Komplexe rheologische Phänomene von Emulsionströpfchen: Bruch, Koaleszenz und strömungsinduzierte Orientierung

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Das Ziel unserer Arbeiten zum geplanten DFG-Schwerpunktantrag 'Nichtgleichgewichtsprozesse in Flüssig-flüssig-Systemen', soll die Visualisierung strömungsinduzierter Phänomene an Flüssigflüssig-Phasengrenzen sein. Es ist geplant, die Deformation, die Orientierung, den Zerfall und die Bildung von Tropfen unter dem Einfluß verschiedener Tensidkonzentrationen zu untersuchen. Für diese Experimente soll hauptsächlich die von uns entwickelte temperierbare optische Strömungszelle eingesetzt werden, die eine Beobachtung einzelner Emulsionstropfen bei unterschiedlichen Scherraten über lange Zeiträume ermöglicht. In Verbindung mit einer Hochgeschwindigkeitskamera und einem Video-Kontrastverstärkungssystem sind hohe laterale und zeitliche Auflösungen möglich. Zur Beschreibung der Strömungsverhältnisse und der Diffusion durch Phasengrenzen ist der Einbau einer Schlierenoptik in das Rhesoskop geplant, sowie der Einsatz von Farbstoffmolekülen und Tracerpartikel in Emulsionssystemen. Die mittels Bildanalysesystem ausgewerteten Daten sollen mit bereits vorhandenen Theorien verglichen werden. Dadurch lassen sich unterschiedlichste Phänomene, wie z.B. Marangoni-Instabilitäten, Taylor-Instabilitäten bis hin zu strömungsabhängigen Transportprozessen detailliert untersuchen.