Thermodiffusion ternärer Polymerlösungen

• Antragsteller: Professor Dr. Werner Köhler
• Fachliche Zuordnung: Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 394697534

Ternäre Mischungen sind prototypisch für echt-mehrkomponentige Systeme, da sie bereits charakteristische Kreuzkopplungseffekte aufweisen, welche in binären Mischungen noch fehlen. Wir wollen Thermodiffusion in ternären Mischungen untersuchen, bei welchen wenigstens eine Komponente ein Polymer ist. Durch die Untersuchung eines Polymers in einem gemischten Lösungsmittel wollen wir die Kopplung und Entkopplung der Lösungsmittel-Lösungsmittel und der Polymer-Lösungsmittel-Dynamik studieren. Durch Erhöhen der Molmasse des Polymers werden wir in der Lage sein, den Übergang von einer kommensuraten ternären Mischung, bestehend aus Molekülen vergleichbarer Größe, hin zu einem inkommensuraten System mit einer ausgeprägen Größen-Asymmetrie der Konstituenten zu studieren. Basierend auf den vorgesehenen Experimenten, unsere vorangegangenen Arbeiten zum Konzept der Thermophobizität und auf Ergebnissen für binäre Polymerlösungen und -blends werden wir das Thermophobizitätsmodell auf ternäre Mischungen erweitern und die Machbarkeit eines auf einem effektiven Lösungsmittel beruhenden Ansatzes für ein Polymer in einem gemischten Lösungsmittel untersuchen. Weiterhin werden wir Polymere in gemischten Lösungsmittel als vollständig charakterisierbare Modellsysteme für ternäre Flüssigkeiten etablieren. Im Gegensatz zu kleinen Molekülen kann eine klare Separation der Eigenwerte der Diffusionsmatrix erwartet werden, welche eine eindeutige Bestimmung aller sechs unabhängigen diffusiven Transportkoeffizienten einer nicht-isothermen ternären Mischung ermöglicht. Die experimentellen Arbeiten werden auf Seiten der Theorie ergänzt durch eine intensive Zusammenarbeit mit K. Morozov (Technion Haifa), der sein bestehendes Modell für harte Kugeln auf flexible Kettenmoleküle und ternäre Mischungen mit Hilfe der PC-SAFT Zustandsgleichung und Daten aus dem experimentellen Teil des Projekts erweitern wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Israel
• Kooperationspartner: Professor Dr. Konstantin Morozov