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Gravity-induced phase phenomena in plate-rod colloidal mixtures

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Eckert, Tobias ; Schmidt, Matthias ; de las Heras, Daniel:
Gravity-induced phase phenomena in plate-rod colloidal mixtures.
In: Communications Physics. Bd. 4 (2021) . - 202.
ISSN 2399-3650
DOI: https://doi.org/10.1038/s42005-021-00706-0

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Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Abstract

Gravity can affect colloidal suspensions since for micrometer-sized particles gravitational and thermal energies can be comparable over vertical length scales of a few millimeters. In mixtures, each species possesses a different buoyant mass, which can make experimental results counter-intuitive and difficult to interpret. Here, we revisit from a theoretical perspective iconic sedimentation-diffusion-equilibrium experiments on colloidal plate-rod mixtures by van der Kooij and Lekkerkerker. We reproduce their findings, including the observation of five different mesophases in a single cuvette. Using sedimentation path theory, we incorporate gravity into a microscopic theory for the bulk of a plate-rod mixture. We also show how to disentangle the effects of gravity from sedimentation experiments to obtain the bulk behavior and make predictions that can be experimentally tested. These include changes in the sequence by altering the sample height. We demonstrate that both buoyant mass ratio and sample height form control parameters to study bulk phase behavior.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Keywords: Colloids; Soft materials; Statistical physics
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Lehrstuhl Theoretische Physik II
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Lehrstuhl Theoretische Physik II > Lehrstuhl Theoretische Physik II - Univ.-Prof. Dr. Matthias Schmidt
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Eingestellt am: 12 Mär 2022 22:00
Letzte Änderung: 28 Aug 2023 08:59
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/68909