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Fachgebiet
Technische Physik II /
Polymerphysik

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Polymerphysik
Ansprechpartner

Prof. Dr. Siegfried Stapf

Fachgebietsleiter

Telefon 03677 69-3671

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INHALTE

Themen für Bachelor- und Masterarbeiten

Bei Interesse wenden Sie sich bitte an

Herrn Prof. Siegfried Stapf (Tel. 3671) oder an Herrn Dr. Carlos Mattea (3787).

 


(Bachelor/Master) DFT-Rechnung der Wechselwirkung polyaromatischer Moleküle mit Aromaten und Aliphaten

Sind Aromate als Sonden geeignet, um die Zusammensetzung von Erdöl in situ zu bestimmen?

 

In Kooperation mit dem FG Theoret. Physik I (Dr. Beenken): Verwendung von existierenden Dichtefunktionaltheorie (DFT)-Paketen zur Berechnung der Wechselwirkung von Modell-Asphaltenen (Polyzyklen, Graphen) mit einfachen Aromaten (Benzol, Toluol) und Alkanen (Hexan, Oktan) zur Verifikation von experimentell gefundenen Unterschieden in der Affinität; Energiebarrieren und Isotopeneffekte

Schwerpunkte: Rechnung bzw. Simulation; Dokumentation; zu einem späteren Zeitpunkt ggf. Abgleich mit Experiment bzw. Rückkopplung mit experimental design

 

 

(Bachelor/Master) Konstruktion und Einsatz einer Druck- und Zugapparatur zur definierten Deformation

Wie muss eine nichtmagnetische Druckzelle aussehen, die Proben deformiert und zugleich den Druck mißt?

 

Design, Dimensionierung und Bau einer Druck- und möglichst einer Zugzelle für weiche Proben (Knorpel, Sehnen, Gummi, Gewebe) aus nichtmetallischem Material, geeignet zum Einbau in Hochfeld-Magneten, incl. Messung der Kraft bzw. Dehnung/Stauchung

Schwerpunkte: Konstruktion, Literaturarbeit

 

 

(Bachelor/Master) Fluorierte Tracer als Sonden für die Polymerdynamik

Wie beeinflusst die Anwesenheit langer Kettenmoleküle die Verteilung und die Beweglichkeit von Sondenmolekülen?

 

Verwendung von fluorierten Tracer-Molekülen in kleinen Konzentrationen in Polymerschmelzen, Messung der Spektren und Relaxationseigenschaften, ggf. Diffusion – Übertragung existierender Erfahrungen mit andere Fluiden

Schwerpunkte: Probenpräparation, Experiment, Dokumentation

 

 

(Bachelor/Master) Herstellung und Messung elektrisch leitfähiger Filme mit Ionischen Flüssigkeiten

Wie können auf einfachste Weise robuste, flexible leitfähige Filme auf Basis von Biomolekülen entstehen?

 

Verwendung existierender Prozeduren zur Herstellung von biopolymeren Filmen (Gelatine, Stärke, Polyvinylalkohol) unter Zugabe ionischer Flüssigkeiten; Messung des Filmbildungsverhaltens und der Leitfähigkeit, möglichst zeitgleich; versuchsweise Anwendung als Aktoren (Verbiegung unter el. Spannung)

Schwerpunkte: Präparation, Literaturarbeit, Bau einer Leitfähigkeitszelle, Experiment 

 

 

(Master) Rheologie an Polymerschmelzen: Hochfeld

Kann mechanische Belastung die Moleküldynamik messbar beeinflussen?

 

Nutzung einer vorhandenen Apparatur zur systematischen Analyse der Veränderung der NMR-Relaxationseigenschaften von gescherten Polymerschmelzen und ggf. anderen komplexen Fluiden mit spektraler Auflösung

Schwerpunkte: Probenpräparation, Messung; Dokumentation und Optimierung der Messparameter; Datenanalyse und Literatur

 

 

(Master) Rheologie an Polymerschmelzen: variables Magnetfeld

Wie können im schwachen Magnetfeld möglichst hohe Deformationsraten erreicht werden, um den Einfluss von Scherung auf Moleküle zu messen?

 

Modifikation oder Neukonstruktion einer Scher-Zelle mit kleinen Abmessungen (Prototyp existiert); Test der Hardware und der Ansteuerung, Durchführung von Messungen

Schwerpunkte: Konstruktion, Dokumentation von Messparametern (z.B. Reibung/Erwärmung); Literaturarbeit; Messung, sofern Aufbau zufriedenstellend

 

 

(Master) Bestimmung der Anisotropie in Diffusion anhand gerichteter künstlicher und natürlicher Proben

Wie können mikroskopisch anisotrope Proben möglichst schnell mittels NMR quantifiziert werden?

 

Verwendung existierender Pulsprogramme und Auswerteroutinen am Hochfeld-Magneten; Herstellung und Verwendung von definierten Modellproben, z.B. Faserbündel; Vergleich mit natürlichen Proben (Knorpel, Sehnen, Pflanzenfasern); Abgleich verschiedener Messparameter

Schwerpunkte: Konstruktion und Messung; Literaturarbeit und theoretische Beschreibung

 

 

(Master) Entwicklung und Einsatz von Doppelquanten-Codierung an Niederfeld-NMR-Geräten

Welche Ordnungsparameter in komplexen Fluiden oder Festkörpern können mit kommerzieller Niederfeld-Hardware bestimmt werden?

 

Integration von Literaturmethoden, teilweise bereits implementiert, auf verschiedene Niederfeld-NMR-Geräte; Machbarkeitstest (Messdauer) anhand definierter Standards (Ordnung im Flüssigkristall, gestreckte Elastomere); ggf. Erstellung einer automatischen Auswertungssoftware oder Realisierung von 2D-Verfahren

 

Schwerpunkte: Programmieren, Theorie, Messung, Analyse

 

 

(Master) Aufbau von Routine-Messverfahren an einem Halbach-Magneten

Wie können existierende NMR-Messmethoden an einem begrenzt homogenen und feldveränderlichem Ringmagneten effektiv umgesetzt werden?

 

Modifikation und nach Bedarf Neukonstruktion eines Probenkopfes für einen existierenden Halbach-(Ring-)Magneten; Homogenisierung des Magnetfeldes in Abhängigkeit von der Feldstärke, Auffinden der optimalen Probengeometrie und Probenkopfeigenschaften; Optimierung von Mess- und Steuerroutinen

Schwerpunkte: Programmieren, Simulation, Experiment, automatisierte Datenauswertung

 

 

(Master) Konstruktion einer miniaturisierten Temperierungszelle für die NMR-MOUSE

Wie kann die Temperatur eines dünnen Objektes isoliert von der Umwelt geregelt werden?

 

Ein Objekt mit ca. 2 mm Dicke ist in einem Abstand von ca. 2 mm vom Permanentmagneten zu temperieren, wobei die Magnettemperatur konstant bleiben muss: Verwendung mikrofluidischer Elemente mit Heiz- und Kühlkreislauf, Aufbau einer Regelung mit Messsonden im Vor- und Rücklauf

Schwerpunkte: Konstruktion, Regelung, Elektronik

 

 

(Master) Aufbau und Ansteuerung eines 2D-Messtisches zur automatisierten Messung von NMR-Parametern

Wie können serielle Messungen von zeitlich veränderlichen Proben effektiv durchgeführt werden?

 

Basierend auf Mikrotiterplatten und einem miniaturisierten 2D-Meßtisch soll eine Geometrie konstruiert werden, die selbsttätig die Messobjekte über die Magnetposition fährt und den Messvorgang in Gang setzt; Verwendung kommerzieller oder selbst konstruierter Positionierungen; Integration der Steuerprogrammierung in die Messsoftware

 

Schwerpunkte: Konstruktion, Programmieren