Wenn man ein Material abkühlt oder seine Dichte erhöht, nimmt seine Viskosität um viele Größenordnungen zu. Das führt zu einem amorphen Zustand, der die Struktur einer Flüssigkeit besitzt und sich makroskopisch wie ein Festkörper verhält: Dieser (metastabile) Zustand der Materie ist allgemein als Glaszustand bekannt. In konventionellen Glabildnern werden Teilchen zwischen ihren Nachbarn gefangen, was „mutual caging“ bewirkt und gleichzeitig zu einer enormen Verlangsamung der individuellen (diffusiven) und der kollektiven (kohärenten) Dynamik führt. Bei konzentrierten Lösungen von Ringpolymeren ist dies jedoch nicht der Fall, wie ein internationales ForscherInnenteam um Univ.-Prof. Dr. Christos Likos - Leiter der Arbeitsgruppe „Physik der Weichen Kondensierten Materie“ - kürzlich entdeckte.
Die WissenschafterInnen fanden mithilfe von komplexen Computersimulationen einen neuartigen Typ Glas und berichteten darüber in ihrem Artikel “Cluster Glasses of Semiflexible Ring Polymers”. Hier bilden die Ringpolymere ausgedehnte Cluster, deren Form und räumliche Anordnung zeitlich eingefroren bleiben, was eine kollektive Glasdynamik ermöglicht. Andererseits springen einzelne Ringpolymere immer wieder zwischen den Clustern, was dem System eine diffusive Dynamik verleiht, welche von der kollektiven Dynamik entkoppelt und der Diffusion in den üblichen, ergodischen Flüssigkeiten ähnelt.
Das wissenschaftliche Journal ACS Macro Letters - eine im Jahr 2012 gegründete, hochselektive Zeitschrift der American Chemical Society – bringt diese spannenden Resultate nun auf dem Cover ihrer jüngsten Ausgabe.
Originalpublikation: “Cluster Glasses of Semiflexible Ring Polymers”, Mohammed Zakaria Slimani, Petra Bacova, Marco Bernabei, Arturo Narros, Christos N. Likos and Angel J. Moreno, ACS Macro Lett. vol. 3, issue 7, 611−616 (2014); dx.doi.org/10.1021/mz500117v
