Bikontinuierliche Mikroemulsionen in eingeschränkten Geometrie-Aufnahme in in poröse Matrizes, Phasenverhalten und Transport

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Hellweg; Dr. Stefan Wellert
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle und Theoretische Polymerphysik ; Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 455432427

Das beantragte Projekt widmet sich der Untersuchung von bikontinuierlichen Mikroemulsionen in ungeordneten mesoporösen Matrizes hinsichtlich ihrer Struktur und Dynamik innerhalb von geometrischen Einschränkungen. Bei der Durchdringung einer mesoporösen Struktur mit einer bikontinuierlichen Mikroemulsion ist eine Änderung des Phasenverhaltens und damit verbunden, eine Änderung der physiko-chemischen Eigenschaften der Mikroemulsionen zu erwarten. Im Rahmen des Projektes soll der Einfluss der Benetzung und Durchdringung poröser Strukturen unterschiedlicher Hydrophobizität auf das Phasenverhalten von bikontinuierlichen Mikroemulsionen studiert werden. Es werden sowohl Mikroemulsionen ternärer Phasensysteme mit einem temperaturempfindlichen Phasenverhalten als auch Mikroemulsionen aus quaternären Phasensystemen auf der Basis von Zuckertensiden untersucht werden. Der Zusammenhang zwischen der Ausbreitung in hydrophilen und hydrophoben Poren, dem Benetzungsverhalten der bikontinuierlichen Mikroemulsionen innerhalb dieser Poren und dem sich einstellenden Phasenverhalten soll aufgeklärt werden. Es wird außerdem untersucht werden, wie sich die geometrische Einschränkung auf das kritische Verhalten der Mikroemulsionen auswirkt und ob Mikrophasenseparation induziert wird. Eine zentrale Rolle bei der Strukturaufklärung innerhalb der mesoporösen Matrizes spielt der Einsatz von Kleinwinkelstreumethoden, insbesondere Neutronenkleinwinkelstreuung und optischer Mikroskopien (insbesondere Einzelmoleküllokalisationsmikroskopie). Innerhalb der mesoporösen Umgebung ist eine außerdem eine Änderung der inneren Dynamik der Mikroemulsionen zu erwarten, was durch den Einsatz von Neutronenspinecho-Spektroskopie untersucht werden soll. Dadurch wird ein Vergleich der Dynamik in der Volumenphase, an planaren Grenzflächen und im Inneren von Porenmatrizes möglich.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen