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Kleine Längenskalen von großer Bedeutung Dozentin Regine von Klitzing, Institut für Physik kondensierter Materie Zusammenfassung Eine einseitige Zusammenfassung des Vortrags findet sich hinter diesem Link. Vortragsfolien Eine Kopie der Vortragsfolien in pdf-Version findet sich hinter diesem Link.
Ein Cappuccino schmeckt am besten mit cremigem und zartem Milchschaum. Ein vergleichbar gelungenes Ergebnis mit Hafer- oder Mandelmilch zu erzielen, fällt schwer. Ein Grund dafür liegt im Mikroskopischen: winzige Proteinkörperchen stabilisieren den Schaum und sorgen für feine Luftbläschen. Der Cappuccino-Schaum zeigt, wie Dinge, die nur wenige Nanometer (millionstel Millimeter) klein sind, den für Menschen wahrnehmbaren Makrokosmos verändern. Für Professorin Regine von Klitzing ist die Erforschung solcher Brücken zwischen Klein und Groß eine große Herausforderung. Um Milchschaum geht es in ihrem Team am Institut für Festkörperphysik der TU Darmstadt zwar nicht. Prof. Dr. Regine von Klitzing – SFB 1194 – TU Darmstadt. Aber um die Materialklasse, zu der das leckere Topping gehört, "weiche Materie" genannt. Damit meinen Physiker eine Art gemischten Aggregatzustand zwischen "fest" und "flüssig". Gele gehören dazu, wie etwa Götterspeise, elastische Kunststoffe wie Gummi oder eben Schäume. Was weiche Materie interessant macht, ist nicht nur der betörende Geschmack einiger Vertreter.
Ein weiterer Stabilisator beruht auf dem physikalischen Gesetz von der maximalen Entropie. Dies verlangt, dass Systeme einem ungeordneten Zustand zustreben, also gewissermaßen nach Bewegungsfreiheit suchen. An den Oberflächen von Partikel befestigte fadenförmige Polymere würden darin eingeschränkt, wenn sie sich zu nahe kommen. Um die Entropiezu maximieren, halten sie daher Abstand: Der Film zwischen ihnen bleibt stabil. Um solche und andere Mechanismen zu verstehen, untersuchen die Forscher ihre Schäume und Gele mit verschiedenen Messmethoden, etwa Rasterkraftmikroskopie oder Neutronenstreuung. Im Blick haben sie deren mechanische Eigenschaften, ihre elektrische Ladung oder ihre Reaktion auf Druck. Regine von klitzing tour. Und wer weiß: Vielleicht wird der Barista in zehn Jahren fragen, wie stabil und fein man den Cappuccino-Schaum auf einer Skala von eins bis zehn wünscht – und seine Kaffeemaschine entsprechend einstellen. Hintergrund Das Projekt "Flexiprob", innerhalb desssen Regine von Klitzings Team Schäume und Nanogele untersucht, ist Teil des BMBF-Förderprogramms: "Erforschung kondensierter Materie mit Großgeräten 2016-2019".
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Von Klitzings Mitarbeiter Matthias Kühnhammer beteiligt sich an der Entwicklung einer neuartigen flexiblen Probenumgebung für die ESS. Mit dem besonders intensiven Neutronenstrahl dort werden sich die Proben rascher untersuchen lassen. "Unser Halter soll daher einen möglichst schnellen Probenwechsel ermöglichen", sagt Kühnhammer. Regine von klitzing and david. Zu diesem Zweck enthält die Vorrichtung mehrere Zylinder, die wie ein Magazin weitergeschoben werden können, um die nächste Probe zu messen. Die Darmstädter arbeiten hierzu in einem vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekt mit der Universität Bielefeld und der TU München zusammen. Schäume stabilisieren Die Forscher verwenden zur Stabilisierung von Schäumen nicht nur Partikel. Sie bringen etwa Tenside an die Grenzfläche zwischen Flüssigkeiten, also längliche Moleküle, deren Enden sich jeweils in der einen oder anderen Flüssigkeit aufhalten. Beigemischte Polymere ziehen die Tenside enger zusammen, wodurch ihre Wirkung verstärkt und somit der Flüssigkeitsfilm stabilisiert wird.
Prof. Dr. Regine von Klitzing Geschäftsführende Direktorin des Instituts für Physik Kondensierter Materie Arbeitsgebiet(e) Weiche Materie an Grenzflächen Kontakt work +49 6151 16-24506 Work S2|04 102 Hochschulstraße 8 64289 Darmstadt