Preisträger

Zweidimensionale Festkörper

Mithilfe kolloidaler Teilchen lassen sich das Schmelzen von Kristallen und der Glasübergang in zwei Dimensionen besser verstehen.

  • Georg Maret
  • 09 / 2011 Seite: 35

Kolloide sind mikrometergroße, in Flüssigkeit suspendierte Teilchen. Ihre Bewegungen lassen sich einfach im Lichtmikroskop verfolgen. Optische und magnetische Kräfte erlauben es, die Teilchen zu manipulieren und ihre gegenseitige Wechselwirkung einzustellen. Daher sind Kolloide ideale Modellsysteme, um die Dynamik von Festkörpern auf „atomarer“ Skala zu untersuchen.

Das Schmelzen kristalliner oder amorpher Festkörper ist ein alltägliches Phänomen und einer der wichtigsten Prozesse bei der Herstellung diverser Werkstoffe und Gegenstände. Umso erstaunlicher mag es erscheinen, dass die mikroskopischen Vorgänge beim Schmelzen, bei der Kristallisation oder der glasigen Erstarrung immer noch weitgehend unverstanden sind. Wie kommen Atome oder Moleküle im Kristallverband oder Glas aus dem „Käfig“ heraus, den ihre Nachbarn erzeugen? Die Frage erinnert an das Problem, den ersten Zuckerwürfel aus der Packung herauszuholen oder Zugang zum Buffet einer großen Tagung zu bekommen. Dazu sind offenbar kollektive Bewegungen der Nachbarn notwendig. Deren Komplexität macht verständlich, warum es bisher noch keine mikroskopische Theorie des Schmelzens in drei Dimensionen gibt. ...

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