Alles fließt, in uns und um uns herum. Und das Leben ist voller Überraschungen, beispielsweise, wenn Ketchup nicht aus der Flasche will. In diesem Versuch werden die oft erstaunlichen Fließeigenschaften von biologisch relevanten Flüssigkeiten, Polymeren, Gelen oder halbfesten Ionenleitern untersucht. Bei letzterer Substanzklasse kommt es für Anwendungen darauf an, die zunächst widerstrebenden Eigenschaften Festigkeit und Beweglichkeit mit einander zu verknüpfen. Im Versuch lernen Sie mit der Oszillations- und Rotationsrheologie moderne Verfahren kennen, die es gestatten die mechanischen Eigenschaften vieler Flüssigkeiten frequenz- und temperaturabhängig zu verstehen
Bei der dielektrischen Spektroskopie werden nieder- und hochfrequente Wechselfelder verwendet, um an die Bewegungen von elektrischen Ladungen und Dipolmomenten in einer Probe anzukoppeln. Diese Methode ist beispielsweise bei der Weiterentwicklung moderner Ionenleiter unabdingbar. Sie beruht auf der Analyse der elektrischen Impedanz der Probe. Ihr großer Vorteil ist, dass sie es gestattet, Bewegungsprozesse in kondensierter Materie über einen extrem weiten Frequenzbereich experimentell zu verfolgen. In diesem Versuch wird die Bewegung von Peptidfluiden, Polymeren oder anderen Stoffen bei mehreren Temperaturen untersucht. Dabei lernen Sie die spektroskopischen Grundlagen der Methode kennen und wie Sie durch die Impedanzanalyse Zugriff auf unterschiedliche Bewegungsprozesse erhalten können.
Für viele technologische Anwendungen ist die Kenntnis der Beweglichkeit der in ein Kristallgitter eingelagerten Ionen oder Moleküle entscheidend. Beispiele stellen die Translationsbewegungen von Protonen und Lithium-Ionen dar, ohne die moderne Brennstoffzellen oder Akkus nicht denkbar sind. Mit der Festkörper-Kernspinresonanz lernen wir eine leistungsfähige Methode für das Studium solcher Materialien kennen. Nach einer kurzen Einarbeitung in das Spektrometer, werden zunächst einige Experimente an einer Modellsubstanz durchgeführt und dann ein Protonen- oder Lithium-Ionenleiter untersucht.
Bildgebende Kernspinresonanz ist eine nichtinvasive Technik, welche vor allem in der Medizin verwendet wird. Darüber hinaus kann sie in der Materialkunde oder in der Biologie verwendet werden. In der gezeigten Figur wurde die Eisenkonzentration in einem Blatt der Pflanze Cornus Stolonifera (Hartriegel), aufgenommen.