Molekulare Mobilität

Molekulare Dynamik in beschränkten Geometrien

Beispiel für ein tensid-stabilisiertes Mikroemulsionströpfchen. Wasser und Öl können entsprechend durch verschiedene hydrophile oder hydrophobe Substanzen ersetzt werden.
Beispiel für ein tensid-stabilisiertes Mikroemulsionströpfchen. Wasser und Öl können entsprechend durch verschiedene hydrophile oder hydrophobe Substanzen ersetzt werden.

Wenn geometrische Einschränkung auf der Nanometerskala auf eine glasbildende Flüssigkeit einwirkt, normalerweise dadurch dass man die Flüssigkeit in ein nanoporöses Material einbringt, dann ändert sich die molekulare Dynamik oft erheblich. In vielen Fällen wird eine ausgeprägte Abnahme der Glasübergangstemperatur Tg und eine Verbreiterung der α-Relaxation beobachtet. Eines der Ziele beim Studium der Glasbildung in eingeschränkter Geometrie ist, eine charakteristische Längenskala des Glasübergangs zu identifizierenen. Jedoch spielt eine Kombination aus Oberflächen-, DIchte- und Finite-Size-Effekten eine Rolle in diesen Systemen, weshalb Experimente im Allgemeinen schwierig zu interpretieren sind.

An diesem Punkt sind glasbildende Mikroemulsionen besonders interessant. Mikroemulsionen werden z.B. aus Tröpfchen einer hydrophilen Substanz (am einfachsten: Wasser) in einer hydrophoben Umgebung (Öl) gebildet. Die Tröpfchen werden durch eine Schicht von Tensid-Molekülen stabilisiert. Wenn geeignete Substanzen kombiniert werden, kann eine solche Mikroemulsion stabil sein bis zum Glasübergang ihrer Bestandteile und die Dynamik der in den Tröpfchen eingeschlossenen Moleküle kann studiert werden. In diesem sog. weichen Confinement können nun Oberflächen-, DIchte- und Finite-Size-Effekte eher voneinander separiert werden. Als experimentelle Methoden wenden wir unter anderem die dynamische Lichtstreuung, dielektrische Spektroskopie, Differetial-Kalorimetrie, Röntgenkleinwinkelstreuung, NMR und quasielastische Neutronenstreuung an. Neuerdings wird auch im Rahmen der DFG Forschergruppe FOR 1583 ein Experiment zur Triplett-Solvatationsdynamik aufgebaut, um diese Fragen eingehender zu studieren.

Bei weiteren Fragen wenden Sie sich bitte an Dr. T. Blochowicz