1. Identificación. Identificación de la Asignatura. Equipo docente. Coordinador:

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1 GUÍA DE LA ASIGNATURA DE MÁSTER 010/011 MACROMOLÉCULAS: ESTRUCTURA Y PROPIEDADES 1. Identificación Identificación de la Asignatura Asignatura: Macromoléculas: Estructura y Propiedades Titulación: Máster en Química Fina y Molecular Código: 530 Curso: Grupos: 1 Tipo: Modalidad: optativa Coordinador: María del Carmen López Martínez Créditos ECTS de la asignatura: 3 Número de horas por crédito ECTS: 5 horas Estimación del volumen de trabajo del alumno (horas): 75 Duración: º cuatrimestre Idiomas en los que se imparte: español Equipo docente Coordinador: NOMBRE DEL COORDINADOR María del Carmen López Martínez Área: Química Física Departamento: Química Física Categoría profesional: Catedrático de Universidad clopez@um.es Páginas Web: El profesor está adscrito a las tutorías electrónicas: No Horario de atención al alumnado: PERIODO(1) DIA HORA INICIO HORA FIN TELÉFONO Y UBICACIÓN Cuatrimestre Lunes Martes Miércoles Departamento de Química Física (1) Anual 1º o º cuatrimestre 1

2 GRUPO 1: NOMBRE DEL PROFESOR José Ginés Hernández Cifre Área: Química Física Departamento: Química Física Categoría profesional: Profesor Contratado Páginas Web: El profesor está adscrito a las tutorías electrónicas: No Horario de atención al alumnado: PERIODO DIA HORA INICIO HORA FIN TELÉFONO Y UBICACIÓN Cuatrimestre Lunes Martes Miércoles Departamento de Química Física. Presentación (de la asignatura) Esta asignatura está diseñada para acercar al alumno al conocimiento de una serie de conceptos básicos y aplicaciones prácticas de los sistemas formados por partículas coloidales y macromoléculas, los cuales son de gran importancia en la vida cotidiana. El gran tamaño y masa molecular de los sistemas coloidales y macromoleculares los diferencia de los sistemas constituidos por moléculas pequeñas, y condiciona las características de los materiales constituidos por ellos. Así, las propiedades distintivas de los sistemas poliméricos formados por macromoléculas sintéticas o, en el caso de los organismos vivos, por macromoléculas biológicas, tienen su origen en aspectos estructurales globales de esas macromoléculas, asociados a su gran tamaño. Aunque los alumnos procedentes de la Licenciatura de Química pueden haber adquirido algunos conocimientos de la materia, los que procedan de otras titulaciones pueden carecer de ellos. Para que el alumno pueda consolidar o adquirir esos conocimientos, el Bloque 1 contiene conceptos básicos sobre los sistemas macromoleculares y coloidales. Por ejemplo, conceptos como la variabilidad conformacional de los polímeros de cadena flexible o la polidispersidad de los polímeros sintéticos son fundamentales para entender el comportamiento de los materiales plásticos. El otro gran objetivo, desarrollado en los Bloques y 3, es presentar conceptos y aplicaciones novedosas y de interés para alumnos procedentes de cualquier ámbito. Así, el Bloque introduce la metodología de simulación computacional, la cual es una herramienta de gran valor para la comprensión de los sistemas macromoleculares y coloidales, para los cuales un enfoque teórico es insuficiente debido a su gran complejidad. Por último, el Bloque 3 presenta una rama de la ciencia conocida como Reología, la cual no se suele estudiar en las licenciaturas y que es de importancia fundamental en diversos ámbitos tales como los alimentos, cosméticos, plásticos, etc. En dicho bloque se contempla el estudio del comportamiento viscoso y viscoelástico de las disoluciones macromoleculares y las dispersiones coloidales, conocido como comportamiento reológico. No se puede comprender a fondo o predecir el comportamiento reológico de un material si no se conoce la estructura íntima del mismo. Por eso en esta asignatura se hará mucho énfasis en la relación entre propiedades observables y estructura interna.

3 3. Condiciones de acceso a la asignatura Incompatibilidades: Ninguna. Requisitos: Los propios de acceso al máster. Recomendaciones Otras observaciones. Competencias Competencias de la Asignatura 1.-Adquirir los conocimientos necesarios para razonar y predecir la relación entre estructura y propiedades de las macromoléculas..- Analizar la posible variabilidad conformacional de los sistemas macromoleculares en relación con sus propiedades estacionarias y dinámicas. 3.-Tener un conocimiento básico de las propiedades reológicas de los sistemas macromoleculares y coloidales. Relacionadas con: Competencias Básicas del Máster: Todas Competencias Generales del Máster: Todas Competencias Específicas del Máster: CEM-, CEM-, CEM-6, CEM-9, CEM-11, CEM-1, CEM Contenidos (se pueden introducir por bloques o por temas) BLOQUE 1: INTRODUCCIÓN. MACROMOLÉCULAS Y COLOIDES TEMA 1 Generalidades sobre estructuras macromoleculares. Estructuras globales, rígidas y flexibles. Conceptos básicos, teoría y modelos. TEMA Introducción a los sistemas coloidales. Clasificación y estabilidad de los mismos. Naturaleza de las fuerzas coloidales. 3

4 TEMA 3 Descriptiva de las propiedades de equilibrio y fenómenos de transporte en un medio fluido: movimiento browniano y difusión. BLOQUE : SIMULACIÓN EN ORDENADOR TEMA Propiedades en estado estacionario: metodologías de Monte Carlo. TEMA 5 Propiedades de transporte: Aplicación de metodologías de Dinámica Molecular y Dinámica Browniana. BLOQUE 3: INTRODUCCIÓN A LA REOLOGíA TEMA 6 Comportamientos reológicos: viscoso, elástico y viscoelástico. Curvas de fluidez. TEMA 7 Dispersiones coloidales: influencia de la concentración y de las fuerzas entre partículas en las propiedades reológicas. TEMA 8 Comportamiento viscoso y elástico de materiales basados en polímeros sintéticos y biopolímeros. 6. Actividades Prácticas (se pueden introducir por bloques/temas o no) BLOQUES 1 y 3. Laboratorio experimental Determinación del peso molecular de un polímero por viscosimetría capilar automatizada. Viscosimetría rotacional: Comportamiento reológico de suspensiones. Curvas de fluidez y ajustes a modelos matemáticos. Medidas de laboratorio sobre reología de alimentos, cosméticos, jarabes, etc. BLOQUE. Microaula Cálculo de propiedades conformacionales e hidrodinámicas de macromoléculas flexibles mediante simulación. Determinación de la estructura de macromoléculas rígidas mediante el cálculo de propiedades hidrodinámicas.

5 7. Metodología y Estimación del volumen de trabajo Estimación de volumen de trabajo del estudiante (ECTS) Tamaño de Grupo () Actividad Formativa Horas presenciales Trabajo Autónomo Volumen de trabajo completo Lección magistral 17 (1.5x17) =5.5 (5.5+17)=.5 completo Seminarios y tutorias 3 (1.5x3)=.5 (.+3)=7.5 completo Actividades Prácticas 10 (1.5x10)=15 (15+10)=5 Total Relación: Horas de trabajo/ects 75/3=5. Observaciones/aclaraciones de la metodología.- Presentación en el aula de los conceptos y procedimientos asociados a la materia mediante lecciones magistrales: 50-70%.- Actividades en el aula para el seguimiento individual o en grupo de la adquisición de las competencias de la materia en la modalidad de seminarios y/o tutorías: 5-10%.- Realización de prácticas de laboratorio y/o microaula: 15-0% 8. Cronograma Bloque temático Tema Título Fechas previstas Fechas previstas Horas de inicio de fin presenciales (por semanas)(3) (por semanas) 1 1 Generalidades sobre estructuras macromoleculares. Estructuras globales rígidas y flexibles. Conceptos básicos, teoría y modelos. Semana 1 Semana Introducción a los sistemas coloidales. Clasificación y estabilidad de los mismos. Semana 3 Semana Descriptiva de propiedades de equilibrio y fenómenos de transporte en un medio fluido: movimiento browniano y difusión. Semana 6 Semana 7 Propiedades en estado estacionario: metodologías de Monte Carlo. Semana 8 Semana 8 5 Propiedades de transporte: Aplicación de metodologías de Dinámica Molecular y Dinámica Browniana. Semana 9 Semana 9 5

6 3 6 Comportamientos reológicos: viscoso, elástico y viscoelástico. Curvas de fluidez. Semana 10 Semana 11 7 Dispersiones coloidales: Influencia de la concentración y de las fuerzas entre partículas en las propiedades reológicas. Semana 1 Semana 13 8 Comportamiento viscoso y elástico de materiales basados en polímeros sintéticos y biopolímeros. Semana 1 Semana 15 Evaluación Parcial Totales Evaluación final Evaluación Evaluación del Aprendizaje. Con carácter general, la evaluación de las competencias se ponderará de forma proporcionada a las actividades formativas programadas. Instrumentos Criterios de calidad Ponderación Prueba escrita y/o evaluación de trabajos Las actividades formativas de presentación de conocimientos y de estudio individual del estudiante podrán ser evaluadas mediante una prueba escrita y/o mediante una evaluación de los posibles trabajos que se les encomienden % Actividades en el aula Prácticas de laboratorio y/o microaula Las actividades formativas en las que los estudiantes realicen algún tipo de trabajo o actividad individual o en grupo serán evaluadas a partir de las competencias establecidas para la materia. Se valorará la destreza y la actitud puesta de manifiesto por el alumno durante su participación en las actividades prácticas. 5-10% 15-0% Tutorías en grupos individuales Sirven para contrastar los avances en la adquisición de competencias de la materia. 5-10% Observaciones/requisitos 6

7 Evaluación de la docencia Se hará siguiendo los procedimientos que dicten desde la Comisión de la Calidad. Fechas de exámenes Convocatorias de exámenes oficiales EXAMEN FINAL DE FEBRERO: EXAMEN FINAL DE JUNIO: EXAMEN FINAL DE SEPTIEMBRE: Para más información sobre las fechas de exámenes pulse aquí. (enlaza con la guía de la titulación, donde aparecen las fechas de los exámenes finales) Fechas de otras actividades de evaluación ACTIVIDAD () SEMANA PREVISTA 10. Bibliografía Bibliografía básica 1.- A. Horta, Macromoléculas ( vols) UNED, Madrid, Macromoléculas y Materiales Poliméricos : Aproximación multimedia a un atema Pluridisciplinar, CD-ROM Antonio Rey Gayo (coordinador), Universidad Complutense de Madrid, Macosko, C.W.; Rheology Principles, Measurements and Applications. VCH Publishers (UK), 199. Bibliografía complementaria 1.- Cowie, J.M.G. Polymers: Chemistry & Physics of Modern Materials, ª ed. Stanley Thornes Ltd., Padstow (Reino Unido), J. Areizaga, M.M. Cortázar, J.M. Elorza y J.J. Iruin, Polímeros, Síntesis, Goodwin, J.W. and Hughes, R.W., Rheology for Chemist an introduction Royal Society of Chemistry,