Lead
Die Entstehung von Kristallen in Flüssigkeiten oder Gasen (homogene Kristallbildung) oder auf Substraten (heterogene Kristallbildung) wird schon seit Jahrzehnten untersucht. Unter vielen thermodynamischen Bedingungen ist die Kristallbildung unterdrückt, da die Bildung kleiner Kristallkeime energetisch ungünstig ist. Aufgrund der Inkompatibilität des flüssigen oder gasförmigen mit dem kristallinen Zustand, muss eine Energiebarriere überwunden werden, um Kristallkeime zu bilden, die zu grossen Kristalliten weiter wachsen können.Die initiale Bildung der kleinsten Kristallkeime ist allerdings noch immer nicht gut verstanden, was sich in grossen Unterschieden zwischen gemessenen und berechneten Kristall-Bildungsraten widerspiegelt. Deshalb sind direkte Untersuchungen der Bildung der kleinsten Kristallkeime von grossem Interesse, um einen detaillierten Einblick in den Bildungsprozess der Kristallkeime zu erhalten.

Lay summary

In diesem Projekt wird die heterogene Kristallbildung in kolloidalen Suspensionen (Teilchen im Nano- oder Mikrometerbereich in Lösung) auf gekrümmten Oberflächen untersucht. Kolloidale Suspensionen sind experimentell besonders zugänglich und erlauben es, die Bildung kleinster Kristallkeime direkt zu verfolgen. Die Kristallbildung auf Oberflächen ist für Anwendungen besonders interessant, da sie eine Kontrolle über den Kristallisationsprozess ermöglichen. Der Einfluss der Krümmung des Substrats wird systematisch untersucht, um einerseits den Übergang von einer Behinderung der Kristallisation bei starker Krümmung zu einer Bevorzugung der Kristallisation auf flachen Substraten zu studieren und andererseits um den Einfluss von Oberflächen mit positiver und negativer Krümmung als Funktion des Krümmungsgrades zu verglichen. Die Untersuchungen werden mit kugelförmigen und Torus-förmigen Substraten durchgeführt. Für mögliche Anwendungen sollen Substrate mit besonders guten Eigenschaften für die Kontrolle der Kristallbildung identifiziert werden.