PT Unknown
AU Elsen, A
TI Untersuchung von Grenzflächen zwischen zwei Flüssigkeiten mittels Röntgenstreumethoden
PY 2012
PU Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
WP https://macau.uni-kiel.de/receive/diss_mods_00010498
LA de
DE Röntgenstreuung; Flüssigkeitsgrenzflächen
AB Die strukturelle Untersuchung von Phasengrenzen zwischen zwei Flüssigkeiten ist aufgrund der Tatsache, dass sie nicht direkt zugänglich sind (sog. vergrabene Grenzflächen), der hohen thermischen Beweglichkeit der Teilchen, sowie der Kapillarwellen experimentell sehr anspruchsvoll und durch den Mangel an geeigneten Methoden bisher kaum durchgeführt worden. Röntgenstreuung, insbesondere Reflektivität und Streuung unter streifendem Einfall, stellt eine ideale Untersuchungsmethode für derartige Phasengrenzen dar, da sie eine Untersuchung auf atomarer Skala ermöglicht und eine hohe zeitliche Auflösung bietet, so dass durch äußere Einflüsse hervorgerufene Änderungen der Grenzflächenstruktur in situ beobachtet werden können.  
In dieser Arbeit wurde unter Verwendung von Röntgenstreumethoden die Grenzflächenstruktur zwischen einer flüssigen Quecksilberelektrode und verschiedenen wässrigen Elektrolyten in Abhängigkeit des Potentials sowie von Lipidmonoschichten an der hydrophoben Grenzfläche zwischen Wasser und Perfluorohexan untersucht. 
An der Grenzfläche zwischen Quecksilber und Natriumfluoridlösung wurde mittels Röntgenreflektivität eine atomare Schichtung des Quecksilbers ähnlich derjenigen an der Quecksilber-Gas-Grenzfläche gefunden. Die in situ durchgeführten Untersuchungen zur Bestimmung des Potentialeinflusses auf die Grenzflächenstruktur zeigten, dass die atomare Schichtung potentialunabhängig ist. Es handelt sich bei der Schichtung daher wahrscheinlich um eine intrinsische Eigenschaft des Quecksilbers. Für die Grenzflächenrauhigkeit wurde dagegen eine Potentialabhängigkeit gefunden, die neben dem nach der Kapillarwellentheorie erwarteten Anteil einen zusätzlichen Beitrag in der Größenordung der durch Polarisation der Leitungselektronen zu erwartenden Änderung des Grenzflächenprofils aufwies.
Für eine Elektrolytlösung, die zusätzlich zum Natriumfluorid auch Natriumbromid und Blei(II)-bromid, d. h. spezifisch adsorbierende Spezies enthielt, wurde ein potentialinduziertes, reversibles Wachstum einer 0.76 nm dicken PbFBr-Adsorbatschicht beobachtet.
Ihre kristalline Struktur konnte anhand der Reflektivitätsmessungen auf atomarer Skala aufgelöst werden. Für außerdem entstandene PbFBr-Kristallite wurde mittels Streuung unter streifendem Einfall eine Vorzugsorientierung nachgewiesen. In Übereinstimmung mit weiteren Untersuchungen zur Wachstumsdynamik kann von einer Templatwirkung der kristallinen Schicht für das Wachstum der Kristallite ausgegangen werden.
Weiterhin konnten Reflektivitätsmessungen an der kontrastarmen, hydrophoben Grenzfläche zwischen Wasser und Perfluorohexan durchgeführt und deren Grenzflächenrauhigkeit bestimmt werden. Für die Grenzfläche zwischen Wasser und Lösungen der Lipide POPC und DPPC in Perfluorohexan wurde die Ausbildung einer Lipidmonoschicht geringer Packungsdichte beobachtet. Weiterhin wurde die für die Anlagerung der Lipide an der Grenzfläche erwartete Erhöhung der Grenzflächenrauhigkeit gefunden.
PI Kiel
ER