pdf-icon

Interested in Laser Light Scattering?

Die charakteristischen Längenskalen kolloidaler Flüssigkeiten und Festkörper liegen im Bereich sichtbaren Lichtes. Damit können wir deren Struktur und Strukturveränderung mit Lichtstreuung untersuchen (in Analogie zur Röntgen und Neutronenstreuung an atomarer Materie). Werden Laser als Lichtquelle verwendet kann zudem die Fluktuation der Intensität des gestreuten Lichts untersucht werden, um auch die diffusive Dynamik zu studieren. Die experimente zur statischen und dynamischen Lichtstreuung werden bei uns ständig weiterentwickelt und auf neue interessante Fragestellungen angewendet. Zur Zeit gibt es Themen für Abschlussarbeiten in folgenden drei Bereichen:

Gläser aus geladenen Kolloidpartikeln

Kolloidale Gläser lassen sich nicht nur aus harten, sondern auch aus geladenen Polymerkolloiden herstellen. Diese bilden sich bereits bei etwa 0.5% Raumerfüllung, sind über mehrere Stunden bis zu einigen Tagen stabil und kristallisieren dann in einer bcc Struktur [133]. Das Bild zeigt glasbildende Suspensionen geladener Partikel, wobei deren Konzentration von links nach rechts zunimmt. Das Glas ist ganz links. Es zeigt nicht sedimentierende Staubeinschlüsse (Pfeile) aber keine Kristalle. Der zugehörige Strukturfaktor im zweiten Bild wurde direkt nach Verfestigung bzw. nach einiger Zeit aufgenommen. Aus der Frequenz von resonanten mechanischen Vibrationen wird ein Schermodul im Bereich 0.5Pa bestimmt. Die Intensitätsautokorrelationsfunktion zeigt zwei Relaxationsprozesse auf unterschiedlichen Zeitskalen. Es liegt also zumindest bei kurzen Zeiten ein nicht kristalliner Festkörper vor.

Glass Transition SLS Cell

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

pdf-icon

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.

pdf-icon

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!