Nichtgleichgewichtsfluktuationen in komplexen Fluiden: GIANT FLUCTUATIONS (BTGIANT II)

Abstract

Im Rahmen des DLR-Projekts BTGIANT II, des Vorläuferprojekts BTGIANT und des ESA-Projekts GIANT FLUCTUATIONS werden Nichtgleichgewichtsfluktuationen (non equilibrium fluctuations, NEFs) in komplexen Fluiden untersucht. Diese werden durch Temperatur und/oder Konzentrationsgradienten hervorgerufen und sollen unter Labor- und Mikrogravitationsbedingungen studiert werden. Die Amplituden der NEFs wachsen für kleine Wellenvektoren stark an und werden in der Schwerelosigkeit nur noch durch die Systemgröße limitiert. Im Labor werden sie unterhalb eines kritischen Wellenvektors durch die Gravitation abgeschnitten. In GIANT FLUCTUATIONS wurden sechs komplexe Fluide definiert, deren NEFs nicht mehr im Rahmen bestehender linearer Theorien beschrieben werden können: komplexe Mischungen mit einem Polymer, Glasübergang in einer ternären Mischung unter Beteiligung eines Polymers, kritische Kasimirkräfte, Transiente Fluktuationen während der Thermodiffusions-Separation, dichte kolloidale Suspensionen und biologische Proben. Das Teilprojekt „Glasübergang“ wird vom ZE betreut. Im Rahmen des Berichtsprojekts BTGIANT II wurden im Labor des ZE eine Shadowgraph-Apparatur weiterentwickelt. In Zusammenarbeit mit den anderen an GIANT FLUCTUATUIONS beteiligten Arbeitsgruppen und der Firma RedWire (vormals Qinetiq Space, Kruibeke, Belgien) wurde die Entwicklung der Flight Hardware für die geplanten Mikrogravitationsexperimente weitgehend abgeschlossen. In enger Abstimmung zwischen den beteiligten Arbeitsgruppen erfolgte die vorerst finale Probenauswahl für die zukünftigen Experimente auf der ISS. Im Labor wurden sowohl Untersuchungen von Nichtgleichgewichtsfluktuationen als auch Messungen der diffusiven und thermodiffusiven Transportkoeffizienten durchgeführt.