Promotionsverteidigung M.Eng. Rui Zhang

Am Freitag, dem 10. Juli 2020, 15:00 Uhr, findet die Verteidigung der Dissertationsarbeit von Herrn Rui Zhang (Experimenthalphysik, AG Prof. Dr. Schick) zum Thema Polymer nucleation and crystallization investigated by in situ combination of atomic force microscopy (AFM) and fast scanning calorimetry (FSC)per Videokonferenz statt.

Anmeldungen unter: verteidigungen.physik@uni-rostock.de

Abstract

A chip based fast scanning calorimeter (FSC) is used as a fast hot-stage in an atomic force microscope (AFM). This way, the morphology of materials with a resolution from micro to nano meters after fast thermal treatments becomes accessible. FSC can treat the sample isothermally or at heating and cooling rates up to 1 MK s-1. The short response time of the FSC in the order of milliseconds enables rapid changes from scanning to isothermal modes and vice versa. Additionally, FSC provides crystallization/melting curves of the sample just imaged by AFM. A combined AFM-FSC device is described, where the AFM sample holder is replaced by the FSC chip-sensor. The sample can be repeatedly annealed at pre-defined temperatures and times and the AFM images can be taken from exactly the same spot of the sample. Homogeneous crystal nucleation in polyamide 66 (PA 66) was studied by the AFM-FSC described above. The present thesis offers a qualitatively new approach of analysing the kinetics of homogeneous nucleation of polymers. In addition, it allows employing the specific AFM-FSC setup as a valuable tool for direct observation of crystal-specific enthalpies of crystallization.

Zusammenfassung

Ein Chip-basiertes Fast-Scanning-Kalorimeter (FSC) wird als schneller Heißtisch in einem Rasterkraftmikroskop (AFM) verwendet. Auf diese Weise wird die Morphologie von Materialien mit einer Auflösung von Mikro- bis Nanometern nach schnellen Wärmebehandlungen zugänglich. FSC kann die Probe isotherm oder mit Heiz- und Abkühlraten von bis zu 1 MK s-1 behandeln. Die kurze Reaktionszeit des FSC in der Größenordnung von Millisekunden ermöglicht schnelle Änderungen vom Scannen zum isothermen Modus und umgekehrt. Zusätzlich liefert FSC Kristallisations- / Schmelzkurven der gerade durch AFM abgebildeten Probe. Es wird eine kombinierte AFM-FSC-Vorrichtung beschrieben, bei der der AFM-Probenhalter durch den FSC-Chipsensor ersetzt wird. Die Probe kann wiederholt bei vordefinierten Temperaturen und Zeiten getempert werden, und die AFM-Bilder können von genau derselben Stelle der Probe aufgenommen werden. Die homogene Kristallkeimbildung in Polyamid 66 (PA 66) wurde mit dem oben beschriebenen AFM-FSC untersucht. Die vorliegende Arbeit bietet einen qualitativ neuen Ansatz zur Analyse der Kinetik der homogenen Keimbildung von Polymeren. Darüber hinaus ermöglicht es die Verwendung des spezifischen AFM-FSC-Aufbaus als wertvolles Werkzeug zur direkten Beobachtung kristallspezifischer Kristallisationsenthalpien.

Organisator

  • Institut für Physik

Veranstaltungsort

  • Institut für Physik
    Albert-Einstein-Straße 23
    18059 Rostock

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