Polymerphysik

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Die Polymerphysik ist ein Teilgebiet der kondensierten Materie, in ihr wird das physikalische Verhalten der Polymere untersucht.

Zu den untersuchten Themen gehören

• Charakterisierung: Polymerisationsgrad, Kettenvernetzung
• mikroskopische Struktur: Verschlaufungen, Kristallinität
• Polymerschmelzen
• Polymerlegierungen
• Glasübergang
• Kristallisation
• Polymerlösungen
• Polymerbürsten
• Gummielastizität

Untersuchungsmethoden

Experiment

• Streuexperimente: Röntgenstreuung, Neutronenstreuung, statische und dynamische Lichtstreuung
• direkte Oberflächenbetrachtung durch Rasterkraftmikroskopie
• Ellipsometrie, Polarisationsmikroskopie
• Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC)

Probenpräparation

Neben makroskopischen Probenkörpern werden häufig dünne, homogene Schichten untersucht, die durch z. B. durch

• Spincoating
• Filmabscheidung (Langmuir-Blodgett-Schicht)

gewonnen werden.

Theorie

• analytische Rechnungen
• Selfconsistent Field Theory (SCF)
• Single Chain Mean Field (SCMF)

Simulation

• Monte-Carlo-Simulation
• Molekulardynamiksimulation

Die Simulationen sind ein wichtiges Instrument zur Untersuchung der Polymere. Im Experiment sind viele interessante Größen der Messung nicht zugänglich. Die theoretischen Modelle andererseits haben Schwierigkeiten, Fluktuationen zu beschreiben und sind häufig nur in Grenzfällen exakt. Simulationen liefern Daten auch zu experimentell nicht zugänglichen Größen, und können auch dort Ergebnisse liefern, wo die Theorie nicht exakt ist. Daher sind Simulationen ein Verbindungsglied zwischen Experiment und Theorie. Aufgrund der beschränkten Computerleistung sind jedoch nur kleine Systeme simulierbar, die häufig wesentlich kleiner als die experimentell zugänglichen oder anwendungsrelevanten Systeme.

Siehe auch

• Freely-Jointed-Chain-Modell
• Wormlike-Chain-Modell