AbstractsBiology & Animal Science

Im Laufe dieser Arbeit wurde mit Hilfe der depolarisierten dynamischen Lichtstreuung (DLS) die Rotationsdynamik von molekularen und ionischen Flüssigkeiten im Temperaturintervall zwischen der Glasübergangstemperatur und dem Siedepunkt gemessen. Es werden depolarisierte Lichtstreuspektren von sechzehn molekularen und sechs ionischen Flüssigkeiten untersucht. Diese wurden mit einem Doppelmonochromator (DM) und einem Tandem Fabry-Pérot Interferometer (TFPI) gemessen. Da die meisten bisher veröffentlichten Suszeptibilitätsspektren von Glasbildnern keine hohen Temperaturen einschließen, erfassen sie nicht den Übergang von „glasartiger Dynamik“ zur Dynamik einfacher Flüssigkeiten, bei denen die Beiträge der alpha-Relaxation und der mikroskopischen (vibrations-) Dynamik praktisch verschmolzen sind. Das Ziel dieser Arbeit war die Ergänzung einiger existierender Spektren, welche im Rahmen vorangegangener Arbeiten gemessen wurden, sowie die Untersuchung und Auswertung neuer Proben. Wir legten den Schwerpunkt auf nieder-Tg Flüssigkeiten, bei welchen der Hochtemperatur-Grenzwert der Zeitkonstanten von 10^-12 s leicht mit spektroskopischer Standardausrüstung (Temperaturen bis etwa 440K) erreicht werden kann. Die Suszeptibilitätsspektren und ebenso die entsprechenden Reorientierungs-korrelationsfunktionen werden durch einen Streckungsparameter des Langzeitzerfalls (alpha-Prozess) beta_CD, der Relaxationsstärke der schnellen Dynamik 1 – f und der Zeitskala zu kürzesten Zeiten k_B T/I*, mit dem effektiven Trägheitsmoment I* charakterisiert. Ein zusätzliches (intermediäres) Potenzgesetz, welches dem „Excess wing“ in der Frequenzdomäne entspricht, muss zwischen der schnellen Dynamik und dem alpha-Prozess berücksichtigt werden. Die spektralen Parameter einer jeden Molekülsorte sind praktisch temperaturunabhängig bis hinauf zum Siedepunkt, also gilt das Frequenz-Temperatur-Superpositionsprinzip für den alpha-Prozess. Bei der Betrachtung aller Flüssigkeiten findet man eine Korrelation der Größe I* mit dem Molekulargewicht und eine Antikorrelation mit 1 – f. Es zeigt sich keine Korrelation zwischen 1 – f und beta_CD. Weiterhin wurden keine signifikanten Korrelationen zwischen beta_CD oder 1 – f und Parametern, welche die Temperaturabhängigkeit der Korrelationszeiten beschreiben, also der Hochtemperaturaktivierungsenergie E_inf, der Fragilität m oder der Glasübergangstemperatur Tg gefunden. Auch zeigen sich keine relevanten Unterschiede in den Spektren von molekularen und ionischen Flüssigkeiten. Wir entwickelten ein Verfahren um die Reorientierungskorrelationszeiten von Flüssigkeiten aus den Suszeptibilitätsspektren zu bestimmen und vervollständigten diese mit Literaturwerten. Korrelationszeiten im Bereich von 10^-12 s – 100 s wurden zusammengetragen, was dem kompletten Temperaturbereich zwischen dem Siedepunkt und der Glasübergangstemperatur entspricht. Wir entwickelten eine neue Interpolationsfunktion für die Temperaturabhängigkeit der Korreltationszeiten, welche die apparente Aktivierungsenergie E_A(T) in einen konstanten…