Δομή και ιδιότητες του ατομικού πυρήνα. Ραδιενέργεια. Ραδιενεργός διάσπαση. Είδη διασπάσεων (α., β και γ διάσπαση, αυθόρμητη σχάση). Ραδιενεργός ισορροπία. Φυσική ραδιενέργεια. Αλληλεπίδραση ακτινοβολίας με την ύλη. Η μέτρηση της πυρηνικής ακτινοβολίας. Οι πυρηνικές αντιδράσεις και η παραγωγή ραδιοισοτόπων. Η τεχνητή πυρηνική σχάση και η πυρηνική σύντηξη. Ο κύκλος τoυ ουρανίου και η παραγωγή της πυρηνικής ενέργειας. Oρισμένες εφαρμογές των ισοτόπων και των ακτινοβολιών στις επιστήμες και την τεχνολογία. 

Μετάβαση από την κλασσική στη στατιστική θερμοδυναμική. Στατιστική Maxwell-Boltzmann. Στατιστική κανονικού συνόλου. Πλεγματική στατιστική. Εφαρμογές στη μελέτη φυσικοχημικών συστημάτων. Στατιστικές θεωρίες χημικής κινητικής. 

Γενικές αρχές νανοτεχνολογίας. Εισαγωγή στα προηγμένα νανο-υλικά και στα πεδία εφαρμογών τους. Νανοδομημένα υλικά με βάση τον άνθρακα: νανοσωλήνες άνθρακα, φουλερένια, οξείδιο του γραφενίου, γραφένιο. Μέθοδοι παρασκευής και χαρακτηρισμού, ιδιότητες και εφαρμογές. Μικροσκοπία Ατομικής Δύναμης, Σαρωτική Μικροσκοπία Σήραγγας. Μαγνητικά νανοσωματίδια. Μέθοδοι παρασκευής και χαρακτηρισμού μαγνητικών νανοσωματιδίων. Σύγχρονες εφαρμογές των μαγνητικών νανοσωματιδίων στην προστασία του περιβάλλοντος, στην κατάλυση και στην Νανοϊατρική: στοχευμένη μεταφορά φαρμάκων, Μαγνητική Υπερθερμία, Μαγνητική Τομογραφία, Αναγεννητική Ιατρική. Διάβρωση και προστασία υλικών. Θερμοδυναμικές συνθήκες. Μηχανισμοί - Διάβρωση Φυσικών Υλικών. Διάβρωση των Μετάλλων. Μέθοδοι και Τεχνικές Μέτρησης και Ελέγχου της Διάβρωσης των Φυσικών Υλικών και των Μετάλλων 

Το μάθημα αυτό, που αποτελεί συνέχεια του μαθήματος "Μακρομοριακή Χημεία", πραγματεύεται μια σειρά από θέματα Τεχνολογίας Πολυμερών, όπως: 1. Διεργασίες παραγωγής πολυμερών (τύποι αντιδραστήρων πολυμερισμού, τεχνικές διεξαγωγής αντιδράσεων πολυμερισμού, διεργασίες σταδιακού και αλυσιδωτού πολυμερισμού, πολυμερισμός μάζας, διαλύματος, αιωρήματος, γαλακτώματος). 2. Τάξεις πολυμερών (πλαστικά, ελαστομερή, υφάνσιμες και βιομηχανικές ίνες, επιχρίσματα, κόλλες). 3. Πρόσθετα πολυμερών (αντιστατικά πρόσθετα, διογκωτικά μέσα, ενισχυτικά μέσα, επιβραδυντές καύσης, πλαστικοποιητές, πληρωτικά μέσα, σκληρυντικά μέσα, σταθεροποιητές, βελτιωτικά αντοχής στην κρούση, χρωστικές). 4. Μορφοποίηση πολυμερών (ιξωδοελαστική συμπεριφορά, εξώθηση, έγχυση, εμφύσηση, θερμομορφοποίση, μορφοποίηση με εξώθηση και συνεχή έλξη, περιστροφική μορφοποίηση). 5. Πεδία τεχνολογικών εφαρμογών (μίγματα πολυμερών, εφαρμογές των πολυμερών στην τεχνολογία σκυροδέματος, κ.α)

Στο μάθημα Φυσικές Διεργασίες, που διδάσκεται στους φοιτητές του Τμήματος Χημείας στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, περιλαμβάνονται θέματα σχετικά με τις τεχνικές διαχωρισμών (εκχύλιση, έκπλυση, απορρόφηση αερίων, ξήρανση, κρυστάλλωση, κατακάθιση - πάχυνση, διήθηση, ρόφηση, ελάττωση μεγέθους στερεών, εμπλουτισμοί, απόσταξη, κροκίδωση, αντλίες, ανάμειξη ρευστών, πύργος ψύξης) και ανάμιξης. 

Βασικές αρχές δονητικής και ηλεκτρονιακής φασματοσκοπίας καθώς και εφαρμογές τους στην διερεύνηση της δομής και της δραστικότητας ανόργανων ενώσεων. Οργανολογία, καταγραφή, ψηφιοποίηση και ανάλυση των αντίστοιχων φασμάτων.

Μηχανικά κύματα, Ήχος και ακοή, Ηλεκτρομαγνητικά κύματα, Φύση και Διάδοση του φωτός, Γεωμετρική οπτική και οπτικά όργανα, Φωτόνια, Ηλεκτρόνια και άτομα, Ατομική Δομή, Μόρια και Συμπυκνωμένη ύλη, Μηχανική των ρευστών, To μάθημα περιλαμβάνει και πειράματα επίδειξης σε ερευνητικά εργαστήρια όπου οι φοιτητές θα έχουν την ευκαιρία να δουν την εφαρμογή της Φυσικής σε σύγχρονες μεθόδους χαρακτηρισμού υλικών 

Αέρια (καταστατικές εξισώσεις ιδανικών και πραγματικών αερίων, μίγματα αερίων κλπ.). Υγρά (επιφανειακή τάση, ιξώδες, τάση ατμών, διηλεκτρική σταθερά κλπ.). Στερεά (στοιχεία κρυσταλλοδομής, αλλοτροπία, άμορφα σώματα). Νόμοι της Θερμοδυναμικής. Στοιχεία Στατιστικής Θερμοδυναμικής. Θερμοχημεία. Ισορροπία φάσεων (Νόμος Φάσεων και Φασικά Διαγράμματα). Χημική Ισορροπία (αντιδράσεις στην αέρια φάση, σε ομογενή διαλύματα και ετερογενείς χημικές αντιδράσεις, επίδραση της πίεσης και της θερμοκρασίας στην ισορροπία χημικών αντιδράσεων). Πειραματικό μέρος Πειραματική μελέτη της επιφανειακής τάσης, του ιξώδους και του δείκτη διάθλασης υγρών συτημάτων. Μελέτη της επίδρασης της θερμοκρασίας στη διαλυτότητα. Θερμιδομετρία.

Φασικά διαγράμματα διαλυμάτων. Διαλύματα πλήρως και μερικώς αναμειγνυόμενων υγρών. Συστήματα μη αναμειγνυόμενων υγρών και νόμος της κατανομής. Διαλύματα στερεών σε υγρά (ωσμωτικές ιδιότητες). Κράματα. Κολλοειδή διαλύματα. Ηλεκτρολυτικά διαλύματα. Διαλύματα ισχυρών ηλεκτρολυτών (θεωρίες ιονικής διάστασης, ενεργότητα ιόντων, εταιρισμός ιόντων). Διαλύματα ασθενών ηλεκτρολυτών (διάσταση οξέων-βάσεων, υδρόλυση αλάτων). Ετερογενής ηλεκτροχημική ισορροπία. Δυναμικά στοιχείων και ημιστοιχείων. Ισορροπία και δυναμικά μεμβρανών, ηλεκτρόδιο υάλου, εκλεκτικά ηλεκτρόδια. Πεχαμετρία-Ποτεντιομετρία. Ηλεκτρισμένες διεπιφάνειες και δομή της ηλεκτρικής διπλοστιβάδας.

- Κινητική θεωρία αερίων (κατανομή ταχυτήτων, συγκρούσεις μεταξύ των μορίων). Iδιότητες μεταφοράς. Κίνηση ιόντων σε ηλεκτρολυτικά διαλύματα (ευκινησία ιόντων και αγωγιμότητα ηλεκτρολυτικών διαλυμάτων).

- Χημική Κινητική. Απλές ομογενείς χημικές αντιδράσεις (κινητικές εξισώσεις αντιδράσεων 1ης, 2ης, 3ης και μηδενικής τάξης). Σύνθετες ομογενείς χημικές αντιδράσεις. Επίδραση της θερμοκρασίας στην κινητική χημικών αντιδράσεων, θεωρία του ενεργοποιημένου συμπλόκου. Μηχανισμοί χημικών αντιδράσεων. Κατάλυση. Ομογενείς καταλυτικές αντιδράσεις. Ετερογενείς καταλυτικές αντιδράσεις. Φωτοχημικές αντιδράσεις. Νόμοι της φασματοφωτομετρίας. Πολωσιμετρία.

- Κινητική ηλεκτροδιακών δράσεων. Υπέρταση. Κινητικός έλεγχος ρεύματος. Εξισώσεις. Butler-Volmer και Tafel. Έλεγχος μεταφοράς μάζας και μικτός έλεγχος ρεύματος. Βολταμμογραφικές καμπύλες. Ηλεκτρόλυση (νόμος του Faraday).