemistry Society”) y a un incremento espectacular en las secciones que otras revistas de larga tradición dedican al los temas relacionados con Coloides e Interfaces (“Physical Review E”, “Journal of Chemical Physics”, “Journal of Physical Chemistry B”, “Physical Chemistry Chemical Physics”, etc.). 4.4.- SISTEMA DE TRANSFERENCIA Y RECONOCIMIENTO DE CRÉDITOS

• Materias de nivelación: (hasta 6 créditos) • Parte común (48 créditos) • Parte de especialización (hasta 6 créditos) • Prácticas en Centros de I+D+i y trabajo de Master (hasta 6 créditos) • Número total de créditos: 60 Materias de nivelación: Métodos Matemáticos Fundamentos de Física Fundamentos de Química Fundamentos de Bioquímica e Ingeniería Genética *(Enseñanza no presencial primer trimestre) • Parte común: • 1.-Termodinámica de sistemas coloidales (superficies, dispersiones, sistemas pluricomponentes,

interfaces fluidas). • 2.- Mecánica Estadística de sistemas coloidales (sistemas con muchos cuerpos, líquidos

simples, simulación molecular, dispersiones, etc) • 3.- Fenomenología óptica y eléctrica (propiedades ópticas, eléctricas, electrocinética, etc)

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• 4.- Fuerzas coloidales (estabilidad y destrucción de los sistemas coloidales) • 5.- Sistemas supramoleculares (coloides de asociación, cristales líquidos, micelas, liposomas,

niosomas, cubosomas, sistemas biológicos,multifuncionalidad y biomimetismo, etc) • 6.- Reología de la fase e interfacial de los sistemas coloidales (propiedades viscoelásticas,

viscosimetría) • 7.-Coloides (emulsiones, geles, espumas, biocoloides y aerosoles) • 8. Nanopartículas (síntesis, propiedades y aplicaciones) Orientaciones: • Rama fundamental: I+D • Rama aplicada: • Medio ambiente • Nutrición, tecnología de alimentos e industria agroalimentaria. • Industria farmacéutica y cosmética. • Industria química y biotecnológica. • Ciencia del mar. • Edafología. • Industria cerámica. • Industria petroquímica y derivados • Industria de catalizadores.

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5.- PLANIFICACIÓN DE LAS ENSEÑANZAS

5.1.- ESTRUCTURA DE LAS ENSEÑANZAS 5.1.1.- DISTRIBUCIÓN DEL PLAN DE ESTUDIOS EN CRÉDITOS ECTS POR TIPO DE MATERIA (No se pide los nombres de las materias sino solamente la distribución de créditos necesarios para obtener el título. La suma de las casillas será entre 60 y 120 ECTS)

Tipo de Materia ECTS

Obligatorias: 36

Optativas (indicar el número de créditos que deberá cursar el alumno): 12Prácticas Externas (Indicar aquí sólo las consideradas obligatorias. En los másteres con orientación profesional serán obligatorias): 6

Trabajo Fin de Máster (entre 6 y 30 créditos): 6

CRÉDITOS TOTALES (necesarios para obtener el título): 60 5.1.2.- EXPLICACIÓN GENERAL DE LA PLANIFICACIÓN y SECUENCIACIÓN TEMPORAL DEL PLAN DE ESTUDIOS

Estructura del Master

• Pocas asignaturas complementarias y con contenidos bien definidos. Materias previas de nivelación.

• Técnicas Experimentales integradas en las distintas materias que permitan una correcta conexión experimento-teoría.

• Prácticas en centros de I+D+i. • Materias de nivelación: (6 créditos) • Parte común (36 créditos) • Parte de especialización (hasta 6 créditos) • Prácticas en Centros de I+D+i (hasta 6 créditos) • Trabajo fin de carrera ( 6 créditos) • Número total de créditos: 60 Materias de nivelación: (6 créditos)* • Métodos Matemáticos • Fundamentos de Física • Fundamentos de Química • Fundamentos de Bioquímica e Ingeniería Genética *(Enseñanza no presencial primer trimestre) Parte común: • 1.-Termodinámica de sistemas coloidales (superficies, dispersiones, sistemas pluricomponentes,

interfaces fluidas). • 2.- Mecánica Estadística de sistemas coloidales (sistemas con muchos cuerpos, líquidos

simples, simulación molecular, dispersiones, etc) • 3.- Fenomenología óptica y eléctrica (propiedades ópticas, eléctricas, electrocinética, etc) • 4.- Fuerzas coloidales (estabilidad y destrucción de los sistemas coloidales) • 5.- Sistemas supramoleculares (coloides de asociación, cristales líquidos, micelas, liposomas,

niosomas, cubosomas, sistemas biológicos,multifuncionalidad y biomimetismo, etc) • 6.- Reología de la fase e interfacial de los sistemas coloidales (propiedades viscoelásticas,

viscosimetría) • 7.-Coloides (emulsiones, geles, espumas, biocoloides y aerosoles)

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• 8. Nanopartículas (síntesis, propiedades y aplicaciones) 5.2.- PLANIFICACIÓN Y GESTIÓN DE LA MOVILIDAD DE LOS ESTUDIANTES PROPIOS Y DE ACOGIDA El periodo docente tendrá tres fases distintas. Una primera de nivelación en aquellas materias en las que cada alumno y/o alumna tenga un déficit formativo mayor. Este periodo se realizará mediante una plataforma educativa que no requerirá un aprendizaje presencial pero donde cada estudiante tendrá un profesor tutor que guiará su trabajo. La segunda fase tendrá lugar en la Universidad coordinadora, es decir, la Universidad de Granada donde docentes y discentes realizarán un periodo intensivo de aprendizaje teórico-experimental. Tanto unos como otros se desplazarán a la Universidad de Granada durante cinco semanas. El tercer periodo de aprendizaje tendrá lugar en algún centro de I+D+i con los que se habrán establecido previamente convenios de colaboración. Este proceso finalizará con la defensa del trabajo fin de carrera que cada estudiante desarrollará en su Universidad de origen. Para todo esto se cuenta con la experiencia acumulada en los últimos siete años dentro del Programa de Doctorado Interuniversitario homónimo de esta Maestria.

5.3.- DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LOS MÓDULOS, MATERIAS Y ASIGNATURAS EN QUE SE ESTRUCTURA EL PLAN DE ESTUDIOS Se cumplimentará una ficha para cada Módulo, Materia y/o Asignatura en que se estructure la Titulación, de acuerdo con los modelos diseñados al efecto, que se incluyen como Anexo a este formulario, incluyendo las prácticas externas, si se hubieran previsto, y el trabajo fin de Máster.

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6.- PERSONAL ACADÉMICO

6.1.- PROFESORADO Y OTROS RECURSOS HUMANOS NECESARIOS Y DISPONIBLES PARA LLEVAR A CABO EL PLAN DE ESTUDIOS PROPUESTO El profesorado que impartirá docencia teórica-práctica en este Master pertenece al Grupo Especializado de Coloides e Interfases de las RSEF y RSEQ y está vinculado con las Universidades públicas firmantes del convenio. En su mayoría ha participado activamente en el Programa de Doctorado Interuniversitario en Ciencia y Tecnología de Coloides e Interfases. El equipo docente e investigador que respalda la Maestría en Ciencia y Tecnología de Coloides e Interfases fue el impulsor del Programa Interuniversitario en Ciencia y Tecnología de Coloides e Interfases que, desde hace seis cursos tiene la Mención de Calidad del Ministerio de Educación y Ciencia. Además, esta iniciativa cuenta con el apoyo del Grupo Español de Coloides e Interfases (GECI) del que formamos parte los proponentes de esta iniciativa y algunos formamos parte de su Junta Directiva. Los proponentes cuentan con una dilatada experiencia en la elaboración de los Planes de Estudios de las licenciaturas en Física, Química, Bioquímica e Ingeniería Química en todas las reformas que estos estudios han sufrido en los últimos veinte años. Actualmente imparten docencia en todas esas licenciaturas además del ya mencionado Programa Interuniversitario de Doctorado que coordinaron en su primera edición desde la Universidad de Granada y en el participaron docentes de las Universidades de Almería, Sevilla, Málaga, Valencia, Barcelona, Pablo de Olavide y Complutense de Madrid. 6.1.1.- PERSONAL ACADÉMICO DISPONIBLE

Categoría

Académica

Tipo de vinculación con la Universidad

Experiencia docente,

investigadora y/o profesional

Adecuación a los ámbitos de

conocimiento vinculados al Título

Encarna Jurado Alameda(TU)

Numeraria 34 años de docencia universitaria

Área de Ingeniería Química (Universidad de Granada)

Miguel Cabrerizo Vílchez (CU)

Numerario 25 años de docencia universitaria

Área de Física Aplicada (Universidad de Granada)

Elena Junquera González

Numeraria 22 años de docencia universitaria

Área de Química-Física (Universidad Complutense)

Francisco Molina Lucas (TU)


Área de Físicoquímica de Farmacia (Universidad de Valencia)

Juan Antonio Anta Montalvo (TU)


Área de Química-Física (Universidad Pablo de Olavide)

Víctor Mosquera Tallón (CU)


Área de Física de la Materia Condesada (Universidad de Santiago de Compostela)

José Manuel Peula García (TU)


Área de Física Aplicada (Universidad de Málaga)

Roque Hidalgo Alvarez (CU)


Área de Física Aplicada (Universidad de Granada)

Pablo Hervés Beloso (TU) Numerario 22 años de docencia

universitaria Área de Química-Física (Universidad de Vigo)

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6.1.2.- PERSONAL ACADÉMICO NECESARIO (no disponible)

Categoría

Académica

Tipo de vinculación

con la UMA

Experiencia docente,

investigadora y/o profesional

Adecuación a los ámbitos de

conocimiento vinculados al Título

6.1.3.- OTROS RECURSOS HUMANOS DISPONIBLES


con la UMA

Experiencia profesional

Adecuación a los ámbitos de conocimiento vinculados

al Título Cristóbal Carnero

Ruiz (CEU) 20 años de docencia

universitaria Área de Física Aplicada. Universidad de Málaga

José Antonio Molina Bolívar (TU)

14 años de docencia iniversitaria

Área de Física Aplicada. Universidad de Málaga

Juan Aguiar García (CEU)

18 años de docencia universitaria

Área de Física Aplicada. Universidad de Málaga

6.1.4.- OTROS RECURSOS HUMANOS NECESARIOS (no disponibles)


con la UMA

Experiencia profesional

Adecuación a los ámbitos de conocimiento vinculados

al Título

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6.2.- MECANISMOS DE QUE SE DISPONE PARA ASEGURAR QUE LA CONTRATACIÓN DEL PROFESORADO Y DEL PERSONAL DE APOYO SE REALIZARÁ ATENDIENDO A LOS CRITERIOS DE IGUALDAD ENTRE HOMBRES Y MUJERES Y DE NO DISCRIMINACIÓN DE PERSONAS CON DISCAPACIDAD

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7.- RECURSOS MATERIALES Y SERVICIOS

7.1.- JUSTIFICACIÓN DE LA ADECUACIÓN DE LOS MEDIOS MATERIALES Y SERVICIOS DISPONIBLES El grupo de Física de Fluidos y Biocoloides de la Universidad de Granada aporta los siguiente recursos:

Gota sésil/burbuja cautiva (ADSA-P+D)ElipsómetroMicroscopio óptico

Gota Pendiente (ADSA-P)SPOSValoradorBalanza de LangmuirALV-NIBS/HPPSTurbiscan

Microscopio de Fuerza AtómicaEspectrofotómetro IIEspectrofotómetro I

Microscopio Confocal de Luz BlancaBrookhaven ZetaPALSNefelómetro

Microscopio de contraste de faseMalvern ZetaSizer IVMalvern 4700C

INFRAESTRUCTURA

DISPOSITIVOS

LABORATORIOS

•Superficies e Interfases

•Dispersión de luz

•Electrocinética

•Estabilidad coloidal

El grupo de Física de Fluidos Complejos y Líquidos Estructurados de la Universidad de Málaga cuenta con la siguiente infraestructura investigadora:

• Fluorescencia en estado estacionario: FluoroMax-4 (Spex). • Fluorescencia en tiempo resuelto: LifeSpec II (Edinburg Instruments). • Dispersión dinámica de luz: ZetaSizer Nano S (Malvern). • Tensión Superficial: Sigma 201 (KSV) • Conductimetría: Metrohm 712. • Densimetría: Anton Paar DMA58 • Viscosimetría: Microviscosímetro Automático AMVn de Anton Paar.

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7.2.- PREVISIÓN DE ADQUISICIÓN DE LOS RECURSOS MATERIALES Y SERVICIOS NECESARIOS

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8.- RESULTADOS PREVISTOS

8.1.- VALORES CUANTITATIVOS ESTIMADOS PARA LOS INDICADORES Y SU JUSTIFICACIÓN 8.1.1.- INDICADORES OBLIGATORIOS

Valor Estimado

Tasa de Graduación: 95 % Tasa de Abandono: 5 % Tasa de Eficiencia: 100 % 8.1.2.- OTROS POSIBLES INDICADORES Denominación

Definición

Valor Estimado

8.1.3.- JUSTIFICACIÓN DE LAS ESTIMACIONES DE TASAS DE GRADUACIÓN, EFICIENCIA Y ABANDONO, ASÍ COMO DEL RESTO DE LOS INDICADORES DEFINIDOS Número de alumnos preinscritos. Número de alumnos seleccionados por la comisión de matriculación. Número de alumnos matriculados con nota media superior a 6.0 puntos. Número de empresas con convenio dentro de este Master. Número de egresados que encuentran trabajo después de cursar el Master. Número de “spin-off” creadas por alumnos y/o colaboradores del Master. Número de trabajos fin de carrera presentados frente al de alumnos matriculados. Número de patentes realizadas por los alumnos y/o profesores de este Master. Balance económico entre costes e ingresos 8.2.- PROCEDIMIENTO GENERAL PARA VALORAR EL PROGRESO Y LOS RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LOS ESTUDIANTES Pruebas al final de la etapa de nivelación. Teoría, problemas y experimentos. Prueba al final de cada materia en el periodo de docencia común. Informes en el periodo de I+D+i

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9.- SISTEMA DE GARANTÍA DE CALIDAD DEL TÍTULO

9.1.- RESPONSABLES DEL SISTEMA DE GARANTÍA DE CALIDAD DEL PLAN DE ESTUDIOS Apartado en elaboración por parte de la Universidad de Granada, coordinadora de la propuesta de titulación. 9.2.- PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN Y MEJORA DE LA CALIDAD DE LA ENSEÑANZA Y EL PROFESORADO

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9.3.- PROCEDIMIENTO PARA GARANTIZAR LA CALIDAD DE LAS PRÁCTICAS EXTERNAS Y LOS PROGRAMAS DE MOVILIDAD 9.4.- PROCEDIMIENTOS DE ANÁLISIS DE LA INSERCIÓN LABORAL DE LOS TITULADOS Y DE LA SATISFACCIÓN CON LA FORMACIÓN RECIBIDA 9.5.- PROCEDIMIENTO PARA EL ANÁLISIS DE LA SATISFACCIÓN DE LOS DISTINTOS COLECTIVOS IMPLICADOS (ESTUDIANTES, PERSONAL ACADÉMICO Y DE ADMINISTRACIÓN Y SERVICIOS, …) Y DE ATENCIÓN A LAS SUGERENCIAS Y RECLAMACIONES. CRITERIOS ESPECÍFICOS EN EL CASO DE EXTINCIÓN DEL TÍTULO

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10.- CALENDARIO DE IMPLANTACIÓN

10.1.- CRONOGRAMA DE IMPLANTACIÓN DE LA TITULACIÓN 10.1.1.- CURSO DE IMPLANTACIÓN DE LA TITULACIÓN

2009-10

10.1.2.- JUSTIFICACIÓN DEL CRONOGRAMA DE IMPLANTACIÓN DE LA TITULACIÓN Se propone seguir el siguiente cronograma:

Curso 2008-09.

Reuniones de coordinación entre los diversos grupos de las Universidades implicadas

con la intención de perfilar los contenidos finales de la Maestría en Granada. Se prevén

dos reuniones, la primera en noviembre y la segunda seis meses después.

Objetivos:

- Elaboración del Plan de Estudios.

- Contenidos teóricos y prácticos de cada materia.

- Coordinación de las diversas materias, secuenciación y planificación final.

Curso 2009-10.

Julio de 2009. Periodo de preinscripción y selección de candidatos.

Septiembre de 2009. Matriculación y asignación de Tutores.

Enero 2010. Fin de la etapa de nivelación.

Junio 2010. Periodo común de docencia.

Julio 2010. Seminarios de especialización.

Septiembre 2010. Prueba fin de curso. 10.2.- PROCEDIMIENTO DE ADAPTACIÓN DE LOS ESTUDIANTES DE LOS ESTUDIOS EXISTENTES AL NUEVO PLAN DE ESTUDIOS, EN SU CASO.

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10.3.- ENSEÑANZAS QUE SE EXTINGUEN POR LA IMPLANTACIÓN DEL TÍTULO PROPUESTO

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ANEXO: FICHAS DESCRIPTIVAS DE MÓDULO, MATERIA Y

ASIGNATURA (Utilizar una ficha para cada módulo, materia y/o asignatura en que se estructure el plan de estudios)

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FICHA DESCRIPTIVA DE MATERIA

Nombre de materia o actividad Carácter Medida Unidad Responsable Objetivos Generales Competencias a) De carácter específicos (conocimientos, habilidades, destrezas, ...) a adquirir

Métodos Matemáticos

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Grupo de Física de Fluidos y Biocoloides, Departamento de Física Aplicada, Universidad de Granada

Introducción y revisión de contenidos matemáticas que den apoyo a las asignaturas del Máster.

• Correcto manejo de unidades y dimensiones físicas. • Conocimientos en Cálculo Elemental, Diferencial e Integral en el espacio real. • Utilización de operaciones algebraicas y diferenciales con vectores. • Utilización de matrices y sus transformaciones. • Introducción a las propiedades de curvas y superficies. • Introducción a conceptos estadísticos aplicados a las Ciencias experimentales. • Conocimiento de los algoritmos más extendidos en el Cálculo Numérico.

• Obligatoria • Optativa

Créditos ECTS

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b) De carácter transversal o genéricos • Desarrollar el razonamiento y la comprensión abstracta.

• Acceso al aparato matemático vinculado a las restantes asignaturas. • Inculcar la metodología deductiva en la resolución de problemas. • Manejo de los recursos informáticos de carácter matemático.

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Contenido (1/3)

TEMARIO 1. Análisis Dimensional Magnitud. Consistencia dimensional. Unidades y constantes. Magnitudes sin dimensiones. 2. Cálculo Elemental Series de potencias. Continuidad de funciones. Trigonometría plana y esférica. Números complejos. Trigonometría inversa y funciones hiperbólicas. Funciones especiales. 3. Cálculo Diferencial Concepto de derivada. Teorema de Euler. Derivadas parciales. Puntos extremos. Ecuaciones diferenciales ordinarias. Ecuaciones diferenciales parciales. 4. Cálculo Integral Concepto de integral. Teorema valor medio. Integrales múltiples. Cambio de variable: Jacobiano. Transformada de Fourier. Series de Fourier. Función Error. Integrales elípticas Métodos variacionales.

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Contenido (2/3)

5. Análisis Vectorial Álgebra vectorial. Diferencial de un vector. Operador nabla. Integrales de línea, de superficie y de volumen. Teorema de Gauss. Teorema de Stokes. 6. Análisis Tensorial Matrices. Transformaciones de coordenadas. Coordenadas curvilíneas. Álgebra tensorial 7. Geometría diferencial Curvas en el espacio. Superficies. Curvatura media y gaussiana. 8. Estadística y probabilidad Medias generalizadas. Variables aleatorias. Distribuciones discretas y continuas. Distribución gaussiana. Ajustes por mínimos cuadrados. Propagación de errores e intervalos de confianza 9. Cálculo Numérico Interpolación. Ecuaciones trascendentes. Diferencias finitas. Integrales numéricas.

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Contenido (3/3)

PRÁCTICAS con MATHEMATICA 1. Razones adimensionales 2. Ecuación de Smoluchowski 3. Segundo coeficiente del Virial 4. Representación de proteínas 5. Fluido no newtoniano 6. Ecuación de Young-Laplace 7. Curvatura de membranas de lípidos 8. Distribución Log-normal 9. Método Montecarlo de integración

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Describir las a) En clases teóricas y prácticas competencias a adquirir en actividades de carácter presencial. Para esta actividad, indicar las horas estimadas de trabajo del estudiante b) En exposiciones y seminarios Para esta actividad, indicar las horas estimadas de trabajo del estudiante

• Correcto manejo de unidades y dimensiones físicas. • Conocimientos de Cálculo Elemental, Diferencial e Integral en el espacio real. • Utilización de operaciones algebraicas y diferenciales con vectores. • Utilización de matrices y sus transformaciones. • Conocimiento de las propiedades de curvas y superficies. • Manejo de conceptos estadísticos aplicados a las Ciencias experimentales. • Conocimiento de los algoritmos más extendidos en el Cálculo Numérico. • Manejo de la aplicación informática Mathematica.

70 50 20

0 0 0

Con el profesor Para su evaluación Personal

Con el profesor Personal Para su evaluación

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c) Otras actividades académicas dirigidas Para esta actividad, indicar las horas estimadas de trabajo del estudiante

Manejo de otros recursos informáticos de Matemáticas como Hojas de Cálculo y Aplicaciones Estadísticas.

1 8 1 Con el profesor Personal Para su evaluación

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Aproximaciones Metodológicas Técnicas de Evaluación

La carga docente teórica se impartirá mediante lecciones magistrales centrándose en los contenidos vinculados a las asignaturas del Máster. La estructuración e impartición de la asignatura no será excesivamente formal por la pluralidad de perfiles en el alumnado. Los créditos prácticos consistirán en la resolución de ejercicios en clase y de la realización de prácticas asistidas por ordenador mediante la aplicación comercial Mathematica. Tanto los ejercicios como las prácticas estarán relacionados con problemas de aplicación directa en cualquiera de las asignaturas del Máster.

• Examen con parte teórica y práctica de los contenidos impartidos. • Resolución semanal en pizarra de problemas propuestos. • Resolución individual via Mathematica de un problema matemático aplicado.

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Recursos docentes necesarios Bibliografía básica

• Medios audiovisuales para facilitar la impartición de los contenidos teóricos y prácticos en clase. • Sala de ordenadores dedicados a las prácticas y a la resolución de problemas propuestos.

• Análisis dimensional, Albino Arenas Gómez, Selecciones Científicas, Madrid, 1986 • Análisis vectorial y una introducción al Análisis Tensorial, Murria R. Spiegel, McGraw-Hill, 1991 • Geometría Diferencial, Antonio López de la Rica, Agustín de la Villa Cuenca, C.L.A.G.S.A., 1997 • Ecuaciones diferenciales y cálculo variacional, L. Elsgoltz, MIR, 1992 • Introduction to Mathematical Physics. Methods and Concepts, Chun Wa Wong, Oxford University Press, 1991 • Fórmulas y tablas de Matemática Aplicada, 2ª edición, John Liu; Lorenzo Abellanas; Murray R. Spiegel, McGraw-Hill, 2000 • Applied Statistics and Probability for Engineers, 3rd Edition, Douglas C. Montgomery, John Wiley & Sons, Inc., 2003 • Mathematical Methods in Physics and Engineering with Mathematica, Ferdinand E Cap, Chapman & Hall/CRC Press, 2003

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Bibliografía específica

• Problemas de Ecuaciones diferenciales Ordinarias, A. Kiseliov, M. krasnov, G. Makarenko, MIR, 1992 • Problemas de Electrodinámica y Teoría Especial de la Relatividad, V.V. Batiguin, I.N. Toptiguin, U.R.S.S., 1995 • Elementary Numerical Computing with Mathematica, Robert D. Skeel, Jerry B. Keiper, McGraw-Hill, 1993 • Mathematical Methods in The Physical Sciences, Mary L. Boas, John Wiley. & Sons, 1996 • Equations of Mathematical Physics, V.S. Vladimirov, U.R.S.S., 1996 • Mathematical Methods of Physics, Jon Mathews, Robert L. Walker, Addsion-Wesley, 1970 • Excel for Engineers and Scientists, 2nd Edition. S. C. Bloch, John Wiley & Sons, Inc., 2000

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FUNDAMENTOS DE FÍSICA

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UNIDAD DE INVESTIGACION DE COLOIDES. DPTO DE QUÍMICA FÍSICA. UNIVERSITAT DE VALENCIA

Este es un curso introductorio que pretende proporcionar una base general teórico-práctica y actualizada de los Fundamentos de Física necesarios en el campo coloidal El alumno deberá familiarizarse con los procesos y mecanismos implicados, así como las técnicas físicas y su metodología aplicables en dicho campo.

- Conocimientos de los Fundamentos de Física en sólidos, fluidos, campos eléctricos, magnéticos y ondas. - Aplicación de estos a los sistemas coloidales. - Conocimiento de los procesos y metodología. - Familiarización con las técnicas experimentales básicas.


Créditos ECTS

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b) De carácter transversal o genéricos - Promover la búsqueda de información científica

- Promover la comprensión de textos científicos - Mejorar la comunicación oral y escrita del alumno elaborando l,os contenidos de distintos temas. - Impulsar y estimular las destrezas interpersonales asociadas a la capacidad y los hábitos de actividades conjuntas en equipo.

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Contenido

1.- Tema introductorio: Sistemas coloidales. Naturaleza de los sistemas coloidales. Clasificación de sistemas dispersos bifásicos. Sumario de clasificaciones. Algunos coloides típicos. Fenomenología coloidal en Ciencia e Ingeniería. Fundamentos de Física. 2.- Propiedades elásticas de los sólidos. Elasticidad: aspectos macroscópicos y microscópicos. Fuerzas elásticas. Cuerpos elásticos y plásticos. Ley de Hooke. Concepto de fatiga. Elasticidad por tracción. Módulo de Young. Coeficiente de Poisson. Elasticidad por compresión. Elasticidad por torsión y cizalla. Relaciones entre módulos. Energía elástica. Oscilaciones elásticas. 3.- Fluidos en reposo y en movimiento. Concepto de fluido. Concepto de presión. Ecuación fundamental de la estática de fluidos. Empuje hidrostático. Dinámica de fluidos: planteamientos de Lagrange y Euler. Línea de movimiento y línea de corriente. Regímenes de movimiento de fluidos: Clasificación. Tubo de corriente. Gastos másico y cúbico. Ecuación de continuidad. Ecuación de Bernouilli. Consecuencias. Medida de la presión. Medida de densidades. 4.- Fluidos viscosos. Concepto de viscosidad. Hipótesis de Navier. Ley de Newton para la viscosidad. Ley de Poiseuille. Régimen de Venturi. Número de Reynolds. Movimiento relativo de sólidos en el seno de un fluido. Ley de Stokes. Velocidad límite. Fluidos no newtonianos: plásticos, pseudoplásticos y dilatantes. Tixotropía. Reopexia. Medida de la viscosidad. 5.- Propiedades moleculares de los líquidos. Tensión superficial e interfacial. Presión debida a la curvatura: Ley de Laplace. Ángulo de contacto. Capilaridad. Ley de Jurin. Formación de gotas: ley de Tate. Factores que afectan a la tensión superficial. Medida de la tensión superficial e interfacial: métodos estáticos, dinámicos y mixtos. 6.- Transporte molecular. Hipótesis de la teoría cinético-molecular. Interpretación cinético-molecular de la presión. Interpretación cinético-molecular de la temperatura. Principio de equipartición de la energía. Corrección de la teoría clásica. Recorrido libre medio. Distribución de las velocidades moleculares. 7.- Difusión. Movimiento browniano. Difusión en los sistemas coloidales. Primero ley de Fick. Difusión estacionaria. Difusión no estacionaria. Algunas relaciones de la teoría de las fluctuaciones. Equilibrio de sedimentación-difusión en los sistemas dispersos. 8.- Campos eléctricos. Campo producido por una carga puntual: Ley de Coulomb. Campo producido por una esfera cargada. Campo de un dipolo. Campo eléctrico debido a distribuciones de carga. Problemas del contorno electrostático. Teorema de Gauss. Potencial. Superficies equipotenciales. La aproximación dipolar para una distribución arbitraria. Las partículas coloidales en un electrolito. Energía electrostática. La energía de un condensador. Las ecuaciones electrostáticas en presencia de dieléctricos. 9.-Campos magnéticos. Campo magnético debido a una carga móvil. Campo magnético de una corriente eléctrica. Susceptibilidad, permeabilidad y excitación magnéticas. Ferromagnetismo. Temperatura de Curie. Histéresis. La teoría de los dominios. Polos magnéticos. 10.- Ondas. Concepto de onda. Descripción matemática de la propagación. Ecuación del movimiento ondulatorio. Intensidad. Atenuación. Absorción. Polarización. Interferencias: principio de superposición. Principio de Huygens. Ondas sonoras. Ultrasonidos. Ondas electromagnéticas.

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ContenidoDescribir las a) En clases teóricas y prácticas competencias a adquirir en actividades de carácter presencial. Para esta actividad, indicar las horas estimadas de trabajo del estudiante b) En exposiciones y seminarios - Aplicación de los conocimientos básicos a sistemas más complejos Para esta actividad, indicar las horas estimadas de trabajo del estudiante

Conocimiento de los Fundamentos de Física aplicables a los sistemas coloidales y manejo adecuado de las herramientas físicas disponibles para el aprendizaje. Se incidirá en los siguientes aspectos a nivel fundamental: - Propiedades elásticas de los sólidos - Fluidos ideales y viscosos. - Propiedades moleculares de los líquidos - Transporte molecular - Campos eléctricos - Ondas elásticas y electromagnéticas.

60 40 10

- Promover la búsqueda de información científica - Promover la comprensión de textos científicos - Elaboración de temas

17 10 3



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- Búsqueda de bibliografía específica que permita la elaboración de un trabajo relacionado con la temática del curso . - Preparación de la exposición del trabajo. - Exposición y discusión en clase.


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Los contenidos teóricos básicos se impartirán de forma mayoritaria mediante lecciones magistrales fomentando la participación del alumno mediante propuestas de trabajos relacionados con la temática del curso. La parte práctica propone el desarrollo de los métodos experimentales que familiaricen al alumno con la medida de magnitudes básicas y esenciales. Se realizarán bajo la supervisión del profesor con la exigencia de un informe o memoria sobre la práctica desarrollada en todos sus aspectos.

La evaluación intentará reflejar el conjunto del trabajo del alumno a lo largo del curso. La nota final quedará definida con las aportaciones de las distintas tareas. - Examen o exámenes parciales que evaluen el conocimiento de los contenidos teóricos - Elaboración, exposición y discusión de un trabajo relaciondo con la temática del curso. - Evaluación de los informes o memorias de las prácticas exprerimentales.

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Medios audiovisuales y laboratorio básico de Física

• "Física. Fundamentos y aplicaciones" R.M.Eisberg y L.S. Lerner. Ed. MacGraw-Hill. • "Fundamentos de Física". Vol 2. F.W.Sears. Ed. Aguilar. • "Lecturas de Física". R.P.Feynman. Ed. F.E.I.S.A. • "Química Coloidal". E.D.Schukin, A.V.Pertsov y E.A.Amelina. Ed.Mir (Moscú) • "Foundations of Colloid Science" R.J.Hunter. Ed. Clarendon Press. Oxford. • "Compendio de Química Coloidal". B.Jirgensons y M.E.Straumanis. Ed.Compañía Editorial Continental.México.

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The Colloidal Domain: Where Physics, Chemistry, Biology, and Technology Meet (Advances in Interfacial Engineering), by D. Fennell Evans and Hakan Wennerstrom. John Wiley and Sons, 1999. Surfaces, Interfaces and Colloids: Principles and Applications, by Drew Myers. John Wiley and Sons, 1999. "Colloidal Phenomena". C.S.Hirtzel y R.Rajagopalan. Ed. Noyes Publications (New Jersey. USA)

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Fundamentos de Química

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Departamento de Ingeniería Química. Universidad de Granada

Este es un curso introductorio que pretende proporcionar una base general teórico-práctica y actualizada de la Química Fundamental para la Ingeniería Molecular y Coloidal. El alumno deberá familiarizarse con los fundamentos de Química de los procesos y mecanismos implicados en Supeficies, Interfases y Coloides. Asímismo deberá conocer las técnicas químicas de aplicación en los Materiales de carácter coloidal.

• Conocimiento de los principios básicos de la Química. • Aplicación de estos principios al Equilibrio químico, Cinética Química, Química del carbono y la Electroquímica. • Conocimiento de los fundamentos Químicos de superficies e interfases. • Conocimiento detallado de los fundamentos químicos de diversos sistemas coloidales. • Adquisición de destreza en técnicas químicas de caracterización de materiales coloidales.


Créditos ECTS

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b) De carácter transversal o genéricos • Promover la búsqueda de información científica.

• Promover la comprensión de textos científicos. • Elaborar los contenidos de distintos temas para mejorar la comunicación oral y escrita del alumno. • Impulsar las destrezas interpersonales, asociadas a la capacidad y los hábitos de trabajo en equipo.

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Contenido (1/3)

TEMARIO EQUILIBRIO 1.- Equilibrio químico. Actividad. Equilibrios ácido-base. Equilibrios de formación de complejos. Equilibrios de precipitación. Equilibrios de oxidación-reducción CINETICA QUIMICA 2.- Leyes empíricas. Introducción. Velocidad de una reacción. Leyes de velocidad. Reacciones de primer orden. Reacciones de segundo orden. Reacciones de orden superior. Determinación del orden de una reacción. Dependencia de la velocidad de reacción con la temperatura. 3.- Mecanismos de reacción. Reacciones reversibles. Reacciones consecutivas. Mecanismo de Lindemann. Reacciones en cadena. Mecanismo y ley de velocidad para la reacción hidrógeno-bromo. 4.- Mecanismos de radicales libres. Mecanismo y ley de velocidad para la descomposición del etano. Dependencia de la constante de velocidad con la temperatura en un mecanismo de reacción. 5.- Reacciones en cadena ramificada. Ramificación de cadena. Mecanismo de la reacción hidrógeno-oxígeno. Límites de explosión. Fisión nuclear. 6.- Cinética de reacciones muy rápidas. Métodos de relajación. Técnicas de perturbación. Aplicaciones generales. 7.- Catálisis. Introducción: Catálisis homogénea: mecanismo y ley de velocidad. Catálisis ácido-base. Catálisis heterogénea: mecanismo y tipos de catalizadores. 8.- Teorías Cinéticas. La energía de activación. Teoría de Colisiones. Reacciones trimoleculares y unimoleculares. Teoría de las velocidades absolutas de reacción. Reacciones en disolución. Reacciones iónicas. 9.- Reacciones heterogéneas. Mecanismo de las reacciones superficiales. Descomposiciones simples en superficies. Reacciones bimoleculares en superficies. QUÍMICA DEL CARBONO 10.- El enlace en los compuestos de carbono. La geometría de las moléculas orgánicas. Hibridación de orbitales. Efectos electrónicos en las moléculas orgánicas. Aromaticidad NOMENCLATURA Y FORMULACION DE LOS COMPUESTOS ORGANICOS 11.- Clasificación estructural de los compuestos orgánicos. Nomenclatura y formulación de hidrocarburos alifáticos. Nomenclatura y formulación de hidrocarburos aromáticos. Formulación y nomenclatura de series homólogas.

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Contenido (2/3)

12.- Tipos de isomería. Isomería conformacional. Isomería geométrica en enlaces dobles. Enantioisomería. Concepto de quiralidad.- Enantiómeros.- Carbono asimétrico y centro estereogénico.- Representación de moléculas orgánicas quirales.- Actividad óptica.- Polarimetría y rotación específica.- Racémicos. Diastereoisomería POLIMEROS 13.- Introducción histórica al desarrollo de los polímeros durante el siglo XX. Macromoléculas naturales y sintéticas. Conceptos introductorios: monómero, polímero, polimerización, peso molecular y su distribución. Termoplásticos y termoestables. Perspectivas de futuro para los materiales poliméricos. 14.- Química macromolecular. Introducción a los diferentes tipos de reacciones de polimerización. Copolímeros. 15.- Análisis y caracterización de polímeros y copolímeros. Identificación, separación de aditivos, etc. Técnicas espectroscópicas. Medida experimental de la distribución de pesos moleculares y sus promedios. 16.- El estado sólido de los polímeros. Transiciones térmicas. La transición vítrea. Cristalización y fusión de polímeros. Técnicas instrumentales. 17.-Tecnología de polímeros. Aditivado. Procesado. Propiedades ligadas al uso de materiales poliméricos. 18. Aplicaciones de polímeros. Termoplásticos y sus aplicaciones. Termoestables y sus aplicaciones. Aplicaciones específicas. 19.- Degradación y Estabilización de polímeros. Plásticos y medio ambiente. ELECTROQUIMICA 20.- Disoluciones iónicas y equilibrio electroquímico. Actividades y coeficientes de actividad en disoluciones de electrolitos. Coeficientes de actividad iónicos medios. Ley de Debye-Hückel: Fuerza iónica. Equilibrio químico en disoluciones iónicas. Equilibrio electroquímico. Convenios. Celdas reversibles e irreversibles. Fuerza electromotriz y su medida. Magnitudes termodinámicas y fuerza electromotriz. La ecuación de Nernst. Potenciales normales de electrodo. Tipos de electrodo. Tipos de pilas. Aplicaciones de las medidas de f.e.m. Membranas y potenciales de membrana.

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Contenido (3/3)

21.- Conductividad de las disoluciones iónicas. Índices de transporte. Medidas de conductividad. Movilidad iónica. Modelo de Arrhenius. Modelo de Debye-Hückel-Onsager. Doble capa eléctrica. Potencial Zeta. Fenómenos electrocinéticos: electroforesis, electroósmosis, potencial de flujo, potencial de sedimentación. 22.-Cinética electroquímica. Introducción.. Polarización de un electrodo. Sobretensión: de transferencia, de difusión, de reacción y de nucleación. Transferencia de carga y reacciones electroquímicas. Relación corriente-potencial. Potenciales mixtos. Corrosión y pasividad. 23.-Procesos industriales y biológicos en los que intervienen corrientes electrónicas, iónicas, flujo de agua, reacciones químicas y variaciones conformacionales en polímeros.

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• Conocimiento de los principios básicos de la Química. • Aplicación de estos principios equilibrio, cinética, polímeros y electroquímica. • Conocimiento de los fundamentos Químicos de superficies e interfases. Con hincapié en: 1) Equilibrio 2) Cinética 3) Polímeros y Electroquímica • Adquisición de destreza en técnicas químicas de caracterización de materiales coloidales. • Potenciar los hábitos de trabajo en equipo. • Manejo adecuado de las herramientas disponibles para el aprendizaje de la Termodinámica

60 40 10

• Técnicas básicas en Química. • Técnicas instrumentales básicas en cinética química y electroquímica. • Métodos de síntesis y caracterización de polímeros

8 16 6



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•Promover la búsqueda de información científica. •Promover la comprensión de textos científicos. •Elaborar los contenidos de distintos temas para mejorar la comunicación oral y escrita del alumno. • Potenciar la búsqueda de bibliografía específica que permita la elaboración de un trabajo relacionado con la temática del curso que será expuesto y discutido en clase.


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Los contenidos teóricos se impartirán mayoritariamente mediante lecciones magistrales para cubrir los conceptos básicos de cada tema. Se fomentará la participación del alumno mediante la proposición de trabajos relacionados con la temática del curso. Los Seminarios Técnicos se plantean como temas aplicados de una duración de cuatro horas cada uno sobre técnicas experimentales relacionadas con los contenidos teóricos de la asignatura La parte práctica de la asignatura propone la aplicación de las técnicas aprendidas de modo que el alumno se familiarice con los distintos métodos de caracterización expuestos. Las prácticas serán realizadas bajo la supervisión del profesor y se requerirá la elaboración de un informe del desarrollo de cada una de ellas, que debe ser elaborado como una pequeña publicación.

La evaluación de la asignatura reflejará el conjunto del trabajo del alumno a lo largo del curso. La nota final quedará definida con la aportación de las distintas tareas que realizará el alumno: • Examen o exámenes que evalúen el conocimiento de los contenidos teóricos. • Elaboración, exposición y discusión de un trabajo relacionado con la temática de alguno de los seminarios impartidos. • Evaluación de los informes de las prácticas experimentales que realizarán los alumnos.

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Medios audiovisuales que permitan la adecuada presentación de los contenidos en las lecciones magistrales. Laboratorio adecuadamente dotado en Química.

- P.W. ATKINS. "Química General", Omega, 1992. - T.L. BROWN; H.E. LEMAY; B.E. BURSTEN. "Química, La Ciencia Central" (7ª ed), Prentice Hall Hispanoamericana, 1997. - J. CASABÓ. "Estructura Atómica y Enlace Químico", Reverté, 1996. - F.A. COTTON; G. WILKINSON; P.L. GAUS. "Basic Inorganic Chemistry" (2ª ed), Wiley, 1987. - R.J. GILLESPIE; D.A. HUMPHREYS; N.C. BAIRD; E.A. ROBINSON. "Química", Reverté, 1990 M.J. WINTER. "Chemical Bonding", Oxford University Press, 1994. - I. Katime y C. Cesteros, Química Física Macromolecular. Universidad del Pais Vasco, Leioa 1996-2002. - A. Horta, "Macromoleculas". UNED, Madrid 1980. - J´O. M. BOKRIS y A.K.N. REDDY. “Electroquímica Moderna” Ed Reverté (1980)

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FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA E INGENIERÍA GENÉTICA.

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Grupo de Física de líquidos estructurados y fluidos complejos, Dpto. de Física Aplicada II, Universidad de Málaga.

Este es un curso introductorio que pretende proporcionar una base general teórico-práctica y actualizada de la Bioquímica y la Biología Molecular, que suministre unos conocimientos suficientes y sólidos que permitan una adecuada formación en los aspectos básicos de esta disciplina. El curso esta destinado a aquellos alumnos que presenten, como consecuencia de su formación previa, carencias en esta parte de la ciencia.

• Conocimiento de las diferentes moléculas que sustentan los procesos biológicos, mostrando su diversidad y la relación existente entre las diferentes estructuras y propiedades químicas de las mismas, y la función biológica que desempeñan. • Conocimiento de las estructuras biológicas y los procesos implicados en la transmisión de la información genética. • Manejo adecuado de las herramientas disponibles para el aprendizaje de la bioquímica


Créditos ECTS

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Contenido

CONTENIDOS TEÓRICOS 1. Introducción. 2. Interacciones Moleculares. 3. Estructura, propiedades y función biológica de los glúcidos. 4. Estructura, propiedades y función biológica de los lípidos. 5. Estructura, propiedades y función biológica de las proteínas. 6. Investigación en proteínas. 7. Estructura, propiedades y función biológica de los Ácidos nucleicos. 8. Membranas biológicas. 9. Biocatálisis. 10. Transporte a través de membranas. 11. Introducción al metabolismo. 12. Almacenamiento de la información genética. 13. Transmisión de la información genética. 14. Expresión de la información genética. 15. Regulación de la expresión genética. 16. Tecnología del DNA recombinante. TÉCNICAS EXPERIMENTALES DE BIOQUÍMICA • Físicoquímica de aminoácidos y proteínas. Cuantificación de proteínas. Fraccionamiento de proteínas mediante filtración en gel. • Electroforesis analítica de proteínas en gel de poliacrilamida. Preparación del gel de electroforesis. Tratamiento de las muestras y separación electroforética comparada de un extracto crudo, una proteína purificada y marcadores de peso molecular. • Separación y análisis de ácidos nucleicos. Separación de DNA cromosómicos y nucleicos solubles. Electroforesis analítica en gel de agarosa y tinción del RNA y las diferentes formas fisicoquímicas del DNA. • Amplificación de fragmentos de DNA. Aplicación a la técnica de PCR. SEMINARIO DE BIOINFORMÁTICA • Concepto. • Análisis y manipulación de secuencias de proteínas y DNA. • Predicción y análisis de estructuras tridimensionales de proteínas • Introducción a las herramientas de genómica y proteómica. • Comparación con bases de datos. Búsqueda y manejo de bibliografía. • Visualización y análisis de macromoléculas con ordenador.

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• Conocimiento de las diferentes moléculas que sustentan los procesos biológicos, mostrando su diversidad y la relación existente entre las diferentes estructuras y propiedades químicas de las mismas, y la función biológica que desempeñan. • Conocimiento de las estructuras biológicas y los procesos implicados en la transmisión de la información genética. • Potenciar los hábitos de trabajo en equipo. • Manejo adecuado de las herramientas disponibles para el aprendizaje de la bioquímica.

45 55 10

•Promover la búsqueda de información científica. •Promover la comprensión de textos científicos. •Elaborar los contenidos de distintos temas para mejorar la comunicación oral y escrita del alumno. •Iniciarse en el manejo de Bases de datos y software para la predicción y visualización de las estructuras de proteínas y ácidos nucleicos.

17 10 3



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• Potenciar la búsqueda de bibliografía específica que permita la elaboración de un trabajo relacionado con la temática del curso que será expuesto y discutido en clase.


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Los contenidos teóricos se impartirán mayoritariamente mediante lecciones magistrales para cubrir los conceptos básicos de cada tema. Se fomentará la participación del alumno mediante la proposición de trabajos relacionados con la temática del curso. La parte práctica de la asignatura propone el desarrollo de una serie de métodos experimentales que familiaricen al alumno con técnicas actuales que le permitan abordar el estudio de los diferentes tipos de macromoléculas presentes en los seres vivos. Las prácticas serán realizadas bajo la supervisión del profesor y se requerirá la elaboración de un informe del desarrollo de cada una de ellas. El seminario de bioinformática permitirá que el alumno en presencia del profesor y con la infraestructura informática adecuada se familiarice con el manejo de programas informáticos de interés en bioquímica y biología molecular.

La evaluación de la asignatura reflejara el conjunto del trabajo del alumno a lo largo del curso. La nota final quedará definida con la aportación las distintas tareas que realizará el alumno: • Elaboración, exposición y discusión de un trabajo relacionado con la temática del curso. • Evaluación de los informes de las prácticas experimentales que realizarán los alumnos. • Informe de la participación del alumno en el seminario de bioinfoformática. • Examen o exámenes que evalúen el conocimiento de los contenidos teóricos.

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Medios audiovisuales que permitan la adecuada presentación de los contenidos en las lecciones magistrales. Laboratorio básico de bioquímica que permita la elaboración de las prácticas propuestas

Stryer, Berg and Tymozko. Bioquímica. 5ª Ed. Editorial Reverté (2003). • Lehninger, A.L.. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Principios de Bioquímica. Omega 3ª Edición. (2001). • Mathews and Van Holde. Bioquímica. Ed. Addison Wesley, 3ª Edición. (2002). • Macarulla, JM y Goñi, FM. Biomoléculas. Lecciones de Bioquímica estructural. 3ª Ed. Editorial Reverté. •Smith, C.A. y Wood, E.J. Biología molecular y Biotecnología. Addison-Wesley Iberoamericana. (1998). • Voet J, Voet JG, Bioquímica. Omega, Barcelona (1992). • Zubay GL, Biochemistry, 4ª Ed., WCB, Madrid (1998). • Kuchel PW, Ralston GB, Bioquímica General (Serie Schaum), McGraw-Hill Interamericana, Madrid (1994).

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• Branden and Tooze. Introduction to protein structure. 2ª Ed. Garland Press. (1999). • Greighton, T. Proteins, structures and molecular properties. Ed. W.H. Freeman & Co. (1993). • William H. Elliot y Daphne C. Elliot. Biochemistry and Molecular Biology, 2nd ed. Oxford University Press. • Sinden R.R. DNA structure and function. Academic Press (1994). • Lewin, B. Genes VI. Oxford University Press (1997). • Izquierdo, M. Ingeniería genética y transferencia génica. Pirámide (2001) • Attwood, TK and Parry-Smith, DJ. Introducción a la bioinformática, Ed. Prentice Hall (2002). • Van Holde, KE. Bioquímica física,, Ed. Alhambra (1979). • Lodish H, Berk A, Zipursky SL, Matsudaira P, Baltimore D, Darnell J, Molecular Cell Biology, (4ª ed.), W.H. Freeman and Company, New York (1999). • Lozano JA, Galindo JD, García-Borrón JC, Martínez-Liarte JH, Peñafiel R, Solano F, Preguntas y respuestas de Bioquímica, McGraw-Hill Interamericana, Madrid (1997). • Switzer R, Garrity L, Experimental Biochemistry. Theory and Excercises in Fundamentals Methods (3º Ed.), WH Freeman and Co., New York (1999). • Gómez-Moreno, Sancho (coordinadores), Estructura de Proteínas. Ed. Ariel, 2003. • Blomfield, Crothers, Tinoco, Nucleic Acids: Structure, Properties and Function. University Science Books, 2000. • http://www.rcsb.org/pdb Acceso al Protein Data Bank (PDB). Contiene archivos con las coordenadas atómicas de las proteínas y ácidos nucleicos cuya estructura ha sido resuelta. • http://www.umass.edu/microbio/rasmol/index2.htm Acceso a la página del programa de visualización de estructuras RasMol. • http://ndbserver.rutgers.edu/NDB/ndb.html Acceso al Nucleic Acids Data bank (NDB). Contiene archivos con las coordenadas atómicas de todos los ácidos nucleicos cuya estructura ha sido resuelta. • http://www.ebi.ac.uk European Bioinformatics Institute (EBI). Base de datos anotada sobre secuencias de ácidos nucleicos (EMBL Data Library). • http://www.expasy.ch Swiss Institute of Bioinformatics. Base de datos anotada sobre secuencias de proteínas (SWISS-PROT).

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Termodinámica de Sistemas Coloidales

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Departamento Química-Física. Universidad Complutense de Madrid Departamento de Química-Física. Universidad de Santiago de Compostela

Este es un curso introductorio que pretende proporcionar una base general teórico-práctica y actualizada de la Termodinámica de Sistemas Coloidales. El alumno deberá familiarizarse con los fundamentos Químico-Físicos de los procesos y mecanismos implicados en Supeficies, Interfases y Coloides. Asímismo deberá conocer las técnicas termodinámicas de aplicación en los Materiales de carácter coloidal

• Conocimiento de los principios básicos de la Termodinámica. • Aplicación de estos principios a mezclas, disoluciones y sistemas poliméricos. • Conocimiento de los fundamentos Físico-Químicos de superficies e interfases. • Conocimiento detallado de los fundamentos termodinámicos de diversos sistemas coloidales. • Adquisición de destreza en técnicas termodinámicas de caracterización de materiales coloidales.


Créditos ECTS

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Contenido (1/3)

TEMARIO Termodinámica Fundamental Leyes de la Termodinámica. Sistemas Abiertos. Sistemas Multifásicos. Sistemas Multicomponentes. Introducción a la Termodinámica de Sistemas Pequeños. Mezclas y Disoluciones. Mezclas Gaseosas. Fugacidad. Ecuación de estado del virial. Mezclas Líquidas. Disoluciones ideales. Actividad y coeficientes de actividad. Magnitudes de Mezcla y de Exceso Modelos y Teorías de Disoluciones. Disoluciones regulares. Disoluciones asociadas. Disoluciones Electrolíticas. Sistemas Poliméricos Propiedades de los Polímeros. Modelo de red. Teoría de Flory-Huggins Ecuaciones de Estado para Disoluciones de Polímeros. Teoría de Prigogine-Flory-Paterson. Teoría de cadena rígida perturbada. Teoría de red. Teoría estadística de fluidos asociados. Teoría de cadenas de esferas rígidas perturbadas. Membranas Poliméricas no Porosas y Geles Poliméricos Superficies, Interfases y Coloides La Naturaleza de las Interfases. Superficies y coloides. Energía Libre Superficial. Trabajo de cohesión y adhesión. Estados de referencia. Naturaleza Molecular de la Región Interfacial. Fuerzas superficie-partícula. Fuerzas electrostáticas y doble capa eléctrica. Interfases Líquido-Fluido Tensión Superficial. Efecto de la Temperatura. Efecto de la curvatura. Tensión superficial dinámica. Tensión Superficial de Disoluciones. Solutos Lipofilícos a Hidrófilicos. Surfactantes aniónicos, catiónicos y no iónicos. Adsorción de Surfactantes y Monocapas de Gibbs. Láminas Monomoleculares Insolubles. Langmuir-Blodget. Estados Físicos de Monocapas. Factores determinantes Multicapas

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Contenido (2/3)

Adsorción Introducción. El potencial de Gibbs. Ecuación de adsorción de Gibbs. Calores de Adsorción. Adsorción en la Interfase Sólido-Vapor. Fisi y quimisorción. Catálisis heterogénea. Promotores e inhibidores. Isotermas de Adsorción de especies no iónicas en interfases Sólido-Vapor. Clasificación. Isoterma de Langmuir. Isoterma de Freundlich. Isoterma de Brunauer-Emmett-Teller (BET). Otras isotermas de adsorción. Adsorción en Interfases Sólido-Líquido. Isotermas de Adsorción de Especies iónicas. Adsorción de Surfactantes. Efectos Cinéticos en la Adsorción de Surfactantes. Capilaridad La ecuación de Laplace. Geometría esférica, Caso general. Interfases con simetría axial. Balance de fuerzas en la línea de contacto de tres fases. Ecuación de Young. Triángulo de Neumann. Tensión Interfacial y Energías Superficiales de Sólidos. Contribución de dispersión y ácido-base. El Ángulo de Contacto. Termodinámica del Mojado. Histéresis en el ángulo de contacto. Efecto de tensión de línea. Efectos de condensación en capilares. Ecuación de Kelvin. Teorías de micro y mesoporos. Mojado de Superficies Termodinámica del Mojado. Calores de immersión. Punto crítico de mojado. Aspectos Cinéticos del Mojado Mojado Competitivo Efecto de los Surfactantes en el Proceso de Mojado. Rugosidad y Ecuación de Wenzel. Heterogeneidad Química. Influencia de poros. Efecto de Jamin en Capilares. El Verdadero Ángulo de Contacto. Termodinámica de Sistemas Coloidales Formación de Dispersiones Coloidales Estabilidad Coloidal Asociación de Coloides Emulsiones Micelas Aerosoles Espumas

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Contenido (3/3)

SEMINARIOS TÉCNICOS Técnicas de Medida I. Calorimetrías. Calorimetría Isoterma y Adiabática. ATD y DSC. Calorimetría de Exceso. Calorimetría de Adsorción. Calorimetría de Inmersión. Termogravimetría. Termoporometría. Técnicas de Medida II. Estructura Superficial y del Adsorbato. Técnicas de Barrido de Sonda. Microscopía Tunel. Espectroscopía Tunel (STM). Microscopía de Fuerza Atómica (AFM). Microscopía Óptica de Barrido de Campo Cercano (NSOM). Difracción Electrónica de Baja Energía (LEED). Espectroscopia Electrónica. Fotoelectrónica por Rayos X (XPS). Fotoelectrónica por UV (UPS). Espectroscopia Auger (AES). Microscopía Fotoelectrónica. Espectroscopia Vibracional. Infrarrojo (IR). Espectrosopía de perdidas energéticas electrónicas (EELS). Resonancia de Plasmón Superfcial (RPS). Otras Técnicas. Técnicas de Medida III. Métodos Porosimétricos basados en Mojado. Porosimetría por intrusión de Mercurio. Histeresis. Porosimetría por Adsorción-desorción de gases. Histeresis. Desplazamiento gas-líquido. Desplazamiento Líquido-Líquido Técnicas de Medida IV. Tensiones Superficiales Tensión Superficial e Interfacial. Ascenso capilar. Placa de Wilhelmy. Anillo de Du Noy. Gotas cautiva y pendiente. Máxima fuerza sobre un cilindro. Máxima presión de burbuja. Gota rotatoria. Chorro oscilante. Ángulo de Contacto sobre Superficies Planas. Goniómetro. Menisco Interfacial. Ángulo de Contacto en Fibras. Balanza de Wilhelmy. Ángulo de Contacto para Polvos. La célula de Bartell. La Ecuación de Washburn. Centrifugación. Compresión en una balanza de Langmuir. Calorimetría de imersión. Histéresis en el ángulo de contacto. PRÁCTICAS Se realizará una práctica de laboratorio por cada uno de los Seminarios Impartidos

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• Conocimiento de los principios básicos de la Termodinámica. • Aplicación de estos principios a mezclas, disoluciones y sistemas poliméricos. • Conocimiento de los fundamentos Físico-Químicos de superficies e interfases. Con hincapié en: 1) Adsorción 2) Capilaridad y 3) Mojado de Superficies • Conocimiento detallado de los fundamentos termodinámicos de diversos procesos y sistemas coloidales: 1) Formación, asociación y estabilidad de coloides y 2) Emulsiones, micelas, aerosoles y espumas • Adquisición de destreza en técnicas termodinámicas de caracterización de materiales coloidales. • Potenciar los hábitos de trabajo en equipo. • Manejo adecuado de las herramientas disponibles para el aprendizaje de la Termodinámica

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• Técnicas básicas calorimétricas. • Técnicas para dilucidar la estructura superficial del adsorbato. • Métodos porosimétricos basados en el mojado de materiales porosos • Técnicas de determinación de tensiones superficiales y ángulos de contacto

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•Promover la búsqueda de información científica. •Promover la comprensión de textos científicos. •Elaborar los contenidos de distintos temas para mejorar la comunicación oral y escrita del alumno. • Potenciar la búsqueda de bibliografía específica que permita la elaboración de un trabajo relacionado con la temática del curso que será expuesto y discutido en clase.


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Los contenidos teóricos se impartirán mayoritariamente mediante lecciones magistrales para cubrir los conceptos básicos de cada tema. Se fomentará la participación del alumno mediante la proposición de trabajos relacionados con la temática del curso. Los Seminarios Técnicos se plantean como temas aplicados de una duración de cuatro horas cada uno sobre técnicas experimentales relacionadas con los contenidos teóricos de la asignatura La parte práctica de la asignatura propone la aplicación de las técnicas aprendidas de modo que el alumno se familiarice con los distintos métodos de caracterización expuestos. Las prácticas serán realizadas bajo la supervisión del profesor y se requerirá la elaboración de un informe del desarrollo de cada una de ellas, que debe ser elaborado como una pequeña publicación.

La evaluación de la asignatura reflejará el conjunto del trabajo del alumno a lo largo del curso. La nota final quedará definida con la aportación de las distintas tareas que realizará el alumno: • Examen o exámenes que evalúen el conocimiento de los contenidos teóricos. • Elaboración, exposición y discusión de un trabajo relacionado con la temática de alguno de los seminarios impartidos. • Evaluación de los informes de las prácticas experimentales que realizarán los alumnos.

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Medios audiovisuales que permitan la adecuada presentación de los contenidos en las lecciones magistrales. Laboratorio adecuadamente dotado en Termodinámica de Superficies e Interfases.

Thermodynamics, by Herbert B. Callen, John Wiley and sons, 1981. Modern Thermodynamics, by Dilip Kondepudi and Ilya Prigogine, John Wiley and sons, 1998 Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria, by John M. Prausnitz, Rüdiger N. Lichtenthaler & Edmundo Gomes de Azevedo, Prentice-Hall, 1999 The Colloidal Domain : Where Physics, Chemistry, Biology, and Technology Meet (Advances in Interfacial Engineering), by D. Fennell Evans & Håkan Wennerström, John Wiley and sons, 1999. Foundations of Colloid Science, by Robert J. Hunter, Oxford University Press, 2001. Surfaces, Interfaces, and Colloids: Principles and Applications, by Drew Myers, John Wiley and sons, 1999.

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Colloidal Dispersions : Suspensions, Emulsions, and Foams, by Ian D. Morrison, John Wiley and sons, 2002. Particles at Fluid Interfaces and Membranes. Attachment of Colloid Particles and Proteins to Interfaces and Formation of Two-dimensional Arrays, by Peter A. Kralchevsky & Kuniaki Nagayama, Elsevier, 2001. Thermodynamics of Small Systems, by Terrell L. Hill, Dover, 1994. Surface Science. Foundations of Catalysis and Nanoscience, by Kurt W. Kolasinski, Wiley and sons., 2002.

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Mecánica Estadística y Simulación de Sistemas Coloidales

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Física Estadística de Líquidos, U. Pablo Olavide (Sevilla).

Se pretende en este Curso obtener las suficientes habilidades para abordar y resolver problemas relacionados con fuidos complejos (coloides, cristales líquidos, polímeros, proteínas, etc.) utilizando técnicas de simulación molecular con ordenador. El punto de partida del Curso es la descripción microscópica de los sistemas físicos y para ello es fundamental el aprendizaje de la herramienta de la Mecánica Estadística.

1. Conocimiento de la descripción mecanicoestadística de los sistemas. 2. Conocimiento de las técnicas de solución de problemas de muchos cuerpos. 3. Conocimiento de las técnicas de Simulación Molecular (Métodos de Monte Carlo y de Dinámica Molecular. 4. Conocimiento de las técnicas de análisis de los resultados de simulación molecular en ordenador.


Créditos ECTS

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b) De carácter transversal o genéricos 1. Promover la utilización de internet en la búsqueda de soluciones concretas a cada

uno de los problemas que se pueden plantear para las distintas clases de fluidos y propiedades específicas.

2. Capacitar a los estudiantes para poder abordar y resolver desde la simulación en ordenador. Esto implica conocimientos de informática, que van desde sistemas operativos, utilización de códigos de simulación, hasta manejo de programación en paralelo.

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Contenido (1/3) (3/3)

Física Estadística: 1. Nociones de Estadística Matemática. Variables aleatorias o estocásticas. 2. Mecánica Estadística Clásica. Colectividad Microcanónica. Descripciones macroscópicas y micrcroscópucas. Ecuación de Liouville. Soluciones estacionarias de la Ecuación de Liouville. Sistemas aislados. 3. Colectividad Canónica. Conexión con la Termodinámica. Procesos cusiestáticos. Reversibilidad e irreversibilidad. Entropía y Temperatura absoluta. El gas monoatómico ideal. La paradoja de Gibbs. Función de partición. Teorema de equipartición generalizado. 4. Colectivo Canónico Genralizado. Función de partición generalizada. Valores medios y fluctuaciones. 5. Funciones de correlación. Factores de estructura. Relación con la Termodinámica. 6. Fluidos clásicos relae. Función de partición configuracional. El desarrollo del<virial. Ecuación de Van der Waals. Teorías de perturbación. 7. Introducción a la Teoría Cinética. Frecuencia de colisión y recorrido libre medio. Coeficientes de transporte. La función de distribución. Ecuación de Boltzmannn. Simulación Molecular 1. Dinámica Molecular. El algoritmo de Verlet y el predictor correcotr de Gear. Cuerpos rígidos no esféricos y moleculas lineales. 2. El método de Monte Carlo. Integración de Monte Carlo y la importancia del muestreo. Simulaciones canónicas, gran canónicas e isotérmicas-isobáricas. El equilibrio de fases: Integración termodinámica, los potenciales químicos y la técnica del Colectivo de Gibbs, del Colectivo semigran canónico. 3. Técnicas avanzadas en la simulación molecular. Aplicación en fluidos comlejos: Cristales líquidos, coloides, polimeros, etc. 4. Simulación de sistemas mesoscópicos: Dinámica de sistemas disipativos, redes de Boltzmannn, modelación mesoscópica. Prácticas. 1. Problemas de Mecánica Estadística 2. Simulación Molecular.

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1. Capacidad de entender y resolver los problemas derivados de la complejidad de sistemas físicos no ideales desde un punto de vista microscópico.

2. Capacidad para manejar programas de simulación en ordenador. Este manejo lleva implícito tanto la elaboración de códigos de simulación, como la adaptación de los códigos disponibles en internet a los sistemas que se estudian en este Master.

60 30 10

1. Cada estudiante deberá explicar la conexión entre la descripción microscópica del problema asignado, tomado de los sistemas estudiados en este Master, y la realidad macroscópica. 2. Exposición de los resultados de la simulación del problema del punto anterior. 3. Discusión colectiva sobre los procedimientos utilizados por cada uno de los estudiantes sobre el problema asignado a cada uno de ellos.

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Ayudar a localizar tanto la bibliografía más reciente sobre simulaciones moleculares, como la interpretación de los resultados que se obtienen en ésta. Ayudar a seleccionar los programas de simulación más adecuados a cada problema. Esto implica una habilidad para buscar en internet códigos de simulación y su disponibilidad para adpatarlos a problemas diferentes.


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Aproximaciones Metodológicas

Los contenidos teóricos se impartirán mediante lecciones magistrales para cubrir los conceptos básicos de cada tema. Se fomentará la participación del alumno mediante la proposición de problemas relacionados con la temática del curso. La parte práctica de la asignatura consistirá en la puesta a punto de un programa de simualción de un sistema físico. Una parte común a todos los estudiantes será la simualción de un sistema simple (interacción esférica central) para determinar la ecuación de estado del sistema, localizando las distintas fases que lo componen. Posteriormente se le asignará a cada estudiante un problema concreto de sistema complejo (desde crsitales líquidos a polimeros) para desarrollar sódigos de simulación más complicados. Se asistirá a los estudiantes en la búsqueda de códigos concretos que deberán adpatar a cada caso, supervisándose en cada caso y ayudádoles en las dificultades que se encuentren. Se requerirá la elaboración de un informe del desarrollo de cada una de estos ejercicios de simualción.

*La evaluación de la asignatura reflejara el conjunto del trabajo del alumno a lo largo del curso. La nota final quedará definida con la aportación las distintas tareas que realizará el alumno: • Elaboración, exposición y discusión de un trabajo relacionado con la temática del curso. • Evaluación de los informes de las prácticas experimentales que realizarán los alumnos.

• Examen o exámenes que evalúen el conocimiento de los contenidos teóricos.

• Los seminarios se plantearán como temas que los alumnos prepararán conjuntamente con el profesor con el objeto de que todos participen en las dificultades que cada uno de los sistemas propuestos han generado.

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• Medios informáticos que permitan la elaboración de los códigos de simulación en ordenador.

• Conexión a internet con acceso a bases de datos de información científica y tecnológica.

• 1. D. Chandler, Introduc´tion to Modern Statistical Mechanics, Oxford University Press, New York, 1987 2. J. Kestin y J. R. Dorfmann, A Course in Statistical Mechanics, Academic Press, New York, 1971 3. E. M. Lifschift y L. P. Pitaevski, Statistical Mechanics, Part. 1. Pergamon Press, Oxford (1980). 4. J. J. Brey, J. de la Rubia y J. de la Rubia, Mecánica Estadística, UNED Ediciones, Madrid, 2001. 5. C. Frenández Tejero y J. M. Rodriguez, 100 Problemas de Mecánica Estadística, Alianza Editorial, Madrid, 2001. 6. M. P. Allen y D. Tildesley, Computer Simulation of Liquids, Oxford Science Publications, 1997. 7. D, Frenkel y B. Smit, Understanding Molecular Siumlation, from Algoritms to Applications, Academic Press, 1993 8. H. Ted Davis, Statistical Mechanics od Phses, Interfaces, and Thin Film. Wiley-VCH, 1996. 9. K. E. Gubbins y N. Quirke. Molecular Simulation and Industrial Applications, Methods, Examples and Prospects

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•1. G. Ciccotti y W. G. Hoover, Molecular Dynamics Simulations od Statistical Mechanics Systems, North Holland, 1986. 2. B. J. Berne, G. Ciccotti y David F. Coker, Classical and Quatum Dynamics in Condensed Phase Siumlations, Worls Scientiific, 1998. 3. K. Binder y G. Ciccotti, Monte Carlo and Molecular Dynamics of Condensed Matter Systems, SIF, 1996. 4. K. Binderç, Monte Carlo and Molecular Dynamics Simulations in Polymer Science, Oxford University press, 1995. 5. M. Meyer y V. Pontikis, Computer Simulation in Materials Science, Kluwer, 1991. 6. M. P. Allen y D. Tildesley, Computer Simualtion in Chemical Physics, Kluwer, 1993. 7. M. Baus, L. F. Rull y J. P. Ryckaert, Observation, Prediction and Simulation of Phase Transitions in Complex Fluids, Kluwer, 1995. 8. http://www.ccp5.ac.uk 9. http://www.cheme.buffalo.edu/courses/ce530/

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Fenomenología Óptica y Eléctrica

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Grupo de Química Coloidal, Dpto. Química Física, Universidad de Vigo Departamento Química-Física. Universidad de Santiago de Compostela

Este es un curso introductorio que pretende proporcionar una base general teórico-práctica y actualizada de teoría electromagnética clásica, propagación y radiación de ondas electromagnéticas, de las propiedades de la luz, así como de sus aplicaciones (Caracterización de coloides y superficies; cristales fotónicos; nanotecnología, etc.)

• Conocimiento de las teorías electromagnéticas • Conocimiento de la naturaleza de las ondas. • Conocimiento de los procesos de interferencia y difracción de las ondas electromagnéticas. • Aplicación de estos conocimientos a los sistemas dispersos.


Créditos ECTS

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Contenido

Lección 1: ELECTROMAGNENISMO CLÁSICO - Revisión de conceptos básicos de Electromagnetismo - Desarrollo multipolar del potencial y del campo eléctrico - Interacción eléctrica entre cargas y dipolos - Teoría microscópica de dieléctricos - Ecuaciones de Maxwell - Potencial escalar y potencial vector. - Energía electromagnética - Condiciones de frontera para el campo electromagnético Lección 2: ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS - Ecuación de Ondas - Soluciones a la ecuación de ondas - Forma alternativa de representación de ondas armónicas. Onda compleja. - Campos eléctricos en medios dispersivos - El espectro electromagnético - Superposición de ondas armónicas: aspectos propagativos Lección 3: RADIACIÓN DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS - Potenciales retardados. - Radiación multipolar - Energía de radiación. Irradiancia - Carga puntual en movimiento arbitrario - Radiación de una carga acelerada. Frenado por radiación. - Radiación sincrotrón y Cherenkov Lección 4: LA NATURALEZA VECTORIAL DE LAS

ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS - Ondas vectoriales. Carácter transversal de las ondas electromagnéticas - Reflexión y refracción en una interfase dieléctrica - Ondas en medios dispersivos. Fenómenos de relajación y resonancia. - Redes de difracción Lección 5: CARÁCTER TRANSVERSAL DE LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS. POLARIZACIÓN - Concepto de polarización - Representación de ondas armónicas monocromáticas - planas en componentes polarizadas. Concepto de coherencia - Ecuación de polarización para ondas coherentes. - Polarizadores lineales - Fenómenos físicos relacionados con la polarización - Efectos ópticos inducidos. Moduladores - Sustancias ópticamente activas Lección 6: INTERFERENCIAS DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS - Superposición de ondas electromagnéticas: aspectos Energéticos, término de interferencia. - Interferometría de división de frente de onda. Interferómetro de doble rendija - Interferometría de división de amplitud. Interferómetro de Michelson - Interferencia de ondas múltiples. Interferómetro de Fabry-Perot - Aplicaciones de la Interferometría

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Contenido

Lección 7: DIFRACCIÓN DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS - Descripción general - Principio de Huygens – Fresnel - Teoría escalar de la difracción - Propagación de una onda esférica libre (método de las

zonas semiperiódicas de Fresnel) - Teorema de Kirchhoff - Aplicación de la integral de Kirchhoff a la difracción - Difracción de Fresnel y Fraunhofer - Placas zonales - Difracción de Fraunhofer por algunas aberturas - Redes de difracción Lección 8: RADIACIÓN TÉRMICA Y CUANTIZACIÓN - Ley de Kirchhoff y radiación del cuerpo negro - Modos de radiación electromagnética en una cavidad - Teoría clásica de la radiación del cuerpo negro. - Fórmula de Rayleigh-Jeans. Contraste Experimental - Cuantización de la radiación de una cavidad. Fórmula de Planck - Deducción de las leyes de Wien y Stefan-Boltzmann Lección 9: AMPLIFICACIÓN DE ONDAS E.M. LÁSER - Emisión espontánea y estimulada - Amplificación en un medio. Inversión de población - Métodos de producción de inversión de población - Oscilación Láser - Difracción en la cavidad resonante - Configuraciones de la cavidad resonante. Estabilidad y grosor del haz - Fundamento de funcionamiento de algunos tipos de láseres - Propiedades de la radiación láser - Aplicaciones: científicas, industriales, médicas y militares - Normas internacionales de seguridad láser Lección 10: APLICACIONES A PARTICULAS DISPERSORAS, SISTEMAS DISPERSOS Y OPTICA DE

SUPERFICIES - Interacción de radiación con partículas esféricas. Teoría de Mie - Partículas no esféricas. Otras teorías - Dispersión estática de luz - Espectroscopia de correlación de fotones - Aplicaciones a caracterización de coloides - Difracción de luz. Cristales fotónicos - Nanopartículas Metálicas. Plasmones superficiales localizados - Nanopartículas semiconductoras. Efectos cuánticos de tamaño - Caracterización óptica de superficies. Ondas capilares PROGRAMA EXPERIMENTAL Práctica 1: Relajación dieléctrica Práctica 2: Dispersión óptica. Estudio del prisma Práctica 3: Reflexión total. Efecto pffund Práctica 4: Polarización de la luz Práctica 5: El efecto Faraday Práctica 6: Interferometría de división de amplitud. Interferómetro de Michelson Práctica 7: Difracción de fraunhofer Práctica 8: Redes de difracción Práctica 9: Aplicaciones a coloides e interfases

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- Conocimiento de las teorías electromagnéticas - Conocimiento de la naturaleza de las ondas. - Conocimiento de los procesos de interferencia y difracción de las ondas electromagnéticas. - Aplicación de estos conocimientos a los sistemas dispersos. - Estudio experimental de los fenómenos de dispersión óptica, reflexión, polarización y difracción de la luz

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•Promover la búsqueda de información científica. •Promover la comprensión de textos científicos. •Elaborar los contenidos de distintos temas para mejorar la comunicación oral y escrita del alumno.

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Los contenidos teóricos se impartirán mayoritariamente mediante lecciones magistrales para cubrir los conceptos básicos de cada tema. Se fomentará la participación del alumno mediante la proposición de trabajos relacionados con la temática del curso. La parte práctica de la asignatura propone el desarrollo de una serie de métodos experimentales que familiaricen al alumno con técnicas actuales que le permitan abordar el estudio de los fenómenos ópticos y electromagnéticos. Las prácticas serán realizadas bajo la supervisión del profesor y se requerirá la elaboración de un informe del desarrollo de cada una de ellas. Los seminarios sobre aplicaciones se plantearán como temas que los alumnos prepararán conjuntamente con el profesor.

La evaluación de la asignatura reflejara el conjunto del trabajo del alumno a lo largo del curso. La nota final quedará definida con la aportación las distintas tareas que realizará el alumno: • Elaboración, exposición y discusión de un trabajo relacionado con la temática del curso. • Evaluación de los informes de las prácticas experimentales que realizarán los alumnos. • Examen o exámenes que evalúen el conocimiento de los contenidos teóricos.

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Medios audiovisuales que permitan la adecuada presentación de los contenidos en las lecciones magistrales. Laboratorio básico de química que permita la elaboración de las prácticas propuestas .

- Física, M. Alonso, E. J. Finn, Editorial: Addison-Wesley Iberoamericana, México, 1986

- Fundamentos de la Teoría Electromagnética, J. R. Reitz, F. J. Milford, R. W. Christy, Editorial: Addison-Wesley Iberoamericana 1996

- Campo Electromagnético. Propagación y Radiación , R. Gómez Martín, Editorial: Universidad de Granada, 1984

- Electrodinámica Clásica, J. D. Jackson, Editorial: Alhambra, Madrid, 1980 - Óptica , J. Casas, Editorial: Cooperativa de Artes Gráficas, Zaragoza, 1985 - Óptica , E. Hecht, A. Zajac, Editorial: Fondo Educativo Interamericano,

Wilmington, 1986 - Óptica Electromagnética (Fundamentos) , J. M. Cabrera, F. J. López, F. Agulló

Lópe Editorial: Addison-Wesley Iberoamericana, 1993 - Luz Polarizada , W. A. Shurcliff, S. S. Ballard, Editorial: Reverté, México, 1968 - Física Cuántica, R. Eisberg, R. Resnick, Editorial: Limusa, 1986 - Absorption and Scattering of Light by Small Particles, C. F. Bohren, D. F.

Huffmann, Editorial: John Wiley & Sons, 1983 - Optical Properties of Metal Clusters, U. Kreibig, M. Vollmer, Editorial: Springer

Verlag, 1996 - Classical Electromagnetic M. A. Heald and J. B. Marion, Radiation, 3ª edición,

Saunders College Publishing, New York, 1995. - Teoría Clásica de los campos L. D. Landau and E. M. Lifshitz,. Vol. 2, Reverté,

1981.

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- Campos y Ondas Electromagnéticas, P. Lorrain, D. R. Corson , Editorial: Selecciones Científicas, Madrid, 1972 - Modern Optics, R. Guenter, Editorial: Wiley & Sons, NY, 1990 - The Quantum Theory of Light, R. Loudon, Editorial: Claredon Press, Oxford, 1978 - Introduction to Surface Chemistry and Catalysis, G. A. Somorjai, Editorial: John Wiley & Sons, 1994 - Problemas de Física (Volumen V: Óptica), M. López Rodríguez, J. L. Díaz Díaz, J. M. Jiménez Moreno, Editorial: Librería Internacional de Romo, Madrid, 1980 - Theory of Electric Polarization C.J.F. Böttcher,. Volumenes I y II, 2ª edición, Elsevier, Ámsterdam, 1973. - Física de Dieléctricos J. M. Albella-Martín y J. M. Martinez-Duart, , Marcombo Boixareu Editores, Barcelona, 1984

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Fuerzas Coloidales

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Grupo de Física de Fluidos y Biocoloides. Dpto. Física Aplicada, Universidad de Granada í

Este es un curso introductorio que pretende proporcionar una base general teórico-práctica y actualizada de las fuerzas intermoleculares y superficiales, así como de sus aplicaciones. Se incluyen las fuerzas entre átomos y moléculas, entre partículas y superficies. También se tratará la cinética de coagulación y la formación de estructuras.

• Conocimiento de las teorías electromagnéticas • Conocimiento de la naturaleza de las ondas. • Conocimiento de los procesos de interferencia y difracción de las ondas electromagnéticas. • Aplicación de estos conocimientos a los sistemas dispersos.


Créditos ECTS

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Contenido

1ª parte. FUERZAS ENTRE ÁTOMOS Y MOLÉCULAS: PRINCIPIOS Y CONCEPTOS. 1º.- Introducción. Enfoque moderno sobre el origen de las fuerzas intermoleculares. Clasificación de las fuerzas. 2º.- Fuerzas intermoleculares fuertes: Interacciones coulombianas y covalentes. Fuerzas en los enlaces químicos. Enlaces físicos y químicos. Interacciones entre cargas. Alcance de las interacciones coulombianas. Energía de Born de un ión. 3º.- Interacciones entre moléculas polares. Interacciones ión-dipolo. Interacciones dipolo-dipolo. 4º.- Interacciones entre moléculas polarizables. Polarizabilidad de átomos, moléculas y moléculas polares. Interacciones entre iones y moléculas sin carga. Interacciones dipolo-dipolo inducido. 5º.- Fuerzas de van der Waals. Origen de las fuerzas de dispersión de van der Waals entre moléculas neutras: La ecuación de London. Intensidad de las fuerzas de dispersión. Ecuación de estado de van der Waals. Fuerzas de van der Waals entre moléculas polares. Teoría general de las fuerzas de van der Waals. 6º.- Fuerzas repulsivas. Potencial de interacción total intermolecular entre pares. Potenciales repulsivos. Potenciales totales intermoleculares entre pares. Papel de las fuerzas repulsivas en la estructura de los líquidos. 7º.- Interacciones especiales: Puentes de Hidrógeno, interacciones hidrofílicas e hidrofóbicas. El agua, un sistema muy especial. Los puentes de hidrógeno. El efecto hidrófobo y las interacciones hidrofóbicas. 2ª parte. FUERZAS ENTRE PARTÍCULAS Y SUPERFICIES 8º.- Conceptos Unificados en las fuerzas intermoleculares e interpartículas. Factores que favorecen la asociación de moléculas o partículas en un medio. Energías superficial e interfacial. Interacciones partícula-superficie. 9º.- Diferencias existentes entre las fuerzas intermoleculares, interpartícula e intersuperficie. Papel jugado por el alcance de una fuerza. Potenciales de interacción entre sistemas macroscópicos. Área de interacción efectiva entre dos superficies. Comparación entre las interacciones entre sistemas macroscópicos y entre moléculas. Energías y fuerzas de interacción: la aproximación de Derjaguin. 10º.- Fuerzas de van der Waals entre superficies. Efecto de la geometría de los sistemas en las fuerzas de interacción: constante de Hamaker. Fuerzas de van der Waals en el vacío y en el aire. Teoría de Lifshitz de las fuerzas de van der Waals. Fuerzas repulsivas de van der Waals: presión de separación y mojado. Efectos de retardo. Energías superficiales y de adhesión. Fuerzas entre superficies con capas adsorbidas.

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Contenido

11º.- Fuerzas electrostáticas entre superficies en líquidos. Procesos de carga de superficies en líquidos: la doble capa eléctrica. Ecuación de Poisson-Boltzmann. Carga superficial, campo eléctrico y concentración de contraiones sobre una superficie. Origen de la distribución de iones, campo eléctrico, potencial y presión superficiales. Limitaciones de la ecuación de Poisson-Boltzmann. Ecuación de Langmuir. Superficies cargadas en disoluciones electrolíticas. La ecuación de Grahame. Efecto de los iones: longitud de Debye. Teoría de Gouy-Chapman. Interacciones entre dobles capas con electrolitos. Teoría de Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO). Efecto de las cargas superficiales discretas y los dipolos. 12º.- Solvatación, fuerzas estructurales y de hidratación. Fuerzas no-DLVO. Ordenamiento molecular en superficies, interfaces y películas delgadas. La fuerza oscilatoria: fuerza de solvatación. Fuerzas repulsivas debidas a la hidratación. Fuerzas hidrófobas atractivas. 13º.- Fuerzas estéricas y fluctuaciones. Interfaces difusas. Polímeros en superficies. Interacción entre superficies recubiertas de polímeros. Fuerzas de puenteo y de vaciamiento. Efectos debidos a la rugosidad superficial. 14º.-Adhesión. Energías superficiales e interfaciales. Energías superficiales en superficies curvas. Ángulo de contacto y mojado. Efecto de condensación capilar sobre la adhesión. 3º parte. CINÉTICA DE COAGULACIÓN Y FORMACIÓN DE ESTRUCTURAS. 15º.- Difusión de partículas coloidales. Difusión traslacional de partículas coloidales independientes. Difusión traslacional de partículas interactivas. 16º.- Cinética de coagulación. Teoría de Smoluchowski de la coagulación rápida. Correcciones a la teoría de Smoluchowski debida a la polidispersidad. Corrección a la teoría de Smoluchowski en coagulación lenta. Introducción de la reversibilidad en la cinética de coagulación. Efecto de la velocidad en la colisión entre partículas. Métodos experimentales para seguir la cinética de coagulación. Casos prácticos. 17º.- Formación de estructuras en sistemas coloidales. Introducción. Formación de estructuras debidas a la coagulación por fuerzas atractivas. Estructuras periódicas formadas por fuerzas repulsivas. Formación de estructuras bajo la acción de fuerzas externas. Estructuras fractales. Experiencias de laboratorio: 1º) Determinación de la ccc de un coloide modelo mediante técnicas ópticas ( Espectroscopia en visible, Nefelometría, PCS) 2º) Determinación de la cmc de un tensioactivo por métodos interraciales. 3º) Determinación de la K11 en un proceso cinético de coagulación mediante dispersión de luz. 4º) Factor W de estabilidad coloidal 5º) Medida del ángulo de contacto mediante el algoritmo ADSA. 6º) Determinación de la dimensión fractal mediante PCS. 7º) Medida de la movilidad microelectroforética y conversión en potencial-zeta. .

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- Conocimiento de las teorías electromagnéticas que permiten describir las fuerzas intermoleculares fuertes y débiles. Con especial atención a las fuerzas de van der Waals. Resolución de problemas para fuerzas entre átomos y moléculas. - Conocimiento de la naturaleza de las interacciones entre partículas y superficies. Presión de separación. Resolución de problemas frecuentes en la práctica industrial. - Aplicación de estos conocimientos a la ingeniería molecular y coloidal. - Estudio experimental de los fenómenos de coagulación y adhesión. - Aplicación de técnicas y algoritmos al seguimiento de la floculación, coagulación y agregación reversible de sistemas coloidales de interés industrial.

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•Promover la búsqueda de información científica. •Promover la comprensión de textos científicos. •Elaborar los contenidos de distintos temas para mejorar la comunicación oral y escrita del alumno. -Desarrollar habilidades para el trabajo experimental con sistemas coloidales en lo referente a su estabilidad, cinética de coagulación y adhesión y mojado. -Capacidad de síntesis teórico-experimental. -Capacidad para analizar problemas prácticos en la estabilidad coloidal y ser capaz de proponer soluciones eficaces. -Capacidad de liderazgo y carácter emprendedor.

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• Potenciar la búsqueda de bibliografía específica que permita la elaboración de un trabajo relacionado con la temática del curso que será expuesto y discutido en clase. - Búsqueda de información en la red con criterio y eficacia. Desarrollo del sentido crítico frente a los contenidos de la red. - Aplicación de conceptos y técnicas a otros problemas de naturaleza transversal. - Uso y desarrollo de soluciones informáticas para simular situaciones reales en problemas de estabilidad y adhesión entre superficies. - Seguimiento de la actividad desarrollada en los centros de I+D+i asociados al Master. - Preparación de seminarios teórico-experimentales en sesiones cerradas con expertos en el campo de la Ingeniería Molecular y Coloidal. -


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Los contenidos teóricos se impartirán mayoritariamente mediante lecciones magistrales para cubrir los conceptos básicos de cada tema. Se fomentará la participación del alumno mediante la proposición de trabajos relacionados con la temática del curso. La parte práctica de la asignatura propone el desarrollo de una serie de métodos experimentales que familiaricen al alumno con técnicas actuales que le permitan abordar el estudio de los fenómenos ópticos y electromagnéticos. Las prácticas serán realizadas bajo la supervisión del profesor y se requerirá la elaboración de un informe del desarrollo de cada una de ellas. Los seminarios sobre aplicaciones se plantearán como temas que los alumnos prepararán conjuntamente con el profesor.


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Medios audiovisuales que permitan la adecuada presentación de los contenidos en las lecciones magistrales. Laboratorio básico de técnicas experimentales de medidas electrocinéticas, de estabilidad coloidal y de tensión superficial e interfacial que permita la elaboración de las prácticas propuestas .

- R. Feynman, R. B. Leighton, y M. Sands, Física, volumen II: Electromagnetismo y materia. Pearson Educación, México, 1998.

- J. Israelachvili, Intermolecular & Surface Forces. Academic Press, San Diego CA, 1991.

- H. Sonntag y K. Strenge, Coagulation Kinetics and Structure Formation. Plenum Press, New York, 1987.

- E.J.W. Verwey y J.Th.G. Overbeek, Theory of the Stability of Lyophobic Colloids. Elsevier, Amsterdam 1948.

- R. J. Hunter, Introduction to Modern Colloid Science. Oxford Science Publications. Oxford 1993.

- M. de Guzmán, M. Á. Martín, M. Morán y M. Reyes. Estructuras fractales y sus aplicaciones. Labor . Barcelona 1993

- T. M. Riddick. Control of colloid stability through Zeta Potential.Zeta-Meter. New York 1968.

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Bibliografía específica -

- M.A. Rodríguez Valverde. Caracterización Interfacial de la Adhesión de Emulsiones de Interés Tecnológico. Tesis Doctoral. Universidad de Granada 2002. - M. Tirado Miranda. Agregación de Sistemas Coloidales Modificados Superficialmente. Tesis Doctoral. Universidad de Granada 2001. - A. Moncho Jordá. Estudio Cinético, Topológico y Estructural de la Agregación Coloidal en 2D. Tesis Doctoral. Universidad de Granada 2001. J. W. Goodwin y R. Buscall. Colloidal Polymer Particles. Academic Press.London 1995.

J. J. Valle Delgado. Fuerzas Estructurales en Sistemas Hidrófilos. Tesis Doctoral. Universidad de Granada 2004.

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Sistemas supramoleculares. Coloides de asociación.

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Química Física. Universidad de Valencia Física Aplicada II. Universidad de Málaga

El objetivo de este curso es que los alumnos adquieran conocimiento sobre el comportamiento de los sistemas supramoleculares. Para ello se profundiza en las propiedades de las sustancias tensioactivas y anfifílicas, describiendo la estructura de las micelas, la termodinámica de la formación micelar, la formación de vesículas, macromeleculas y biomoleculas. Además, se pretende dar a conocer al alumno las metodologías experimentales y las aplicaciones de estos sistemas.

El alumno debe adquirir conocimientos amplios sobre las caracteristicas generales y tecnicas experimentales de estos sistemas asi como profundizar en los modelos teóricos. Debe ademas obtener una información amplia sobre: - Tensioactivos. - Micelas. Modelos teóricos. Vesículas modelos teóricos. - Macromoleculas. - Biomoléculas. -Métodos experimentales.


Créditos ECTS

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b) De carácter transversal o genéricos

Se pretende que este sea el punto de partida suficiente, para que no se vea dificultada la adquisición de conocimientos mas específicos mediante acceso a internet, lectura de revistas donde se describen técnicas y métodos, así como una posible incorporación de los alumnos a proyectos de trabajo, bien sean industriales o académicos.

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Contenido Sistemas supramoleculares. Coloides de asociación.

1. Características generales de los tensioactivos. Estructura molecular de un tensioactivo. Adsorción en superficies y agregación. Comportamiento de fase. Manifestaciones físicas de la formación micelar. La cmc 2. Estructuras de micelas. El modelo clásico de Hartley. Penetración de agua en la micela. Arquitectura molecular de tensioactivos, empaquetamiento y formas de micelas. 3. Termodinámica de la formación micelar. El modelo de acción de masas. El modelo separación de fases. Cambio de entropía en la formación micelar. El efecto hidrofóbico. 4. Solubilización en micelas. Localización de solutos. Distribución de solutos. 5. Micelas inversas y otras estructuras organizadas en disolución. 6. Formación de gérmenes. Formación homogénea de gérmenes de la nueva fase: planteamiento de Gibbs y Volmer; planteamiento de Scripov. Gérmenes esféricos. Geometría vesicular. Gérmenes vesiculares. Ecuación de Euler-Lagrange para la formación de vesículas. El invariante topológico de Euler-Poincare. Vesículas esféricas. Formación heterogénea de gérmenes vesiculares. Formación y evolución de micelas, vesiculas y otras estructuras. Transiciones. 7. Metodología y Métodos experimentales. La espectroscopia de fluorescencia. Uso de sondas fluorescentes en el estudio de los sistemas micelares. Determinación de la cmc. El método de pireno 1:3 ratio. Métodos alternativos: Conductividad y Tensión superficial. Determinación del número de agregación. Fluorescencia. Dispersión estática de luz láser. Propiedades microambientales. 8. Preparación y propiedades de las vesículas. Fundamentos de la metodología general. Liposomas. Métodos clásicos. Empleo de ultrasonidos. Efectos de la congelación-descongelación. Encapsulación. Parámetro de encapsulación. Niosomas y otras estructuras. Propiedades electrocinéticas. Propiedades viscoelásticas. Efectos osmóticos. 9. Macromoléculas. Estructura y autoensamblaje. Propiedades dinámicas de biomacromoléculas dentro y fuera del equilibrio. Agregación, gelificación. Cristalización de proteínas. Monocapas y multicapas. Membranas Bionanoreactores. Nanofilms biocompatibles. 10. Biomoléculas e interfaces. Principios, problemas y posibilidades. Proteínas e interfaces. Termodinámica de la adsorción proteica. Mecánica estadística de la adsorción proteica. Adsorción de otras biomoléculas. Lípidos y polisacáridos. Polielectrolitos y ácidos nucléicos. 11. Aplicaciones de los sistemas supramoleculares. Aspectos de interés en el estudio de los sistemas micelares. Sistemas mixtos de tensioactivos. Efecto de la adición de cosolventes no acuosos en el proceso de micelización y en la estructura de los agregados. Aplicaciones de las vesículas.

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Conocimiento de los aspectos teoricos y experimentales de la formación y propiedades de micelas vesículas y otras estructuras. Conocimiento de las técnicas de estudio de estos sistemas. Manejo adecuado de las herramientas disponibles. Potenciacion de los hábitos de trabajo en equipo.

60 40 10

Promover la búsqueda de información científica. Promover la comprensión de textos científicos. Consolidación de los conocimientos específicos adquiridos durante este curso.

10 17 3



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Potenciar la búsqueda de bibliografía específica que permita la elaboración de un trabajo relacionado con la temática del curso que será expuesto y discutido en clase. Promover la comprensión de textos científicos. Elaborar contenidos de distintos temas para mejorar la comprensión oral y escrita del alumno.


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Los contenidos teóricos se impartirán mayoritariamente mediante lecciones magistrales para cubrir los conceptos básicos de cada tema. Se fomentará la participación del alumno mediante la proposición de trabajos relacionados con la temática del curso. La parte práctica de la asignatura propone el desarrollo de una serie de métodos experimentales que familiaricen al alumno con técnicas actuales de estudio de los sistemas supramoleculares. Las prácticas serán realizadas bajo la supervisión del profesor y se requerirá la elaboración de un informe del desarrollo de cada una de ellas. Los seminarios sobre aplicaciones se plantearán como temas que los alumnos prepararán conjuntamente con el profesor.

La evaluación de la asignatura reflejara el conjunto del trabajo del alumno a lo largo del curso. La nota final quedará definida con la aportación las distintas tareas que realizará el alumno: Elaboración, exposición y discusión de un trabajo relacionado con la temática del curso. Evaluación de los informes de las prácticas experimentales que realizarán los alumnos. Examen o exámenes que evalúen el conocimiento de los contenidos teóricos.

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Medios audiovisuales que permitan la adecuada presentación de los contenidos en las lecciones magistrales. Laboratorio básico de física y química que permita la elaboración de las prácticas propuestas.

M. J. Rosen, Surfactants and interfacial phenomena, (2ª ed.) Ed. Wiley, New York, 1989. D. Myers, Surfactant Science and Technology, Ed. VCH, New Cork, 1992. P. C. Hiemenz y R. Rajagopalan (Eds), Principles of Colloid and Surface Chemistry, Ed. Marcell Dekker, Inc., New York, 1997. D. F. Evans, H. Wennerström, The Colloidal Domain: where physics, chemistry, biology and technology meet, Ed. Wiley-VCH, New York, 1999. R. Zana, (Ed.) Surfactant Solutions: new methods of investigation, Ed. Marcell Dekker, Inc. New York, 1987. K. Kalyanasundaram, Phorochemistry in Microheterogenous Systems, Ed. Academic Press, New York, 1987. Malmsten M; Biopolymers at Interfaces, 2nd Ed., Marcel Dekker (2003). Brash,JL and Wojciechowski, PW; Interfacial phenomena and bioproducts, Marcel Dekker (1996). Baszkin, A and Norde, W; Physical chemistry of biological interfaces, Marcel Dekker (2000). Physical properties of polymeric gels, J.P. Cohen Addad, Wiley & Sons, 1996. The theory of polymer dynamics, M. Doi, S.F.Edwards, Oxford Science Publications, 1986. An introduction to dynamics of colloids, J. K. G. Dhont, Elsevier, 1996. Experimental methods in polymer science, T. Tanaka, Acadmic Press, 2000. Responsive gels: Volume Transitions, K. Dusek, Springer-Verlag, 1993. Polymeric Dispersions: Principles and applications, J. M. Asua, NATO ASI Series, 1997. Química Coloidal". E.D.Schukin, A.V.Pertsov y E.A.Amelina. Ed.Mir (Moscú) "Foundations of Colloid Science" R.J.Hunter. Ed. Clarendon Press. Oxford. "The hidrophobic effect". C.Tanford. Ed.Wiley. New York "Differential geometry of curves and surfaces". M.P. Do Carmo. Ed. Prentice-Hall, New Jersey.

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Pulsed-field gradient Nuclear Magnetic Resonance as a tool for studying translational diffusion, W. Price, John Wiley & Sons, 1997. Microgels: intramolecular crosslinked macromolecules with a globular structure, W. Funke, O. Okay, B Joos-Müller, in Microencapsulation, Microgels, Iniferters, Springer-Verlag, 1998. The basics of NMR, J. P. Hornak, 1997-2002, on the web. J. R. Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy, (2ª ed.) Ed. Kluwer Academis Publishers, New York, 1999. Volkov, A, Deamer, DW, Tanelian, DL and Markin, VS; Liquid interfaces in chemistry and biology, Wiley interscience (1998). Branden and Tooze. Introduction to protein structure. 2ª Ed. Garland Press. (1999). Goddard, DE, Ananthapadmanabhan, KP; Interaction of surfactant with polymers and proteins. CRC Press (1993).

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Nombre de materia o actividad Carácter X Medida Unidad Responsable

Departamento de Ingeniería Química, Universidad de Granada.

Objetivos Generales Competencias a) De carácter específicos (conocimientos, habilidades, destrezas, ...) a adquirir

Reología de la fase e interfacial de los sistemas coloidales.

6

Este es un curso que abarca desde principios fundamentales, de carácter científico básico, a tecnológicos, y por tanto relacionado con aspectos claramente aplicados e ingenieriles. El objetivo de este curso es que los alumnos adquieran conocimiento sobre el comportamiento reológico de sistemas coloidales con relación a la fase y a la estructura que los mismos adoptan sobre interfases fluidas (aire-agua y aceite-agua). Se prestará una atención especial a la relación entre la estructura-función de sistemas coloidales y al análisis de las implicaciones reológicas (interfacial y de la fase) de la formación y estabilidad de dispersiones de interés industrial (emulsiones, espumas y geles).

a) Conceptos Básicos de reología. Comportamiento viscoso no newtoniano. Viscoelasticidad lineal. Viscoelasticidad no lineal. b) Reometría de la fase. Adecuación del reómetro a la adquisición de propiedades específicas de la dispersión. c) Conceptos básicos de reología interfacial. Reometría interfacial. d) Características reológicas dilatacionales de interfaces fluidas. e) Características reológicas en cizalla de interfaces fluidas.


Créditos ECTS

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b) De carácter transversal o genéricos Se pretende establecer la función de la reología de la fase e interfacial en el análisis

de la formación y estabilidad de sistemas dispersos (emulsiones espumas y geles) de interés tecnológico. Se pretende, además, que este sea el punto de partida para facilitar la adquisición de conocimientos mas específicos mediante acceso a la red, lectura de revistas donde se describen técnicas y métodos, así como una posible incorporación de los alumnos a proyectos de trabajo, bien sean industriales o académicos. Promover la búsqueda de información científica y la compresión de estos textos. Impulsar las destrezas interpersonales asociadas a la capacidad y los hábitos de trabajo en equipo.

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Contenido

A. REOLOGÍA DE LA FASE Tema 1. Conceptos Básicos de Reología. El tensor esfuerzo: esfuerzos de cizalla y esfuerzos normales. Definición de deformación y velocidad de deformación. Ecuación constitutiva. Flujo viscosimétrico. Clasificación reológica de materiales. Comportamiento newtoniano y no newtoniano. Tema 2. Comportamiento viscoso no newtoniano. Introducción. Dependencia de la velocidad de cizalla: pseudoplasticidad, dilatancia, comportamiento estructural, plasticidad. Modelos empíricos. Concepto y estimación del esfuerzo umbral. Dependencia del tiempo de cizalla: concepto de tixotropía, reodestrucción y reopexia. Ensayos experimentales. Modelos empíricos. Tema 3. Viscoelasticidad lineal. Introducción. Modelos analógicos. Ensayos viscoelásticos. Definición de las funciones viscoelásticas lineales: capacitancia, módulo de relajación y funciones dinámicas. El principio de superposición de Boltzman. Ecuaciones constitutivas de la viscoelasticidad lineal. Espectros de tiempos de relajación y de tiempos de retardación. Principio de superposición tiempo-temperatura. Tema 4. Viscoelasticidad no lineal. Introducción. Ecuaciones constitutivas de la viscoelasticidad no lineal. Factorización de funciones viscoelásticas. Modelos factorizables. La función amortiguación. Aplicación al flujo estacionario y transitorio. Ensayos de fluencia no lineales: modelos. Esfuerzos normales: modelización de las diferencias de esfuerzos normales. Efectos debidos a los esfuerzos normales. Tema 5. Reometría. Introducción. Viscosímetros de bola. Viscosímetros capilares. Reómetros rotacionales: cilindros coaxiales, geometría cono-placa, geometría placa-placa. Reometría extensional. B. REOLOGÍA INTERFACIAL Tema 6. Conceptos Básicos de Reología Interfacial. Reometría Interfacial. Reometría interfacial en condiciones dilatacionales y de cizalla. Propiedades viscoelásticas. Métodos de deformación oscilatoria de la interfase. Reómetros de cizalla: métodos directos (cizalla oscilatoria de la interfase) y métodos indirectos (métodos del canal, canal profundo, etc.). Tema 7. Características Reológicas Dilatacionales de Interfaces Fluidas. Amplitud y frecuencia de la oscilación. Relación estructura-microestructura (nanoestructura)-viscoelasticidad dilatacional de la interfase. Características viscoelásticas dilatacionales de tensioactivos de bajo peso molecular. Características viscoelásticas dilatacionales de polímeros y biopolímeros. Características viscoelásticas dilatacionales de interfases complejas. Tema 8. Características Reológicas en Cizalla de Interfaces Fluidas. Cizalla pura y oscilatoria. Amplitud y frecuencia de la oscilación. Relación estructura-microestructura (nanoestructura)-caracteristicas de cizalla de la interfase. Características de cizalla de tensioactivos de bajo peso molecular sobre interfases fluidas. Características de cizalla de polímeros y biopolímeros sobre interfases fluidas. Características de cizalla de interfases complejas. Tema 9. Función de la Reología Interfacial en la Formación y Estabilidad de Sistemas Dispersos. Formación y estabilidad de emulsiones. Formación y estabilidad de espumas. Gelificación y cristalización interfaciales.

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• Conocimiento de las teorías en las que se fundamenta la reología de la fase e interfacial. • Conocimiento de las técnicas experimentales y de análisis de resultados de los estudios sobre reología de la fase e interfacial de formulaciones coloidales. • Deducción a partir de las propiedades reológicas (de la fase e interfacial) del comportamiento mecánico de los sistemas coloidales sometidos a estudio. • Manejo adecuado de las herramientas disponibles.

60 40 10

• Promover la búsqueda de información científica. • Promover la comprensión de textos científicos. • Consolidación de los conocimientos específicos adquiridos durante este curso.

10 17 3



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• Potenciar la búsqueda de bibliografía específica que permita la elaboración de un trabajo relacionado con la temática del curso que será expuesto y discutido en clase. • Realización de experiencias específicas sobre reología de la fase e interfacial con formulaciones de sistemas coloidales (emulsiones, espumas y geles) sometidos a estudio asiduamente por los componentes de los grupos de investigación que participan en la docencia.


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La metodología se basará en clases magistrales para cubrir los conceptos básicos de cada tema. No obstante, se plantearán también casos prácticos para que los alumnos consigan una formación más completa en este campo. Se utilizarán técnicas audiovisuales para facilitar que el alumno se concentre en las explicaciones. Se fomentará la participación del alumno y sus destrezas ante presentaciones públicas, potenciando la búsqueda de bibliografía, la elaboración, exposición y discusión en clase de un trabajo relacionado con la temática del curso

• La evaluación de la asignatura reflejara el conjunto del trabajo del alumno a lo largo del curso. La nota final quedará definida con la aportación las distintas tareas que realizará el alumno: • Elaboración, exposición y discusión de un trabajo relacionado con la temática del curso. • Evaluación de los informes de las prácticas experimentales que realizarán los alumnos. • Examen o exámenes que evalúen el conocimiento de los contenidos teóricos.

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• Medios audiovisuales que permitan la adecuada presentación de los contenidos en las lecciones magistrales. • Laboratorios de investigación de los grupos de investigación participantes en el desarrollo del curso que permita la realización de las prácticas propuestas sobre reología de la fase e interfacial.

Barnes, H.A.; Hutton, J.F. y Walters, K. An Introduction to Rheology. Elsevier, (Amsterdam), 1989. Benjamins, J.; Lucassen-Reynders, E. H. En Proteins at Liquid Interfaces. Mobius, D y Miller, R. (Eds.), Elsevier (Amsterdam), 1998. Dickinson, E. An Introduction to Food Colloids. Oxford University Press (Oxford), 1992. Dickinson, E. New Physico-Chemical Techniques for the Characterization of Complex Food Systems. Blackie Academic & Professional. Chapman & Hall (Londres), 1995. Dukhin, S. S.; Kretzschmar, G. y Miller, R. (eds.). Dynamic of Adsorption at Liquid Interfaces. Elsevier (Amsterdam), 1995. Lucassen-Reynders, E.H. y Benjamins, J. In Food Emulsions and Foams: Interfaces, Interactions and Stability, E. Dickinson y Rodríguez Patino, J. M., Eds.; Royal Society of Chemistry (Cambridge), 1999. Macosko, C.W. Rheology. Principles, Measurements and Applications. VCH Publishers (New York), 1994. McClements, D.J. Food Emulsions. Principles. Practice and Technology. CRC Press (Boca Raton), 1999. Murray, B. S. En Proteins at Liquid Interfaces, Mobius, D y Miller, R. (Eds.), Elsevier (Amsterdam), 1998. Rao, M.A. y Steffe, J.F. Viscoelastic Properties of Foods. Elsevier Applied Science (Londres), 1999.

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Bos, M. A. y van Vliet, T. Interfacial Rheological Properties of Adsorbed Protein Layers and Surfactants: A Review. Adv. Colloid Interface Sci. 2001, 91, 437. Langevin, D. Influence of interfacial rheology on foam and emulsion properties. Advances in Colloid and Interface Science, 2000, 88, 209. Malhotra, A. K. y Wasan, D. T. Interfacial Rheological Properties of Adsorbed Surfactant Films with Applications to Emulsion and Foam Stability. Surfactant Sci. Ser. (Thin Solid Films). 1988, 29, 829. Miller, R.; Fainerman, V. B.; Makievski, A. V.; Krägel, J.; Grigoriev, D. O.; Kazakov, V. N. y Sinyachenko, O. V. Dynamics of Proteins and Mixed Protein/Surfactant Adsorption Layers at the Air/Fluid Interface. Adv. Colloid Interface Sci. 2000, 86, 39. Wilde, P. J. Interfaces: Their Role in Foam and Emulsion Behaviour. Current Opinion in Colloid & Interface Science 2000, 5, 176.

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Nombre de materia o actividad Carácter X Medida Unidad Responsable Objetivos Generales Competencias a) De carácter específicos (conocimientos, habilidades, destrezas, ...) a adquirir

Coloides (emulsiones, geles, espumas, biocoloides y aerosoles).

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Departamento de Química Física, Universidad de Valencia. Departamento de Ingeniería Química, Universidad de Granada.

Este es un curso que abarca desde principios fundamentales, de carácter científico básico, a tecnológicos, y por tanto relacionado con aspectos claramente aplicados e ingenieriles. Conseguir que los estudiantes aprendan las propiedades de unos sistemas coloidales, presentes y que les afectan en su vida diaria. En el contexto de la esfera más amplia de la Ciencia, acercarles a los Principios Químico-Físicos que sirven de ilustración del funcionamiento de la Ciencia como un todo, del método científico. Posibilitar la capacidad de desarrollar juicios razonados sobre aspectos sociales fundados en los procesos y resultados de la Química Física.

Elaborar los contenidos de los distintos temas. Revisión crítica de esos contenidos. Buscar y seleccionar información en el ámbito de la Química Física y presentarla adecuadamente. Relacionar los contenidos teóricos con los de aplicación y tecnológicos.


Créditos ECTS

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b) De carácter transversal o genéricos Se pretende establecer la función de lo coloides en sistemas de interés tecnológico

Elaborar los contenidos de los distintos temas. Revisión crítica de esos contenidos. Buscar y seleccionar información en el ámbito de la Química Física y presentarla adecuadamente. Se pretende, además, que este sea el punto de partida para facilitar la adquisición de conocimientos mas específicos mediante acceso a la red, lectura de revistas donde se describen técnicas y métodos, así como una posible incorporación de los alumnos a proyectos de trabajo, bien sean industriales o académicos. Promover la búsqueda de información científica y la compresión de estos textos. Impulsar las destrezas interpersonales asociadas a la capacidad y los hábitos de trabajo en equipo.

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Contenido

A) COLOIDES. GENERALIDADES. Tema 1. DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DE COLOIDES. Referencias históricas. El estado coloidal. Clasificación de los sistemas coloidales. Importancia de la microestructura y nanoestructura. Aplicaciones de la tecnología de coloides. Tema 2. TENSIOACTIVOS. Comportamiento interfacial. Monocapas adsorbidas y esparcidas. Estructuras micelares. Cristales Líquidos. Aplicaciones tecnológicas de los tensioactivos. Tema 3. POLÍMEROS EN SISTEMAS COLOIDALES. Polímeros en interfaces fluidas. Polímeros en disolución. Estructuras de asociación poliméricas. Aplicaciones tecnológicas. B) EMULSIONES Y ESPUMAS. Tema 4. ESPUMAS DE INTERÉS TECNOLÓGICO. Formación de la espuma (formación de espumas por dispersión, batido, burbujeo y por condensación del gas). Estabilidad de la espuma (difusión, drenaje y colapso). Determinación de la capacidad y estabilidad de una espuma. Función de los tensioactivos y polímeros en la formación y estabilidad de una espuma. Agentes antiespumantes. Tema 5. FORMACIÓN Y ESTABILIDAD DE EMULSIONES. Formación de emulsiones: principios generales. Principios físicos: rotura y coalescencia de gotas. El papel del emulsionante. Recoalescencia. Equipos de homogeneización. Variables de procesado que determinan el tamaño de las partículas. Función de los tensioactivos y polímeros en la formación y estabilidad de una emulsión. Procesos de desemulsificación. Tema 6. APLICACIONES ALIMENTARIAS. Espumas alimentarías. Emulsiones alimentarías. Formulaciones alimentarías novedosas. C) GELES. Tema 7. MÉTODOS EXPERIMENTALES PARA EL ESTUDIO DE GELES. Dispersión de Luz. Dispersión de Neutrones. Espectroscopia de fluorescencia. Espectroscopia RMN en Ciencia de Polímeros. Espectroscopia Mecánica y polímeros. Tema 8. PROPIEDADES FISICO-QUÍMICAS DE GELES POLIMÉRICOS. Soluciones semidiluidas de polímeros. Propiedades de geles de polielectrolito. RMN y estructuras estáticas de geles. Transición de fase. Estructura de geles estudiada mediante técnicas de dispersión estática (Luz, rayos x y neutrones). Reología de geles. D) AEROSOLES. Tema 9. FORMACIÓN Y FENOMENOLOGÍA. Fuentes, composición, funciones de distribución de tamaños. Dispersión de la radiación y visibilidad. Ambientes interiores. Reparto aire-aerosoles. Otros coeficientes de reparto. Deposición seca de aerosoles: flujo gravitacional y difusional. Coagulación de partículas: tiempos de residencia atmosférica. Deposición húmeda: nucleación. Forzamiento radiativo de los aerosoles. Papel en la salud humana.

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Contenido

E) BIOCOLOIDES. Tema 10. FORMACIÓN Y FENOMENOLOGÍA. Surfactantes y proteinas. Estructuras coloidales. Emulsiones y microemulsiones biocompatibles. Unión de biomoléculas a partículas coloidales. Principios, problemas y posibilidades. Tipos de partículas. Tipos de unión. Proteínas, lípidos y polisacáridos. Polielectrolitos y ácidos nucléicos. Aplicaciones. Immunodiagnóstico. Separación y purificación. Partículas biodegradables. Comportamiento coloidal de células, bacterias y virus. Transporte y adsorción de células en interfaces. Ficocoloides.

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Elaborar los contenidos de los distintos temas. Revisión crítica de esos contenidos. Buscar y seleccionar información en el ámbito de la Química Física y presentarla adecuadamente. Habilidad para argumentar desde criterios racionales (científicos).

60 40 10

• Promover la búsqueda de información científica. • Promover la comprensión de textos científicos. • Consolidación de los conocimientos específicos adquiridos durante este curso. • Capacidad de construcción de un texto escrito organizado y comprensible. • Capacidad de trabajo en equipo.

10 17 3



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• Potenciar la búsqueda de bibliografía específica que permita la elaboración de un trabajo relacionado con la temática del curso que será expuesto y discutido en clase. • Realización de experiencias específicas sobre la formación y estabilidad de sistemas coloidales (emulsiones, espumas y geles) sometidos a estudio asiduamente por los componentes de los grupos de investigación que participan en la docencia.


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Este es un curso que abarca desde principios fundamentales, de carácter científico básico, a tecnológicos, y por tanto relacionado con aspectos claramente aplicados e ingenieriles.

La metodología se basará en clases magistrales para cubrir los conceptos básicos de cada tema. No obstante, se plantearán también casos prácticos para que los alumnos consigan una formación más completa en este campo. Se utilizarán técnicas audiovisuales para facilitar que el alumno se concentre en las explicaciones. Se fomentará la participación del alumno y sus destrezas ante presentaciones públicas, potenciando la búsqueda de bibliografía, la elaboración, exposición y discusión en clase de un trabajo relacionado con la temática del curso.

• La evaluación de la asignatura reflejara el conjunto del trabajo del alumno a lo largo del curso. La nota final quedará definida con la aportación las distintas tareas que realizará el alumno: • Elaboración, exposición y discusión de un trabajo relacionado con la temática del curso. • Evaluación de los informes de las prácticas experimentales que realizarán los alumnos. • Examen o exámenes que evalúen el conocimiento de los contenidos teóricos.

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• Medios audiovisuales que permitan la adecuada presentación de los contenidos en las lecciones magistrales. • Laboratorios de investigación de los grupos de investigación participantes en el desarrollo del curso que permita la realización de las prácticas propuestas sobre reología de la fase e interfacial.

Becher, P. (Ed.). Encyclopedia of Emulsion Technology. Marcel Dekker (New York), 1985. Borque, L and Rus, A, Immunoanálisis de micropartículas. Fundamentos y aplicaciones. Beckman Instruments España (1996). Brasseur, G et al. Atmospheric chemistry and global change. Oxford University Press (Londres), 1999. Dickinson E. An Introduction to Food Colloids. Oxford University Press ( Oxford), 1992. Evans, DF and Wennerstrom, H; The colloidal domain: where physics, chemistry and biology meet, 2nd Ed., Wiley-VCH (1999). Exerowa, D. y Kruglyakov, P. M. (Eds.). Foam and Foam Films: Theory, Experiment, Application. Elsevier (Amsterdam), 1998.

Figueruelo, J.E. y Marino Davila, M. Química Física del Medio y de los Procesos Medioambientales. Reverté (Barcelona), 2004. Finlayson-Pitts, B.J. y Pitts, J.N., Jr. Chemistry of the Upper and Lower Atmosphere. Academic Press (San Diego, CA), 2000. Gunstone, F. D. y Padley, F. B. (Eds.). Lipid Technologies and Applications. Marcel Dekker (New York), 1997.

Jacobson, M.Z. Fundamentals of Atmospheric Modeling. Cambridge University Press (Cambridge), 1999. Mittal, K. L. y Kumar, P. (Eds.). Emulsions, Foams, and Thin Films. Marcel Dekker (New York), 2000. Prud’home, R. K. y Khan, S A. (Eds.). Foams: Theory, Measurements and Applications. Marcel Dekker (New York), 1996. Seinfeld, J.H. y Pandis, S.N. Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change. Wiley (New York), 1998. Sjöblom, J. (Ed.). Emulsions and Emulsion Stability. Marcel Dekker (New York), 1996.

Thibodeaux, L.J. Environmental Chemodynamics, 2a. Ed. John Wiley & Sons (New York), 1996.

Jacob, D.J. Introduction to Atmospheric Chemistry. Princeton University Press. 2000.

119



Damodaran, S. y Paraf (A. Eds.). Food Proteins and their Applications. Mafrcel Dekker (New York),1997. Elaissari; Colloidal biomolecules, biomaterials, and biomedical applications, Surfactant Sciences Series, Ed. Marcel Dekker, NY, 2004. Goddard, DE, Ananthapadmanabhan, KP; Interaction of surfactant with polymers and proteins. CRC Press (1993). Hasenhuette, G. L. y Hartel, R. W. (Eds.). Food Emulsions and their Applications. Chapman & Hall (New York), 1997. McClements, D. J. Food Emulsions: Principles, Practice and Techniques. CRC Press (Washington), 1999. Möbius, D. y Miller, R. (Eds.). Proteins at Interfaces. Elsevier Science BV (Amsterdam), 1998. Scwenke, K. D. y Pothes, R. (Eds.), Food Proteins: Structure and Functionality. VCH Publishers (New York), 1993.

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NANOPARTÍCULAS: SÍNTESIS, CARACTERIZACIÓN Y APLICACIONES

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Departamento de Física Aplicada II. Universidad de Málaga Grupo de Química Coloidal, Dept. Química Física, UVIGO

Este es un curso introductorio que pretende proporcionar una base general teórico-práctica y actualizada de la síntesis de partículas de diversa naturaleza, con tamaño y forma controlados. El alumno deberá familiarizarse con los procesos y mecanismos implicados, así como con las técnicas de caracterización más habituales.

• Conocimiento de los diversos mecanismos de polimerización • Conocimiento de las técnicas más habituales empleadas para controlar el crecimiento de partículas poliméricas • Conocimiento de los procesos de cristalización y condensación de sustancias inorgánicas, así como los mecanismos implicados en el crecimiento de nanopartículas y procesos de estabilización. • Familiarización con técnicas de caracterización de nanopartículas.


Créditos ECTS

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Contenido

SÍNTESIS DE NANOPARTÍCULAS POLIMÉRICAS: 1.-Conceptos básicos: Mecanismos de polimerización Características especiales de la producción de polímeros Métodos de polimerización Sistemas con medio de reacción homogéneo Sistemas con medio de reacción heterogéneo Clasificación de los reactores de polimerización 2.-Consideraciones generales sobre el diseño del reactor de polimerización Características del polímero susceptibles de ser modificadas durante la reacción Variables de proceso Estrategia para el diseño del reactor de polimerización Criterios de elección del método de polimerización y del tipo de reactor 3.-Polimerización en suspensión: Descripción física del proceso. Ventajas del método Especificaciones del producto Variables que afectan al tamaño de partícula Estabilidad de las gotas Descripción de algunos procesos industriales Diseño de los reactores más utilizados 4.-Polimerización en emulsión: Descripción física. Descripción de los procesos involucrados en la polimerización Nucleación de partículas: mecanismos de nucleación Distribución de radicales en las partículas Reparto de monómeros en las diferentes fases Evolución del volumen y área de las partículas Cálculo de la velocidad de crecimiento volumétrico Distribución de tamaños de partículas Diseño de los reactores discontinuo, semicontinuo y continuo 5.-Otros procesos de polimerización relacionados: Polimerización en miniemulsión Polimerización en microemulsión SÍNTESIS DE NANOPARTÍCULAS INORGÁNICAS 6.-Introducción: Métodos de disgregación Métodos de condensación Nucleación y crecimiento Síntesis de coloides monodispersos

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Contenido

7.- Métodos generales de síntesis: Síntesis de óxidos metálicos por métodos sol-gel Hydrólisis y condensación Métodos de reducción de sales metálicas Coprecipitación de hidróxidos Descomposición de precursores organometálicos Síntesis en medios compartimentalizados 8.- Modificación superficial. Nanopartículas compuestas: Adsorción de polímeros y surfactantes Reacciones químicas con moléculas bifuncionales Precipitación inorgánica superficial Polimerización superficial Síntesis de cápsulas 9.- Síntesis de nanopartículas anisotrópicas. Control de la forma: Nanopartículas anisotrópicas. Interés Óxidos metálicos y arcillas Partículas metálicas. Cilindros, cables y prismas Semiconductores CARACTERIZACIÓN 10.-Caracterización polimérica: Distribución de pesos moleculares Microestructura del copolímero Técnicas espectroscópicas para la caracterización polimérica 11.-Caracterización coloidal: Distribución de tamaños de partícula Difracción de rayos X y de electrones. Efectos de tamaño Problemática industrial relacionada con la estabilidad coloidal APLICACIONES: 12.-Biomédicas, pinturas, adhesivos Características poliméricas y coloidales requeridas en cada aplicación. 13.- Óptica y microelectrónica 14.-Nuevos mercados. PRÁCTICAS: -Síntesis y caracterización de nanopartículas poliméricas - Síntesis y caracterización de nanopartículas de óxidos inorgánicos - Síntesis y caracterización de nanopartículas metálicas y semiconductoras

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• Conocimiento de los los diferentes mecanismos y técnicas de polimerización de cara a la síntesis de partículas poliméricas. • Conocimiento de los mecanismos de los procesos sol-gel y su control de cara a la producción de partículas uniformes • Conocimiento de las técnicas de síntesis de partículas de tamaños muy pequeños y los parámetros que permiten controlar el tamaño y la forma de las mismas. • Potenciar los hábitos de trabajo en equipo. • Manejo adecuado de las herramientas disponibles para el aprendizaje de la síntesis de nanopartículas.

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•Promover la búsqueda de información científica. •Promover la comprensión de textos científicos. •Elaborar los contenidos de distintos temas para mejorar la comunicación oral y escrita del alumno.

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Los contenidos teóricos se impartirán mayoritariamente mediante lecciones magistrales para cubrir los conceptos básicos de cada tema. Se fomentará la participación del alumno mediante la proposición de trabajos relacionados con la temática del curso. La parte práctica de la asignatura propone el desarrollo de una serie de métodos experimentales que familiaricen al alumno con técnicas actuales que le permitan abordar el estudio de los diferentes tipos de nanopartículas. Las prácticas serán realizadas bajo la supervisión del profesor y se requerirá la elaboración de un informe del desarrollo de cada una de ellas. Los seminarios sobre aplicaciones de nanopartículas se plantearán como temas que los alumnos prepararán conjuntamente con el profesor.


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Medios audiovisuales que permitan la adecuada presentación de los contenidos en las lecciones magistrales. Laboratorio básico de química que permita la elaboración de las prácticas propuestas .

• "Principles of Polymerization Engineering". J. A. Biesenberger eta D. H. Sebastian. J. Wiley. N.Y., 1983. • "Principles of Polymer Systems". Second Edition. Ferdinand Rodriguez. Hemisphere Publishing Corporation. N.Y., 1982. • "Principles of Polymerization". Third Edition. George Odian. J. Wiley. N.Y., 1991 • "Reaction Engineering of Step Growth Polymerization".S. K. Gupta y A. Kumar. Plenum Chem. Eng. Series. Plenum Press, N.Y., 1987. • “Disperse systems” Takeo Makoto, Weinheim, [etc.] : Wiley-VCH, cop. 1999 • “Sol-gel materials : chemistry and applications” John D. Wright and Nico A.J.M. Sommerdijk, Boca Raton (Florida) : CRC, cop. 2001 • “The Preparation of dispersions in liquids” H.N. Stein, New York : Marcel Dekker, cop. 1996 • “Clusters and colloids : from theory to applications” edited by Gunter Schmid, Weinheim [etc.] : VCH, cop. 1994

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• "Emulsion Polymerization". I. Piirma. Academic Press. N.Y., 1982. • “Emulsion Polymerization and Emulsion Polymers” P.A. Lowell eta M.S. El-Aasser, Wiley 1997 • “Emulsion Polymerization: A Mechanistic Approach” B. Gilbert, Academic Press 1995 • “Polymerization Process Modelling” N.A. Dotson, R.G. Galvan, R.l. Lawrence, M. Tirrell, VCH (1996) • “The chemistry of silica : solubility, polymerization, colloid and surface properties, and biochemistry” Ralph K. Iler, New York [etc.] : John Wiley & Sons, cop. 1979

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CERTIFICADO DE LA JUNTA DE CENTRO DE LA ESCUELA UNIVERSITARIA POLITÉCNICA

Máster Universitario en CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE COLOIDES E ...

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