Rheometer Pulver zum Leben erwecken

John F. Brady vom California Institute of Technology sieht spannende Einsatzmöglichkeiten für Pulverrheometer.

Bild: Anton Paar

02.08.2016

Die Analyse von intelligenten und selbstheilenden Materialien sieht John F. Brady als Einsatzmöglichkeit für Pulverrheometer. Für diesen Ansatz wurde er von Anton Paar ausgezeichnet.

Beim letzten Rheologie Meeting der Society of Rheology wurde Bradys Idee mit einem Pulverrheometer von Anton Paar prämiert. Brady arbeitet am California Institute of Technology, kurz Caltech, im Bereich chemische Verfahrenstechnik. Der Fokus seiner Forschung kombiniert die Rheologie und die dynamischen Eigenschaften von kolloidalen Systemen mit dem Verhalten von Aktivsubstanzen. Bei letzteren handelt es sich um Materialien oder Systeme, die sich aus Elementen zusammensetzen, die sich selbstständig bewegen.

Mit der Pulverzelle von Anton Paar werden die modularen Rheometer der MCR-Serie zu vollwertigen Pulver-Rheometern. Mit diesem Setup können alle Arten von granularen Materialien – von feinsten Pulvern bis zu Partikeln in der Größe von Reiskörnern – hinsichtlich ihres Fließverhaltens charakterisiert werden.

Unter Verwendung eines Pulverrheometers analysiert Brady das rheologische Verhalten von dichten, kolloidalen Partikeln oder aktiven Pulvern während der chemischen Reaktion. Für den Forscher ist die Erzeugung von kleineren, einfacheren und effizienteren Aktoren ein zentrales Anwendungsgebiet. Aktoren sind sogenannte intelligente Materialien. Sie können ihre Eigenschaften an externe Stimuli und die Umwelt anpassen. Für die Funktionalität von speziellen Geräten spielen Aktoren eine entscheidende Rolle, jedoch sind sie schwer herzustellen. Um ideale Aktoren zu schaffen, benötigen Chemiker Informationen über den generierten Druck, die Reaktionszeit auf Umwelteinflüsse, die Konzentration und vieles mehr.

Rheologische Analysen sind auch im Bereich der „selbstheilenden Materialien“ relevant. Kräfte und Bewegungen, die durch aktive Partikel entstehen, können analysiert werden, um solche Stoffe herzustellen. Wenn die Oberfläche eines Materials beschädigt ist, werden die Partikel anderen chemischen Umwelteinflüssen ausgesetzt, was ihre Aktivitäten anregt. Die Partikel wandern zum beschädigten Teil der Oberfläche und verschließen die entstandene Lücke.

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