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Micro- and nanostructures in two-phase fluids
Using droplet-based microfluidics we investigate the dynamics of micro- and nanostructures in two-phase fluids, from the organisation of amphiphilic molecules at interfaces to droplet stability, motion and actuation in microchannels.
Prinzipien der Selbsorganisation
Die Benetzung komplexer Oberflächenstrukturen spielt in vielen natürlichen Systemen sowie in einer Reihe technischer Verfahren eine große Rolle. Das prominenteste Beispiel ist die wasserabweisende Blattoberfläche der Lotusblume. Aber auch die Oberfläche eines porösen Sandsteins, die sich in Kontakt mit einem Erdöl/Wasser Gemisch befindet, kann als eine zufällige Benetzungsgeometrie aufgefasst werden.
Spektroskopie wässriger Oberflächen
An einem flüssigem Wasser-Mikro-Jet wird die chemische Zusammensetzung von wasserhaltigen Lösungen mittels Photoelektronen-Spektroskopie mit weicher Röntgenstrahlung vom Synchrotron BESSY untersucht. In Zusammenarbeit mit mehreren theoretischen und experimentellen Gruppen beinhalten aktuelle Studien Oberflächenaktivitäten und Ausrichtung molekularer Anionen, elektronische Zustände von solvatisierten, unabhängigen Ionen von Übergangsmetallen, sowie von DNA in flüssiger, wässriger Lösung.
Statistische Mechanik
Granulare Medien wie Sand, Schnee oder Salz zeigen oft das gleiche Verhalten wie konventionelle Festkörper, Flüssigkeiten oder Gläser. Aufgrund ihrer dissipativen Wechselwirkungen und geometrischen Beschränkungen werden jedoch neue Konzepte für eine granulare statistische Mechanik benötigt.
Geometrie fluider Grenzflächen
Wir arbeiten derzeit auf drei Themengebieten:
  • diskrete Mikrofluidik
  • feuchte granulare Medien
  • Benetzung viskoelastischer und topographisch strukturierter Oberflächen

Prinzipien der Selbsorganisation
Wir beschäftigen uns mit der Statistischen Physik von Nichtgleichgewichts-Prozessen und der Nichtlinearen Dynamik. Aktuell liegen die Themenschwerpunkte auf Phasenübergängen fernab des Gleichgewichtes wie dem Fluidisierungs-Übergang in feuchten granularen Medien, dem Turbulenz-Übergang, und der Niederschlagsbildung.