Wechselwirkung von Orientierungsrelaxation und Scherfluss in dünnen Filmen

• Antragsteller: Professor Dr. Ralf Stannarius
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5424898

Scherviskositäten vermitteln den Zusammenhang zwischen einem Flussfeld und der Änderung der Orientierung der Mesogene in anisotropen Flüssigkeiten. Unter anderem können sie bewirken, dass eine (z.B. mechanisch, elektrisch oder durch elastische Drehmomente induzierte) inhomogene Reorientierung der Probe ein Flussfeld induziert. Verschiedene reguläre Orientierungsmuster in frei tragenden smektischen Filmen und ihre Relaxation sind experimentell charakterisiert und in der Literatur beschrieben worden. Bei der Modellierung der Relaxationsdynamik wurden dabei Fließprozesse vernachlässigt und ausschließlich die Rotationsviskosität berücksichtigt. Wir können zeigen, dass diese Annahme in von uns vorab durchgeführten Experimenten (und wahrscheinlich auch bei allen ähnlichen in der Literatur beschriebenen Mustern) nicht korrekt ist. Ein makroskopischer Wirbelfluss wird durch die Orientierungsrelaxation getrieben. Das Flussfeld wiederum bildet eine wesentliche Quelle der Relaxation der Orientierung. Inhalt des Projekts soll die korrekte Modellierung des beschriebenen Experiments sein. Die theoretische Behandlung soll Scherviskositäten einbeziehen und damit die experimentellen Befunde erklären. Es soll so ein besseres Verständnis der Dynamik anisotroper quasi-zweidimensionaler Fluide erreicht und bisher nicht zugängliche Materialparameter bestimmt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen