Grenzflächenspannung und Morphologie fließender zweiphasiger Polymermischungen

In der vorliegenden Arbeit wurde die Morphologie von zweiphasigen Polymermischungen unter Scherung in situ mit Hilfe einer Kombination aus optischer Scherzelle, Durchlichtmikroskop und computergestützten CCD-Kamera untersucht. Als Modellblends dienten die unverträglichen, bei Raumtemperatur flüssigen Polymersysteme Polyisobutylen (PIB)/Polydimethylsiloxan (PDMS) (I) und Poly(dimethyl-co-methylphenyl)siloxan/PDMS (II). Alle Komponenten verhalten sich bei den verwendeten Scherraten newtonisch.Eine der wichtigsten Einflussgrößen für die Blendmorphologie ist die Grenzflächenspannung gamma 12. Sie wurde für I und II mit Hilfe der Methode der Tropfenrelaxation (dynamisch) als Funktion der Zeit bestimmt. Diese Methode erlaubt die Messung von gamma 12 für Tropfen der Phase A in B sowie von Tropfen B in A. Bei der Methode des hängenden Tropfens (statisch) muss der Tropfen aus der Phase mit der höheren Dichte bestehen. Wo der Vergleich der beiden Methoden möglich ist, stimmen die Ergebnisse für beide Systeme sehr gut überein. Bei II sind die aus der Tropfenrelaxation erhaltenen gamma 12-Werte der beiden komplementären Zusammensetzungen im Rahmen des Fehlers gleich, bei I zeigt ein PIB-Tropfen in PDMS einen um 40 % niedrigeren Wert als ein PDMS-Tropfen in PIB, dies wird auf die Diffusion von kurzkettigen Anteilen des PDMS in die Grenzschicht zurückgeführt. Die Grenzflächenspannung hängt also unter Umständen auch bei binären Systemen deutlich von der Zusammensetzung ab.Für II wurde die Blendmorphologie über den gesamten Zusammensetzungsbereich untersucht. Die häufig beobachteten cokontinuierlichen Strukturen treten bei keiner Zusammensetzung auf. Die Phaseninversion erkennt man in einer sprunghaften Änderung der Tropfengröße zwischen phiPDMS <= 0,400 und 0,500; zudem lässt sich die Zeitabhängigkeit der Radien durch Auftragung gegen das Produkt aus der Deformation und dem Quadrat des Volumenbruchs der Tropfenphase für 0 <= phiPDMS <= 0,400 sowie 0,500 <= phiPDMS <= 1 normieren. Für I und II wurde die Morphologieentwicklung bei 25 °C nach Vorscherung bei 100 bzw. 50 s-1 und anschließendem Sprung der Scherrate auf deutlich niedrigere Werte als Funktion der Zeit verfolgt. Hierbei erhält man bei genügend langer Messdauer (mindestens 200 000-300 000 Schereinheiten) konstante Tropfengrößen. Zum einen handelt es sich dabei um pseudo-stationäre Werte, die nur durch Koaleszenz bestimmt sind, zum anderen um echte stationäre Radien, die durch gleichzeitig ablaufende Koaleszenz und Zerteilung entstehen. Für I liegen die stationären Mittelwerte auf der Zerteilungskurve, für II hingegen auf der Koaleszenzkurve.Der Einfluss eines grenzflächenwirksamen Additivs wurde anhand von I durch Zugabe des Blockcopolymer PIB-b-PDMS zu PIB untersucht. Der Vergleich des zeitlichen Verlaufs von gamma 12 mit der Morphologieentwicklung zeigt, dass das Additiv eine Stabilisierung der feinen Tropfen/Matrix-Struktur des Blends durch Hinderung der Koaleszenz und nicht durch Reduktion der Grenzflächenspannung bewirkt.

Enhanced coloration efficiency for electrochromic devices based on anodized N2O5 / Electrodeposited MoO3 Binary Systems

There is a continuous quest for developing electrochromic (EC)transition metal oxides (TMOs) with increased coloration efficiency. As emerging TMOs, Nb2O5 films, even those of ordered anodized nanochannels, have failed to produce the required EC performance for practical applications. This is attributed to limitations presented by its relatively wide bandgap and low capacity for accommodating ions. To overcome such issues, MoO3 was electrodeposited onto Nb2O5 nanochannelled films as homogeneously conformal and stratified α-MoO3 coatings of different thickness. The EC performance of the resultant MoO3 coated Nb2O5 binary system was evaluated. The system exhibited a coloration efficiency of 149.0 cm2 C−1, exceeding that of any previous reports on MoO3 and Nb2O5 individually or their compounds. The enhancement was ascribed to a combination of the reduced effective bandgap of the binary system, the increased intercalation probability from the layered α-MoO3 coating, and a high surface-tovolume ratio, while the Nb2O5 nanochannelled templates provided stability and low impurity pathways for charge transfer to occur.

Computation of thermodynamic properties of quaternary and higher order systems from binary data using shortest distance composition paths

Equations for the computation of integral and partial thermodynamic properties of mixing in quarternary systems are derived using data on constituent binary systems and shortest distance composition paths to the binaries. The composition path from a quarternary composition to the i-j binary is characterized by a constant value of (Xi − Xj). The merits of this composition path over others with constant values for View the MathML source or Xi are discussed. Finally the equations are generalized for higher order systems. They are exact for regular solutions, but may be used in a semiempirical mode for non-regular solutions.

Third post-Newtonian gravitational waveforms for compact binary systems in general orbits: Instantaneous terms

We compute the instantaneous contributions to the spherical harmonic modes of gravitational waveforms from compact binary systems in general orbits up to the third post-Newtonian (PN) order. We further extend these results for compact binaries in quasielliptical orbits using the 3PN quasi-Keplerian representation of the conserved dynamics of compact binaries in eccentric orbits. Using the multipolar post-Minkowskian formalism, starting from the different mass and current-type multipole moments, we compute the spin-weighted spherical harmonic decomposition of the instantaneous part of the gravitational waveform. These are terms which are functions of the retarded time and do not depend on the history of the binary evolution. Together with the hereditary part, which depends on the binary's dynamical history, these waveforms form the basis for construction of accurate templates for the detection of gravitational wave signals from binaries moving in quasielliptical orbits.

The search for gravitational waves from the coalescence of black hole binary systems in data from the LIGO and Virgo detectors. Or: A dark walk through a random forest

The LIGO and Virgo gravitational-wave observatories are complex and extremely sensitive strain detectors that can be used to search for a wide variety of gravitational waves from astrophysical and cosmological sources. In this thesis, I motivate the search for the gravitational wave signals from coalescing black hole binary systems with total mass between 25 and 100 solar masses. The mechanisms for formation of such systems are not well-understood, and we do not have many observational constraints on the parameters that guide the formation scenarios. Detection of gravitational waves from such systems — or, in the absence of detection, the tightening of upper limits on the rate of such coalescences — will provide valuable information that can inform the astrophysics of the formation of these systems. I review the search for these systems and place upper limits on the rate of black hole binary coalescences with total mass between 25 and 100 solar masses. I then show how the sensitivity of this search can be improved by up to 40% by the the application of the multivariate statistical classifier known as a random forest of bagged decision trees to more effectively discriminate between signal and non-Gaussian instrumental noise. I also discuss the use of this classifier in the search for the ringdown signal from the merger of two black holes with total mass between 50 and 450 solar masses and present upper limits. I also apply multivariate statistical classifiers to the problem of quantifying the non-Gaussianity of LIGO data. Despite these improvements, no gravitational-wave signals have been detected in LIGO data so far. However, the use of multivariate statistical classification can significantly improve the sensitivity of the Advanced LIGO detectors to such signals.

What the awkward relatives tell us about planetary nebulae hosting binary systems

Relatives to Planetary Nebulae, such as barium stars or symbiotic systems, can shed light on the connection between Planetary Nebulae and binarity. Because of the observational selection effects against direct spectroscopic detection of binary PNe cores with orbital periods longer than a few dozen days, at present these "awkward relatives" are a critical source of our knowledge about the binary PNe population at longer periods. Below a few examples are discussed, posing constraints on the attempts to model nebula, ejection process in a binary. © 2006 International Astronomical Union.