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Weiche Materie: Theorie und Experiment Vorlesende: Dr. Günter Auernhammer MPI für Polymerforschung Tel.: 37-9113 Dr. Martin Oettel AG Prof. Binder Büro:

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1 Weiche Materie: Theorie und Experiment Vorlesende: Dr. Günter Auernhammer MPI für Polymerforschung Tel.: Dr. Martin Oettel AG Prof. Binder Büro: , Tel.: Internetseite

2 Soft Matter

3 Biologie Chemie physikalische Chemie

4 microscopicmesoscopicmacroscopic atoms molecules colloids polymer superstructures emulsion droplets solids fluids polymers 0,1 nm1 nm10 nm100 nm1 µm10 µm100 µm1 mm granular matter 1 ns 1 µs1 ms 1 s g/mol

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7 Weiche Materie Kleman/Lavrentovich, Soft Matter Physics, Springer 2003 Virtual textbook polymers and liquid crystals Flüssigkristalle de Gennes/Prost, The Physics of Liquid Crystals, Oxford 1993 Polymere Rubinstein/Colby, Polymer Physics, Oxford 2003 Kolloide Fennell/Evans/Wennerstrom, The Colloidal Domain, Wiley 1999 Hunter, Foundations of Colloid Science, Oxford

8 Strukturen in Weicher Materie Polymerknäuel: Morphologie von verknoteten Schläuchen Block-Copolymer: Mizelle Tenside: Mizellbildung und Oberflächenadsorption Tenside: Membranbildung Tröpfchen-Emulsionen Kolloid-Kristall: 1-μm- Silica-Kügelchen Kolloide: Gelstruktur Diblock-Copolymere: Superstrukturen

9 Blut besteht aus Partikeln und Plasma Partikel: 99.9% rote Blutkörperchen (Erythrocyten) Weisse Blutkörperchen (Leukocythen), Blutplättchen Plasma: 92% Wasser, 7% Plasmaproteine 1% andere gelöste Stoffe Der Hematocrit (H) ist der Feststoffgehalt (Volumenbruch)

10 Quellen: From Deetjen Speckmann Physiologie 1999 Fahreaus-Lindqvist-Effekt: in dünnen Kapillaren nimmt die Blutviskosität ab. Ursache: Selbstfiltration, dh. der Hämatokrit sinkt; und Formveränderung der Erythrozyten, Gänsemarsch, verminderte Reibung H = 0.45 blood_rheology

11 Selbstreinigung von Lotusblättern Beispiel: Farbstoffe Mikrostrukturen mit Nano- Wachs-Kristallen auf der Blattoberfläche Technische Umsetzung des Lotus-Effekts Beispiel: Fassadenfarben Oberfläche mit Lotus-Effekt Wasser Schmutz -partikel Glatte Oberfläche (Easy-to-clean) Schmutzpartikel haften besser am Wassertropfen als an der Oberfläche und werden dadurch entfernt Starke Haftung: Schmutzpartikel werden durch Wasser nur verlagert

12 AUSTRALIEN Coober Peedy Boulder

13 Licht-Mikroskop 1 mm 10 µm Raster-Elektronenmikroskop 10 nm TEM

14 x1 opake Flüssigkeit x1000 Fett-Emulsion x Casein Suspension x Protein Suspension Whey Proteine Casein-Mizellen Fett Struktur von Milch: Mikroskopie

15 Yoghurt Saure Milch Kasein-Mizellen: Entfernen der sterischen Stabilisierung, Gelierung Whey Proteine: Abschirmen der elektrostatischen Stabilisierung, Koagulation


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