OASIS - Smectic Films under Microgravitation

• Applicant: Professor Dr. Ralf Stannarius
• Subject Area: Statistical Physics, Nonlinear Dynamics, Complex Systems, Soft and Fluid Matter, Biological Physics ; Experimental Condensed Matter Physics
• Term: from 2016 to 2024
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 315455340

• Final Report Year: 2024

Final Report Abstract

Das Ziel des Projektes war der Abschluss der Auswertungen des ISS-Experimentes OASIS, das bereits 2015/2016 erfolgt war und das eine große Menge bisher noch nicht vollständig ausgewerteter Daten hinterlassen hat. Die Thematik umfasste verschiedene Aspekte der Wechselwirkungen von Inklusionen (Inseln und Tropfen) auf freitragenden smektischen Filmen. Diese Filme kann man als quasi-zweidimensionale Flüssigkeiten ansehen und Besonderheiten der 2D-Rheologie studieren. Weiterhin sollte die auf Parabelflugexperimenten gefundene spontane Faltenbildung smektischer freitragender Filme untersucht werden. Dazu sind wesentliche Fortschritte erreicht und publiziert worden. Ein weiterer geplanter Punkt war die Untersuchung der Koaleszenz von Tropfen auf freitragenden Filmen, wozu neue Experimente durchgeführt wurden. Wir haben dabei ein neues Phänomen gefunden und beschrieben, das Reißen einer dünnen nematischen Wand zwischen isotropen Tropfenkernen während der Koaleszenz. Schließlich wurden noch Experimente zur Stabilität flüssigkristalliner Zylinder unter Schwerelosigkeitsbedingungen ausgewertet, die auf zwei suborbitalen Raketenflügen durchgeführt worden waren. Alle diese Aufgabenstellungen wurden erfolgreich bearbeitet und in insgesamt sechs bereits publizierten bzw. zur Publikation angenommenen Fachartikeln veröffentlicht. Darüber hinaus wurden die Ergebnisse auf mehreren nationalen und internationalen Tagungen dem Fachpublikum vorgestellt.

Publications

• Transient hexagonal structures in sheared emulsions of isotropic inclusions on smectic bubbles in microgravity conditions. Scientific Reports, 11(1).
  Dolganov, P. V.; Shuravin, N. S.; Dolganov, V. K.; Kats, E. I.; Stannarius, R.; Harth, K.; Trittel, T.; Park, C. S. & Maclennan, J. E.
  
• Shape instabilities of islands in smectic films under lateral compression. Soft Matter, 18(16), 3193-3205.
  Missaoui, Amine; Harth, Kirsten; Trittel, Torsten; Klopp, Christoph; Stannarius, Ralf & Lacaze, Emmanuelle
  
• Smectic free-standing films under fast lateral compression. Soft Matter, 18(1), 146-155.
  Klopp, Christoph; Trittel, Torsten; Harth, Kirsten & Stannarius, Ralf
  
• Stability and Rupture of Liquid Crystal Bridges under Microgravity. Crystals, 12(8), 1092.
  Trittel, Torsten; Klopp, Christoph; Harth, Kirsten & Stannarius, Ralf
  
• Two-dimensional emulsions and colloids formed by liquidcrystal inclusions in free-standing smectic liquid crystal films. Dissertation Otto-von- Guericke-Universität Magdeburg (2022)
  Christoph Klopp
  
• Coalescence of biphasic droplets embedded in free standing smectic A films. Soft Matter, 20(5), 1036-1046.
  Klopp, Christoph; Trittel, Torsten; Harth, Kirsten & Stannarius, Ralf
  
• Rupture of thin nematic walls between isotropic droplets of the same mesogenic material. Liquid Crystals, 51(5), 783-797.
  Klopp, Christoph & Stannarius, Ralf