Dipl.-Phys. Arne Schob

Die Dynamik einzelner Moleküle in eingeschränkten und gescherten Flüssigkeiten

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Kurzfassung in Deutsch

Diese Arbeit beschreibt die Untersuchung der Dynamik in eingeschränkten und gescherten
Flüssigkeitsfilmen mit Hilfe der optischen Detektion einzelner Farbstoffmoleküle.
Speziell dafür wurde ein modifizierter Surface-Forces- Apparatus konstruiert und
aufgebaut. Dieser erlaubt es, im Flüssigkeitsfilm eine Scherströmung zu erzeugen. Mit
der Analyse der Schrittweitenverteilung wird ein Werkzeug vorgestellt, welches räumlich
aufgelöst und richtungssensitiv eine Analyse für Daten des Einzelmolekültrackings erlaubt.
Angewandt auf Experimente in gescherten Flüssigkeitsfilmen ergibt sich die Möglichkeit,
die strömungsinduzierte Bewegung einzelner Moleküle von deren diffusiver Bewegung zu
unterscheiden. Für Experimente mit Tetrakis-(2-ethylhexoxy)-silane zeigt sich in der Nähe
fester Substrate (Mica, Quarz) eine deutlich verlangsamte Diffusion einzelner Farbstoffmoleküle.
Außerdem wird direkt an der Oberfäche ein Haftpotential (Tiefe etwa 600 meV ) gefunden, welches
einzelne Farbstoffmoleküle in einer dünnen Grenzschicht (Dicke etwa 5 nm) an der Oberfläche
hält, ohne deren laterale Beweglichkeit deutlich zu verringern. Dieses Verhalten lässt sich
durch die Ausbildung von Flüssigkeitsschichten entlang der festen Oberfläche erklären. Für
alle untersuchten Filmdicken und Scherraten wurde die selbe Diffusionskonstante gefunden,
welche um etwa eine Größenordnung kleiner als die Diffusionkonstante für Farbstoffmoleküle
in der Volumenflüssigkeit ist. Diese Beobachtung kann durch die in der Nähe fester Substrate
vergrößerte effektive Viskosität der Flüssigkeit erklärt werden.

weitere Metadaten

SWD SchlagworteDiffusion
SWD SchlagworteEinzelmolekülspektroskopie
SWD SchlagworteFluoreszenz
SWD SchlagworteFlüssigkeit
SWD SchlagworteMikroskopie
SWD SchlagworteScherung
DDC Klassifikation500
Institution(en) 
HochschuleTU Chemnitz
FakultätFakultät für Naturwissenschaften
GutachterDr. Frank Cichos
Prof. Dr. Werner A. Goedel
Prof. Dr. Ulrich Kubitschek
DokumententypDissertation
SpracheDeutsch
Tag d. Einreichung (bei der Fakultät)24.05.2006
Tag d. Verteidigung / Kolloquiums / Prüfung03.08.2006
Veröffentlichungsdatum (online)28.09.2006
persistente URNurn:nbn:de:swb:ch1-200601549

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