Физика мягкой материи

Введение в физику мягкой материи
- Что такое мягкая материя
- Исторический обзор развития области
- Основные характеристики мягких материалов
- Энергетические масштабы и тепловые флуктуации
- Методы исследования мягкой материи
Термодинамические основы
- Статистическая механика мягких систем
- Флуктуации и тепловое движение
- Энтропийные силы
- Принцип минимума свободной энергии
- Фазовые переходы в мягких материалах
Полимеры
- Структура и конформации полимерных цепей
- Идеальные цепи и случайные блуждания
- Исключенный объем и самоизбегающие блуждания
- Полимеры в растворах
- Скейлинговые законы для полимеров
- Полимерные сетки и гели
- Эластичность каучука
- Кинетика полимеризации
- Реология полимерных систем
Коллоидные системы
- Основы коллоидной науки
- Броуновское движение
- Взаимодействия между коллоидными частицами
- Силы Ван-дер-Ваальса
- Электростатические взаимодействия
- Теория ДЛФО
- Стерическая стабилизация
- Коллоидные кристаллы
- Фазовые переходы в коллоидах
Поверхностные явления и межфазные границы
- Поверхностное натяжение
- Капиллярные явления
- Смачивание и контактные углы
- Монослои Ленгмюра
- Самоорганизующиеся монослои
Амфифильные молекулы и мицеллообразование
- Структура амфифильных молекул
- Критическая концентрация мицеллообразования
- Термодинамика мицеллообразования
- Форма и размер мицелл
- Микроэмульсии
- Везикулы и липосомы
- Ламеллярные фазы
Жидкие кристаллы
- Типы жидкокристаллических фаз
- Нематические жидкие кристаллы
- Смектические жидкие кристаллы
- Хиральные жидкие кристаллы
- Дискотические жидкие кристаллы
- Полимерные жидкие кристаллы
- Теория Ландау-де Жена
- Дефекты в жидких кристаллах
- Электрооптические эффекты
Мембраны
- Структура биологических мембран
- Эластичность мембран
- Модель Гельфанда-Канхама
- Формы везикул
- Фазовые переходы в мембранах
- Липидный рафтинг
- Белки в мембранах
- Трансмембранный транспорт
Теория упругости мягких материалов
- Основы теории упругости
- Линейная теория упругости
- Нелинейная упругость
- Гиперупругость
- Вязкоупругость
- Модели Максвелла и Кельвина-Фойгта
- Ползучесть и релаксация напряжений
Реология
- Основные понятия реологии
- Ньютоновские и неньютоновские жидкости
- Вязкость сдвига
- Тиксотропия и реопексия
- Вязкоупругие жидкости
- Реометрия
- Реология полимерных расплавов
- Реология суспензий и эмульсий
Фазовые переходы и критические явления
- Классификация фазовых переходов
- Теория Ландау
- Критические явления
- Скейлинговые гипотезы
- Ренормализационная группа
- Фазовые переходы в полимерах
- Фазовые переходы в коллоидах
- Фазовые переходы в жидких кристаллах
Динамика мягких систем
- Броуновская динамика
- Ланжевеновская динамика
- Диффузия в мягких материалах
- Релаксационные процессы
- Стеклование
- Динамика полимерных цепей
- Модель Рауза
- Модель рептации
Неравновесная статистическая механика
- Флуктуационно-диссипативная теорема
- Линейный отклик
- Кинетические уравнения
- Уравнение Фоккера-Планка
- Коллективные эффекты в активных системах
Самоорганизация и паттерны
- Принципы самоорганизации
- Диссипативные структуры
- Реакционно-диффузионные системы
- Конвекция Рэлея-Бенара
- Неустойчивости в мягких системах
- Фрактальные структуры
- Самосборка в коллоидах
Экспериментальные методы
- Рассеяние света
- Динамическое рассеяние света
- Рассеяние рентгеновских лучей
- Рассеяние нейтронов
- Атомно-силовая микроскопия
- Электронная микроскопия
- Флуоресцентная микроскопия
- Оптическая ловушка
- Реологические измерения
Численные методы и моделирование
- Молекулярная динамика
- Метод Монте-Карло
- Броуновская динамика
- Диссипативная динамика частиц
- Решеточные методы
- Гибридные методы
- Параллельные вычисления
Применения в биологии
- Биополимеры
- Структура и динамика ДНК
- Белковые агрегаты
- Клеточные мембраны
- Цитоскелет
- Молекулярные моторы
- Транспорт в клетках
- Биомиметические материалы
Применения в технологии
- Композитные материалы
- Наноматериалы
- Функциональные покрытия
- Смазочные материалы
- Косметика и средства личной гигиены
- Фармацевтические системы доставки
- Пищевые системы
- Дисплейные технологии
Передовые направления
- Активные гели
- Программируемые материалы
- Метаматериалы
- Квантовые эффекты в мягкой материи
- Машинное обучение в физике мягкой материи
- Топологические дефекты
- Нелинейная механика
- Многомасштабное моделирование
Математические методы
- Вариационное исчисление
- Теория возмущений
- Методы Грина
- Интегральные уравнения
- Дифференциальные уравнения в частных производных
- Теория групп
- Функциональный анализ
- Стохастические процессы