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Weiche Materie Poster: Do., 13:00–15:30 D-P332
Phasenverhalten mizellarer Systeme unter Druck
H. Gibhardt 1 , C.R. Haramagatti 1 , A. Islamov 2 , A. Kuklin 2 , G. Eckold 1
1 Institut für Physikalische Chemie, Universität Göttingen – 2 Frank Laboratory of Neu-
tron Physics, JINR Dubna
Mizellare Lösungen zeichnen sich durch eine Vielzahl von Anwendungen aus, die insbesondere
durch die Aggregationseigenschaften von Tensidmolekülen hervorgerufen werden.
Spezifische Wechselwirkungen zwischen einzelnen Molekülen und zwischen den
Mizellen führen zu komplexen Strukturen, die mit mikroskopischen Streumethoden, wie
Neutronen-Kleinwinkelstreuung und Raman-Streuung, charakterisiert werden können.
Am Beispiel von Alkyl-Trimethylammoniumbromid-Lösungen wurden Struktur und
Dynamik in weiten Bereichen von Temperatur, Druck, Konzentration sowie unter dem
Einfluss von Salz-Additiven untersucht, wobei insbesondere das Kristallisationsverhalten
im Vordergrund stand. Der Übergang von der flüssigen mizellaren Lösung in eine
gelartige oder feste Phase bei hohem Druck oder tiefer Temperatur ist verknüpft mit
dem Verschwinden eines Korrelationspeaks in der Kleinwinkelstreuung, der die Aggregation
der geladenen Mizellen charakterisiert. Gleichzeitig verändert sich aber auch die
Konformation der Alkylketten, was sich in den Schwingungsspektren bemerkbar macht.
Die Stabilitätsbereiche von flüssigen Lösungen, gelartigen und festen Phasen konnten
durch Kombination beider Untersuchungsmethoden detailliert bestimmt werden. Dabei
ergab sich insbesondere bei hohen Tensidkonzentrationen und bei höheren Drücken
ein ausgeprägtes Zwei-Phasengebiet. Darüber hinaus wurde in Systemen mit genügend
langen Alkylketten, wie z. B. C16H33, eine gelartige intermediäre Phase beobachtet.
Wie zeitabhängige Experimente ergaben, ist die Kristallisationskinetik außerordentlich
langsam mit charakteristischen Zeiten im Bereich von einigen Stunden.
Dieses Projekt wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung unter dem
Förderkennzeichen 03-DU03G2 und vom Graduiertenkolleg GRK 782 gefördert.