Wenn Stäbchen auf Ecken treffen - neue Einblicke ins Fließverhalten kolloidaler Suspensionen

30. September 2013

Forscher des ICS-3 und der britischen Universität Oxford haben eine  Methode entwickelt um abzuschätzen, wie sich Suspensionen aus stäbchenförmigen Nanopartikeln, die alle in die gleiche Richtung zeigen – so genannte nematische Suspensionen -    ordnen, wenn sie durch Kanäle mit gewinkelten Ausbuchtungen fließen. Solches Wissen kann etwa für die Entwicklung von Flüssigkristallanzeigen (Liquid Crystal Displays, LCD) hilfreich sein. Die Ausrichtung länglicher Moleküle bestimmt nämlich die Transparenz solcher Anzeigen.

Mit Hilfe von Modellpartikeln, die groß genug sind, um unter einem Lichtmikroskop erkannt zu werden, zeigen die Forscher, dass sich die Ordnung länglicher Partikel prinzipiell programmieren lässt, indem man sich die Struktur der Kanäle zunutze macht. Ihre nur 6,6 Nanometer dicken aber 880 Nanometer langen Teilchen ordnen sich in gewinkelten Kanälen nicht zufällig, sondern entweder vom Winkel ausgehend fächerförmig oder dem Verlauf des Winkels angenähert wellenförmig. Wie die Forscher herausfanden, entscheiden zwei Faktoren darüber: die Größe des Winkels und die Biegsamkeit der Partikel. Neben Mikroskopen nutzten die Forscher auch Computersimulationen für ihre Untersuchungen.

Zum Abstract (engl.)

Originalveröffentlichung:

Dammone et al., Phys. Rev. Lett. 109, 108303 (2012),
DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.108303