NMR-study on transport through percolation clusters

• Applicant: Professor Dr. Rainer Kimmich
• Subject Area: Physical Chemistry of Molecules, Liquids and Interfaces, Biophysical Chemistry
• Term: from 2002 to 2007
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5358993

In diesem Projekt sollen die Gesetzmäßigkeiten des Transports durch poröse Medien untersucht werden. Der Schwerpunkt liegt bei porösen Modellobjekten, in deren Porenraum Fluide, also Flüssigkeiten und evt. Gase, eingefüllt werden. Als Transportphänomene sind von Interesse: Fluss (als Folge von Druckgradienten), Diffusion (als Folge von Konzentrationsgradienten), Konvektion (als Folge von Temperaturgradienten), elektrischer Ionenstrom (als Folge von Potentialgradienten), hydrodynamische Dispersion (als Folge von Tortuosität, turbulentem Fluss und evt. Diffusion). Wegen der geometrischen Einschränkung im Porenraum nehmen alle diese Phänomene einen stark anomalen Charakter an verglichen mit Fluiden ohne geometrische Einschränkung. Ziel ist es, das Transportverhalten allgemein mit Porenraum-Strukturparametern in Verbindung zu setzen. Deswegen soll von wohldefinierten und von vornherein klar beschriebenen Perkolationsnetzen ausgegangen werden, auf deren Grundlage Modellobjekte für die Experimente hergestellt werden können. Als Klasse von Perkolationsnetzen von besonderem Interesse hinsichtlich realer Systeme sollen korrelierte Perkolationsmodelle in Betracht gezogen werden. Als Untersuchungsmethoden sollen Varianten der NMR-Mikrobildgebung in Verbindung mit Finite-Elemente-Simulationen zum Einsatz kommen. Fernziel ist es, die verschiedenen Transporteigenschaften einerseits untereinander und andererseits mit der vorgegebenen Porenraumstruktur in einem umfassenden Konzept in Beziehung zu setzen.

• DFG Programme: Research Grants