J.Wagner: Dynamik formanisotroper magnetischer Partikel in komplexen Matrices
Beschreibung
Ziel des Projektes ist die Untersuchung dynamischer Eigenschaften von formanisotropen magnetischen Partikeln mit einstellbarem Halbachsenverhältnis in komplexen Matrices bestehend aus kolloidalen Partikeln und Hydrogelen. Hämatit-Partikel mit definierter Topologie richten sich bereits bei Flussdichten von wenigen Millitesla aufgrund ihrer magnetischen Anisotropie mit der Längsachse senkrecht zu einem externen Magnetfeld aus [1]. Da die Reibungskoeffizienten für diffusive Bewegungen parallel bzw. senkrecht zur Partikelachse differieren [2], kann mit der feldinduzierten Ausrichtung der Partikel der Fließwiderstand von Suspensionen solcher Partikel beeinflusst werden.
Kolloidale Suspensionen aus geladenen Polymerpartikeln sowie Hydrogele mit geladenen Copolymeren fungieren als Matrices, deren Wechselwirkungen mit den magnetischen Partikeln über Volumenbruch und Ionenstärke eingestellt werden können.
Im Fokus stehen Korrelationen zwischen mesoskopischer Struktur und Dynamik sowie feldinduzierten Änderungen makroskopischer Eigenschaften wie der komplexen Viskosität von Hybridmaterialen. Der Zugang zur mesoskaligen Struktur und Dynamik erfolgt mittels statischer und dynamischer Streumethoden, während zur Charakterisierung makroskopischer Eigenschaften magnetorheologische Experimente eingesetzt werden.
TEM Aufnahme spindelförmiger Hämatitpartikel (oben) ; Kleinwinkelstreuung von ausgerichteten, spindelförmigen Partikeln (unten)
Projektleiter
Prof. Dr. Joachim Wagner, Universität Rostock
Projektmitarbeiter
Annemarie Nack, Universität Rostock
Förderzeitraum
Publikationen
[1] C. Märkert, B. Fischer, J. Wagner, Small-angle scattering from spindle-shaped colloidal hematite particles in external magnetic fields, Journal of Applied Crystallography, 44, 441-447 (2011)
[2] J. Wagner, C. Märkert, B. Fischer, L. Müller, Direction Dependent Diffusion of Aligned Magnetic Rods by Means of X-Ray Photon Correlation Spectroscopy, Phys. Rev. Lett., 110, 048301 (2013)
Kontakt
Universität Rostock
Physikalische Chemie - Komplexe molekulare Systeme
Dr.-Lorenz-Weg 1
D-18051 Rostock