1 resultado para Physics, Fluids
em ArchiMeD - Elektronische Publikationen der Universität Mainz - Alemanha
Resumo:
Computer-Simulationen von Kolloidalen Fluiden in Beschrnkten Geometrien Kolloidale Suspensionen, die einen Phasenbergang aufweisen, zeigen eine Vielfalt an interessanten Effekten, sobald sie auf eine bestimmte Geometrie beschrnkt werden, wie zum Beispiel auf zylindrische Poren, sphrische Hohlrume oder auf einen Spalt mit ebenen Wnden. Der Einfluss dieser verschiedenen Geometrietypen sowohl auf das Phasenverhalten als auch auf die Dynamik von Kolloid-Polymer-Mischungen wird mit Hilfe von Computer-Simulationen unter Verwendung des Asakura-Oosawa- Modells, fr welches auf Grund der Depletion-Krfte ein Phasenbergang existiert, untersucht. Im Fall von zylindrischen Poren sieht man ein interessantes Phasenverhalten, welches vom eindimensionalen Charakter des Systems hervorgerufen wird. In einer kurzen Pore findet man im Bereich des Phasendiagramms, in dem das System typischerweise entmischt, entweder eine polymerreiche oder eine kolloidreiche Phase vor. Sobald aber die Lnge der zylindrischen Pore die typische Korrelationslnge entlang der Zylinderachse berschreitet, bilden sich mehrere quasi-eindimensionale Bereiche der polymerreichen und der kolloidreichen Phase, welche von nun an koexistieren. Diese Untersuchungen helfen das Verhalten von Adsorptionshysteresekurven in entsprechenden Experimenten zu erklren. Wenn das Kolloid-Polymer-Modellsystem auf einen sphrischen Hohlraum eingeschrnkt wird, verschiebt sich der Punkt des Phasenbergangs von der polymerreichen zur kolloidreichen Phase. Es wird gezeigt, dass diese Verschiebung direkt von den Benetzungseigenschaften des Systems abhngt, was die Beobachtung von zwei verschiedenen Morphologien bei Phasenkoexistenz ermglicht Schalenstrukturen und Strukturen des Janustyps. Im Rahmen der Untersuchung von heterogener Keimbildung von Kristallen innerhalb einer Flssigkeit wird eine neue Simulationsmethode zur Berechnung von Freien Energien der Grenzflche zwischen Kristall- bzw. Flssigkeitsphase undWand prsentiert. Die Resultate fr ein System von harten Kugeln und ein System einer Kolloid- Polymer-Mischung werden anschlieend zur Bestimmung von Kontaktwinkeln von Kristallkeimen an Wnden verwendet. Die Dynamik der Phasenseparation eines quasi-zweidimensionalen Systems, welche sich nach einem Quench des Systems aus dem homogenen Zustand in den entmischten Zustand ausbildet, wird mit Hilfe von einer mesoskaligen Simulationsmethode (Multi Particle Collision Dynamics) untersucht, die sich fr eine detaillierte Untersuchung des Einflusses der hydrodynamischen Wechselwirkung eignet. Die Exponenten universeller Potenzgesetze, die das Wachstum der mittleren Domnengre beschreiben, welche fr rein zwei- bzw. dreidimensionale Systeme bekannt sind, knnen fr bestimmte Parameterbereiche nachgewiesen werden. Die unterschiedliche Dynamik senkrecht bzw. parallel zu den Wnden sowie der Einfluss der Randbedingungen fr das Lsungsmittel werden untersucht. Es wird gezeigt, dass die daraus resultierende Abschirmung der hydrodynamischen Wechselwirkungsreichweite starke Auswirkungen auf das Wachstum der mittleren Domnengre hat.
