Kooperatives Verhalten und Dynamik magnetischer Nanopartikel in Polymerlösungen

• Antragsteller: Professor Dr. Patrick Ilg
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik ; Polymermaterialien ; Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen ; Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 237975756

Ziel dieses Projekts ist es, das statische und dynamische Verhalten magnetischer Nanopartikel in einer Polymerlösung zu untersuchen.Dabei interessieren wir uns insbesondere für die feld-induzierte Strukturbildung, die dynamische magnetische Suszeptibilität, Diffusion, sowie den Zusammenhang zwischen lokalen und globalen rheologischen Eigenschaften sowie deren Abhängigkeit von einem äußeren Magnetfeld.Die geplanten Forschungsarbeiten werden hauptsächlich mittels Computersimulationen von detailiierten, mesoskopischen Modellsystemen durchgeführt. Wir möchten jedoch auch die Möglichkeiten einer vereinfachten Beschreibung mittels Fokker-Planck Gleichungen und effektiver Potentiale ausloten. Schliesslich werden wir einen skalenübergreifenden Algorithmus anwenden, um die detaillierte Beschreibungsebene des Simulationsmodells mit der makroskopischen, thermodynamischen Theorie zu verknüpfen.Da das umgebende Medium der Nanoteilchen weder eine einfache Flüssigkeit noch ein rein elastischer Festkörper ist, werden unsere geplanten Arbeiten helfen, das Wissen über Ferrofluide und Elastomere auf das neue Gebiet der Ferrogele zu übertragen. Ein wesentlicher Vorteil dieser Modellierung ist dabei, dass die Viskoelastizität einfach durch die Polymerkonzentration variiert werden kann.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1681: Feldgesteuerte Partikel-Matrix-Wechselwirkungen: Erzeugung, skalenübergreifende Modellierung und Anwendung magnetischer Hybridmaterialien
• Internationaler Bezug: Großbritannien