The Dynamics of L3 Phases

Anja Wehling, Mai 2001

Genau wie bei normalen Flüssigkeiten ist für die Betrachtung von Gleichgewichtseigenschaften Komplexer Fluide ein Verständnis der dynamischen Prozesse unabdingbar. Als Modellsystem wurde die sogenannte L₃-Phase mit Hilfe verschiedener Relaxationsmethoden untersucht. Neben einer traditionellen Störungsmethode, dem Temperatursprung, wurde eine Neuentwickelung, die isotherme Scherung, wobei jeweils unterschiedliche Detektionsmethoden Anwendung finden. Um den Einfluß von Strukturparametern, wie die Dicke der geschwollenen Tensiddoppelschicht und der Abstand zwischen den Bilayern, auf die Dynamik der L₃-Phase detailliert untersuchen zu können, wurden ternäre Mischungen des Typs Wasser (A) ? n-Alkan (B) ? nichtionisches Tensid C_iE_j (n-Alkylpolyoxyethylenoxid, (C)) betrachtet. An diesen Systemen wurden der Tensid / (Öl + Tensid) Volumenbruch und der Membranvolumenbruch systematisch variiert. Geringe Änderungen in der Probenzusammensetzung führten zu Änderungen in den gefundenen Relaxationszeiten über mehrere Größenordnungen, von Mikrosekunden bis hin zum Minutenbereich. Es wurde eine starke Abhängigkeit der Relaxationszeitkonstanten vom Membranvolumenbruch bei konstanter Membrandicke gefunden. Gleichzeitig durchlaufen die experimentellen Relaxationszeitkonstanten als Funktion des Tensid / (Öl + Tensid) Volumenbruchs bei konstantem Membranvolumenbruch ein Minimum. Ein durch SANS Messungen verifiziertes geometrisches Model dient zur quantitativen Beschreibung des Einflusses der strukturellen Eigenschaften auf die beobachtete Dynamik der L₃-Phase. Die Diskussion der experimentellen Ergebnisse wird in Richtung einer universellen Beschreibung der Stabilität, Struktur und Dyamik der L₃-Phasen geführt.