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Interested in Laser Light Scattering?

Kolloidale Modellsysteme zeigen ein reichhaltiges Phasenverhalten und werden daher zur Untersuchung von Phasenübergängen verwendet. Werden schmelzen weit unterkühlt, kann es zur verglasung kommen, bevor das System auskristallisiert. Kürzlich haben wir für ein System geladener Kolloide gezeigt, dass dies auch bereits bei sehr geringen Unterkühlungen geschehen kann. Ziel der arbeit ist es, dies besser zu verstehen. Unsere Experimente zeigen eine dramatische Veränderung der kollektiven Partikeldynamik bei der Entstehung dieser Gläser Annäherung an den Phasenübergangspunkt fluid-kristallin. Die Untersuchung dieses Phänomens mit modernsten Lichtstreumethoden (heterodyne dynamische Lichtstreuung, Korrelationsspektroskopie, Torsionsresonanzspektroskopie) ist ein wichtiger Schritt, um dieses neuartige Wigner-Glass zu verstehen. (rechts Kristalle, links das Glas mit nicht sedimentierenden Ionentauscherkrümeln)

Glass Transition SLS Cell

Inhalt der Arbeit ist die Untersuchung von Wigner Gläsern aus geladenen Polymerpartikeln mittels modernster Laserlichtstreuexperimenten..

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Melting of colloidal crystals

Schmelzen ist der zur Kristallisation komplementäre Prozess. Normale Festkörper schmelzen stets von der Oberfläche her, da in ihnen Wärmetransport und Teilchenbewegung (Phononen) eng gekoppelt erfolgen. In kolloidale Festkörpern geschieht der Wärmetransport durch das Suspensionsmedium und auf viel schnelleren Zeitskalen als jegliche Partikelbewegung. Daher lassen sich kolloidale Kristalle homogen erhitzen. Damit ist erstmals der Schmelzvorgang im Inneren von Kristallen durchführbar und kann mit Mikroskopie beobachtet werden. Hier interessieren uns Messungen der Schmelzgeschwindigkeit und der Schmelzkeim Bildung. Mit hochauflösender Mikroskopie sollte auch der Mechanismus der Nukleation zugänglich werden.

Crystall Melting

Inhalt der Arbeit ist die Untersuchung von schmelzenden kolloidalen Suspensionen mittels modernster mikroskopische Methoden.

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Micro-swimming and schooling

Hier gibt es einige Videos, in denen Ionentauscherkügelchen (Reservoirpartikel – Storage) und kolloidale Polymerkügelchen (Last-Partikel – Cargo ) mittels einer geladenen Glassunterlage (Motor – Pump) eine gekoppelte und gerichtete Bewegung durchführen. Im Rahmen dieser Arbeit gilt es, mit Videomikroskopie vielerlei clevere Experimente durchzuführen um das gemeinsame Schwimmen unter unterschiedlichten Bedingungen zu charakterisieren und einer theoretischen Modellierung zugänglich zu machen. Dazu zählen z.B. Messungen der Schwimmgeschwindigkeit, des Storage-Cargo Abstandes oder der Geschwindigkeit, mit der Cargo zur Storage transportiert wird. Bei vielen Storagepartikeln interessiert weiter die Bildung geordneter Strukturen und ihre Stabilität, bei viel Storage und viel Cargo der Übergang von der Clusterbildung (schooling) zum Schwimmen.

Schools Isotopes

Dies ist eine Arbeit für Tüftler und Denker!