Perkolation in Suspensionen kolloidaler Stäbchen im Scherfluss

• Antragstellerin: Professorin Dr. Tanja Schilling
• Fachliche Zuordnung: Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 531007218

Suspensionen elektrisch leitfähiger Kolloide sind eine interessante Materialklasse mit möglichen Anwendungen in der Energiespeicherung. Der praktische Nutzen solcher Suspensionen wird durch ihre Fließeigenschaften und ihre elektrischen Transporteigenschaften bestimmt. Stäbchenförmige Kolloide zeigen ein sehr komplexes Fließverhalten, und die Struktur der leitfähigen Netzwerke, die sie bilden, hängt stark von ihrer lokalen Ausrichtung ab. Daher kann man durch Änderung der Seitenverhältnisse der Kolloide, der Größenpolydispersität und der Viskosität des Lösungsmittels die rheologischen und die elektrischen Eigenschaften einer solchen Supension beeinflussen.Wir werden die hydrodynamischen Wechselwirkungen in Suspensionen kolloidaler Stäbchen mittels “Multiparticle Collision Dynamics” simulieren. Den Perkolationsübergang werden wir mithilfe einer neuen Theorie analysieren, die unsere Gruppe kürzlich entwickelt hat. Ziel ist es, das Wechselspiel zwischen Fluss und Leitfähigkeit zu verstehen und, insbesondere, Bedingungen vorherzusagen, unter denen die leitfähigen Netzwerke, die die Kolloide bilden, robust sind und die Viskosität der Suspension gering ist. Um unsere Vorhersagen experimentell zu überprüfen, werden wir eng mit zwei Arbeitsgruppen im Chemieingenieurwesen zusammenarbeiten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich, Spanien
• Kooperationspartner: Professor Dr. Rafael Delgado-Buscalioni; Dr. Philippe Poulin
• Mitverantwortlich(e): Dr. Lola Gonzalez-Garcia