Strukturen von Kolloiden werden vorhersagbar

28. Juli 2012, 17:05
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Forscher der TU Wien entwickeln neue Rechenmethoden

Wien - Neue Materialien mit maßgeschneiderten Eigenschaften wollen Forscher aus winzigen Bausteinen herstellen, die sich selbst zu komplizierten Gebilden zusammenfügen. Was bei der selbstständigen Strukturbildung der Kolloide herauskommt, können Wissenschafter der Technischen Universität (TU) Wien nun mit Computerprogrammen vorhersagen, die eine Art "Evolution" nachspielen.

Von Generation zu Generation überleben nur die energetisch günstigsten Strukturen - und am Schluss sollte die beste überbleiben, zum Beispiel jene, die auch bei erstaunlich hohem Druck noch stabil bleibt. Die Ergebnisse wurden in den Fachzeitschriften "Soft Matter" und "Journal of Physics: Condensed Matter" veröffentlicht.

Hintergrund

Die Kolloide sind so klein, dass sie mit dem freien Auge nicht sichtbar und sie sind, wie die Fetttröpfchen in der Milch, in einem anderen Medium fein verteilt, so die TU in einer Aussendung. Außerdem haben sie an der Oberfläche Andockstellen, mit denen sie aneinanderbinden können. Die Physiker nennen sie "Patchy Colloids". Sie können sich selbst zu regelmäßigen Strukturen zusammenfügen. Wie diese aber aussehen, sei bisher kaum vorherzusagen gewesen, so die TU-Forscher.

Dank der neu entwickelten Rechenmethoden - mit Beteiligung des CSIC in Madrid - kann das Verhalten der Kolloide nun vorhergesagt werden. Man müsse sich nun nicht mehr in aufwändigen Experimenten auf Versuch und Irrtum verlassen, sondern wisse nun, welche Arten von Kolloiden man synthetisieren muss, um auf Erfolg hoffen zu dürfen.

In das Forschungsgebiet der "Patchy Colloids" würden große Hoffnungen gesetzt, so die TU-Forscher. Wenn es etwa gelänge, diamantartige Strukturen zu erzeugen, könnte man sogenannte photonische Kristalle erzeugen und damit Licht auf maßgeschneiderte Weise manipulieren. (APA/red, derStandard.at, 28.7.2012)

  • Kolloide - aus einem ungeordneten Teilchengewimmel kann spontan Ordnung entstehen.
    illu.: tu wien

    Kolloide - aus einem ungeordneten Teilchengewimmel kann spontan Ordnung entstehen.

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