Experiments with spherical colloids subjected to electrostatic fields

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Es sollen geladene, kugelförmige Kolloidpartikel in wässriger Suspension als Modellsystem weicher Materie untersucht werden. Dabei soll die gute optische Zugänglichkeit und die experimentell gezielt variable Wechselwirkung ausgenutzt werden. In Vorarbeiten zum Transport in elektrischen Feldern wurden theoretisch noch nicht beschriebene kollektive Effekte gefunden, die nun systematisch untersucht werden sollen. Zunächst soll die elektrophoretische Beweglichkeit µ isolierter Partikel als Referenz vermessen werden (optische Pinzette), dann deren Partikeldichteabhängigkeit (Doppelvelocimetrie). Weiterführend soll die Reaktion kolloidaler Kristalle auf gerichtete elektrische (Wechsel-)Felder und elektroosmotische Scherung mit einem Kombinationsexperiment studiert und möglichst weitgehend beschrieben werden. Dabei wird das komplexe Wechselspiel zwischen Struktur, induzierter Bewegung und elastischen Eigenschaften der Kolloidfestkörper im Fokus stehen. Ergänzend notwendige Daten sollen aus weiteren Lichtstreuexperimenten ermittelt werden. Langfristig ist eine Erweiterung auf Mischsysteme geplant, wobei eine Vielzahl neuartiger Phänomene erwartet wird.