Interdependenz und Hierarchie der strukturbildenden Effekte von Konvektion, Diffusion und chemischen Reaktionen

• Antragsteller: Professor Dr. Uwe Thiele
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2002
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5256392

Die Untersuchung dünner Flüssigkeitsfilme ist zumeist um die hydrodynamischen oder die chemisch-diffusiven Vorgänge zentriert. Jedoch vereinen und beeinflussen sich die strukturbildenden Effekte dieser Vorgänge in vielen Systemen praktischer Bedeutung. Das Spektrum umfasst u.a. chemische Reaktionen in Filmen mit freier Oberfläche, Ausbreitung von Lösungen oberflächenaktiver Substanzen auf Flüssigkeitsfilmen, Bewegung von Tropfen auf reaktiven Oberflächen und absorptionsgetriebene Konvektion in Flüssigkeitsschichten.Ziel des Projektes ist es, ein Instrumentarium zu entwickeln, das die Interdependenz und Hierarchie von Hydrodynamik und Reaktion/Diffusion bei der Strukturbildung in dünnen Filmen klassifiziert und beschreibt. Dabei werden deterministische und stochastische Ansätze vergleichend verfolgt.In der ersten, analysierenden Phase werden die raum-zeitlichen Strukturen in verschiedenen, konkreten Systemen untersucht. Die Arbeit organisiert sich um die Frontinstabilitäten, die in den betrachteten Systemen - einem hydrodynamischen System mit diffundierender oberflächenaktiver Substanz und einem ReaktionsDiffusionssystem mit Konvektion - auftreten.Der Vergleich der Einzelergebnisse erlaubt in der zweiten Phase die Synthese zu einem verallgemeinerten Modell, welches auf andere, verwandte experimentelle Systeme angewandt werden kann.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Auslandsstipendien