Regensburg 2013 – wissenschaftliches Programm
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DY: Fachverband Dynamik und Statistische Physik
DY 8: Poster I: Glasses and Glass Transition (joint session DY/DF/CPP)
DY 8.4: Poster
Montag, 11. März 2013, 17:30–19:30, Poster C
Bestimmung der molekularen Dynamik von Polyvinylpyrrolidon mittles NMR und DS — •Michael Lannert und Michael Vogel — Technische Universität Darmstadt, Institut für Festkörperphysik
Die molekulare Dynamik von Wasser in Polymer-Matrizen (D2O-Polyvinylpyrrolidon-Mischung) wurde mittels Deuteronen NMR untersucht. Fragestellung ist, ob sich anhand der temperaturabhängigen Korrelationszeit der Rotation der C-D-Bindungen ein starkes oder fragiles Verhalten ausmachen lässt. Eine Theorie, welche die Existenz einer hochdichten (HDL) und niederdichten (LDL) Flüssigphase des Wassers im unterkühlten Regime voraussagt, legt einen "Fragil-Stark-Übergang" bei T ≈ 220K nahe. Zusätzlich zu den NMR-Messungen wurden Daten aus Dielektrischer Spektroskopie ausgewertet. Unter Annahme spezieller empirischer Modelle für die spektrale Dichte der unterliegenden Prozesse, namentlich einer Cole-Davidson Verteilung, kann so aus den DS Daten die mittlere Relaxationsrate der NMR-Experimente vorausgesagt und mit den tatsächlich erhaltenen Werten verglichen werden. Interpolationen der Temperaturabhängigkeit der Wasserdynamik mit eienm Arrheniusgesetz ergeben eine Aktivierungsenergie von EA = 0.5eV, welche von der Wasserkonzentration unabhängig ist. Durch Kombination von NMR und DS sowie Abdeckung eines breiten Zeitfensters gelingt es somit, ein konsistentes Bild der Dynamik im untersuchten System zu zeichnen.