Neutronenkleinwinkelstreuung

Mit Hilfe der vielfältigen Möglichkeiten der H/D Kontrastvariation in Polymersystemen oder anderen Softmatter-Proben erlaubt die Neutronenkleinwinkelstreuung (Small Angle Neutron Scattering) detaillierte Einblicke in die Molekülkonformation und das Assoziationsverhalten der molekularen Bausteine. Die Kleinwinkelstreuinstrumente KWS-1, KWS-2und KWS-3 am FRMII in Garching erlauben die Analyse von Strukturen im Größenbereich zwischen 1nm und 1000nm. Wo möglich und nötig können begleitende Transmissions ElektronenMikroskopie (TEM) Bilder aufgenommen werden.

Die Neutronenkleinwinkelstreuung (SANS) als Technik ist auch ein ungemein aussagekräftiges Werkzeug, um Materialien in externen Feldern zu studieren, wenn sie mit makroskopischen Charakterisierungstechniken wie zum Beispiel der Rheologie verknüpft wird. Im Rahmen unserer Forschungsaktivitäten analysieren wir die strukturelle Antwort von Polymeren auf eine Scher- und Dehnungsdeformation sowohl im Raum als auch in der Zeit - und zwar mittels in-situ-Experimenten.

Polymere mit verzweigter Architektur verhalten sich anders als lineare Ketten. Zeitabhängige Phänomene, die sich auf unterschiedlichen Längenskalen abspielen, können jetzt entkoppelt in statischen Experimenten studiert werden - und zwar durch das Einfrieren der jeweiligen Zustände. Eingefrorene Schmelzen von partiell-markierten verzweigten Kopolymeren können mit der in-situ-SANS-Methode und gekoppelter Dehnrheometrie studiert werden, um strukturelle Relaxationen auf verschiedenen hierarchischen Ebenen zu untersuchen. Die topologische Röhre ist eng mit dem Abbau der Spannung verbunden.

Die zeitliche Entwicklung von Strukturänderungen, Aggregationen oder Phasenübergängen kann im Bereich einiger Sekunden bis zu etlichen Stunden in kinetischen SANS Messungen, z.B. durch Nutzung von „stopped-flow“ Techniken genutzt werden.