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Séance de cours

Extension des polymères : théorie statistique des polymères

Dans cours

MSE-421: Statistical mechanics

This course presents an introduction to statistical mechanics geared towards materials scientists. The concepts of macroscopic thermodynamics will be related to a microscopic picture and a statistical interpretation. Lectures and exercises will be compleme ...

Description

Cette séance de cours couvre la spectroscopie de force atomique d'une chaîne polymère, en se concentrant sur le traitement à force constante et en considérant un polymère comme un oscillateur entropique. Il discute de la fonction de partition à force constante, de l'extension moyenne du polymère et du comportement de la force lorsque le polymère est complètement étendu.

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Enseignant·e

Michele Ceriotti

Michele Ceriotti received his Ph.D. in Physics from ETH Zürich in 2010. He spent three years in Oxford as a Junior Research Fellow at Merton College. Since 2013 he leads the laboratory for Computational Science and Modeling in the Institute of Materials at EPFL. His research revolves around the atomic-scale modelling of materials, based on the sampling of quantum and thermal fluctuations and on the use of machine learning to predict and rationalize structure-property relations. He has been awarded the IBM Research Forschungspreis in 2010, the Volker Heine Young Investigator Award in 2013, an ERC Starting Grant in 2016, and the IUPAP C10 Young Scientist Prize in 2018.

Source officielle

Proximité ontologique

Chimie

Chimie organique: Chimie macromoléculaire

Concepts associés (32)

Polymérisation

vignette|Le latex de ce ballon de baudruche est synthétisé par polymérisation. vignette|Structure du UHMWPE, un haut polymère avec n supérieur à . La polymérisation désigne la réaction chimique ou le procédé par lesquels des petites molécules (par exemple des hydrocarbures de deux à dix atomes de carbone) réagissent entre elles pour former des molécules de masses molaires plus élevées. Les molécules initiales peuvent être des monomères ou des pré-polymères ; la synthèse conduit à des polymères.

Polymère

vignette|Fibres de polyester observées au Microscopie électronique à balayage. vignette|La fabrication d'une éolienne fait intervenir le moulage de composites résines/renforts. Les polymères (étymologie : du grec polus, plusieurs, et meros, partie) constituent une classe de matériaux. D'un point de vue chimique, un polymère est une substance composée de macromolécules et issue de molécules de faible masse moléculaire. Un polymère est caractérisé par le degré de polymérisation.

Thermodurcissable

La transformation d'un matériau thermodurcissable fait intervenir une polymérisation, laquelle est irréversible et conduit à un produit fini solide, généralement rigide. Ce dernier est infusible donc non transformable, ce qui empêche son recyclage. Il est souvent préparé par réticulation, deux ingrédients, dont l'un est typiquement une « résine », réagissent sous l'action de la chaleur en présence de réactifs (catalyseur et accélérateur de polymérisation).

Entropy (statistical thermodynamics)

The concept entropy was first developed by German physicist Rudolf Clausius in the mid-nineteenth century as a thermodynamic property that predicts that certain spontaneous processes are irreversible or impossible. In statistical mechanics, entropy is formulated as a statistical property using probability theory. The statistical entropy perspective was introduced in 1870 by Austrian physicist Ludwig Boltzmann, who established a new field of physics that provided the descriptive linkage between the macroscopic observation of nature and the microscopic view based on the rigorous treatment of large ensembles of microstates that constitute thermodynamic systems.

Thermoset polymer matrix

A thermoset polymer matrix is a synthetic polymer reinforcement where polymers act as binder or matrix to secure in place incorporated particulates, fibres or other reinforcements. They were first developed for structural applications, such as glass-reinforced plastic radar domes on aircraft and graphite-epoxy payload bay doors on the Space Shuttle. They were first used after World War II, and continuing research has led to an increased range of thermoset resins, polymers or plastics, as well as engineering grade thermoplastics.

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Séances de cours associées (37)

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Polymères : structure et propriétés

Explore la classification, les structures moléculaires, le comportement mécanique et les propriétés viscoélastiques des polymères, en mettant l'accent sur les effets de la température et les réponses des matériaux.

Comportement d'enflure de polymère

Explore le comportement de gonflement des polymères et ses facteurs d'influence, tels que la densité de réticulation et la nature du solvant.

Matériaux renouvelables: Recyclage chimique et réseaux de polymères

Explore les matériaux renouvelables, le recyclage chimique des plastiques et les réseaux de polymères avec des motifs photocommutables pour les matériaux adaptatifs recyclables.

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