Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kleine, harte Partikel verändern das Fließverhalten großer, weicher Polymere

25.11.2013
Weiche, kolloidale Partikel spielen in einer Vielzahl von Anwendungsgebieten, angefangen bei Lebensmitteln über chemische und pharmazeutische Produkte bis hin zu Kosmetika eine wichtige Rolle.

Die Grundlagen dafür erforscht Christos Likos, theoretischer Physiker an der Universität Wien, und sein Team. So untersucht er z.B. Sternpolymere, die sich aufgrund ihrer Justierbarkeit als ideales Modell weicher kolloidaler Systeme bewährt haben:


Die drei Skizzen zeigen die Zustände des Sternpolymer-Kolloid-Gemisches: abstoßendes Glas, Flüssigkeit und arretierte Entmischung.

Universität Wien/Christos Likos

Durch eine Erhöhung der Anzahl ihrer "Arme" verändern sie ihre Eigenschaften von weichen Kolloiden hin zu harten Kolloiden. Die Ergebnisse erscheinen in der aktuellen Ausgabe der "Physical Review Letters".

Die Ergebnisse entwickelte ein Forschungsteam um Christos Likos von der Fakultät für Physik der Universität Wien zusammen mit ChemikerInnen in Ottawa, ExperimentalphysikerInnen in Heraklion und Montpellier sowie theoretischen PhysikerInnen in Bogota.

Gläser aus weichen Kolloiden bei hohen Dichten waren in der Vergangenheit bereits Ziel der Forschung: Durch die hohe Ansammlung von Teilchen wird ein einzelnes Partikel durch seine nächsten Nachbarn wie in einem Käfig eingesperrt und gleichzeitig gequetscht. Die Merkmale dieses "Käfigeffekts" steuern die Stabilität und die Effizienz kommerzieller Produkte wie Beschichtungen, Cremes und Gels. Daher ist es wichtig sie zu verstehen, insbesondere mögliche, mit ihrer Verarbeitung und dem Endprodukt verbundene Fest-Flüssig-Übergänge.

Die WissenschafterInnen konnten zeigen, dass die Zugabe von harten Partikeln zu einem weichen Glas zu einem neuartigen und vielfältigen Morphologiediagramm führt: Während anfangs das weiche Glas aufgrund einer "Verarmung" (d.h. durch das Aufbrechen der "Käfige" durch Kollisionen mit den harten Kugeln) schmilzt, entwickelt das System schließlich eine Tendenz zur Phasentrennung. Aufgrund der hohen Dichte und der hohen Attraktivität der Sternpolymere, die durch die Zugabe kleiner Teilchen induziert wird, beobachtet man einen Zustand der arretierten Entmischung. Daher führt das Hinzufügen von kleinen, harten Kugeln zu Gläsern aus großen, weichen Kugeln zu einem Phasenübergang von einem abstoßenden Glas hin zu einer Flüssigkeit und schließlich zu einem Zustand der arretierten Entmischung.

Diese Ergebnisse, die aus einer Kombination aus sorgfältig gestalteten Experimenten, Mode-Coupling-Theory (Modenkopplungstheorie) und Simulationen entstanden sind, eröffnen neue Zugänge zur Untersuchung des Einflusses von Kopplungsteilchen-Wechselwirkungen auf die Eigenschaften kolloidaler Mischungen und Möglichkeiten für die Entwicklung kolloidaler Verbundstoffe mit gewünschten Eigenschaften.

Publikation in Physical Review Letters:
Glassy States in Asymmetric Mixtures of Soft and Hard Colloids: Domenico Truzzolillo, Daniela Marzi, John Marakis, Barbara Capone, Manuel Camargo, Abdul Munam, Firmin Moingeon, Mario Gauthier, Christos N. Likos and Dimitris Vlassopoulos. Physical Review Letters, November 2013.

DOI: 10.1103/PhysRevLett.111.208301

Wissenschaftlicher Kontakt:
Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Christos N. Likos
Computergestützte Physik
Universität Wien
1090 Wien, Sensengasse 8
T +43-1-4277-732 30
T +43-1-4277-732 31
christos.likos@univie.ac.at
Rückfragehinweis:
Mag. Alexandra Frey
Pressebüro der Universität Wien
Forschung und Lehre
Universität Wien
1010 Wien, Universitätsring 1
T +43-1-4277-175 33
M +43-664-602 77-175 33
alexandra.frey@univie.ac.at

Alexandra Frey | Universität Wien
Weitere Informationen:
http://www.univie.ac.at

Weitere Berichte zu: Entmischung Fließverhalten Kolloiden Partikel Physik Polymere Sternpolymere

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht APEX wirft einen Blick ins Herz der Finsternis
25.05.2018 | Max-Planck-Institut für Radioastronomie

nachricht Matrix-Theorie als Ursprung von Raumzeit und Kosmologie
23.05.2018 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Berufsausbildung mit Zukunft

25.05.2018 | Unternehmensmeldung

Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt

25.05.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

25.05.2018 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics