Nichtlineare dielektrische Spektroskopie zum Nachweis von Kooperativität und Heterogenität in glasbildenden Flüssigkeiten

Gläser, zu denen neben Oxidgläsern beispielsweise auch Polymere, Biopolymere und metallische Gläser zählen, begegnen uns alltäglich. Interessanterweise wissen wir bis heute aber nicht genau, welche dynamischen Prozesse für die Verfestigung der flüssigen Glasschmelzen verantwortlich sind. Selbst die Produktion neuester Hightech-Gläser gründet oft nur auf Erfahrung und nicht auf einem fundamentalen Verständnis des amorphen Glaszustands. Mit Hilfe innovativer messtechnischer Ansätze auf dem Gebiet der dielektrischen Spektroskopie werden in dieser Arbeit neue Erkenntnisse über die Glasdynamik gewonnen. Fortschritte bei der Probenpräparation ermöglichen das Anlegen elektrischer Wechselfelder von bis zu 850 kV/cm an dipolare, glasbildende Flüssigkeiten. Die Messung nichtlinearer Effekte erreicht damit eine noch nie dagewesene Genauigkeit. Dadurch werden neue Aussagen über die heterogene Natur molekularer Beweglichkeit in verschiedensten Flüssigkeiten erzielt. Weiter gelingt erstmals der experimentelle Nachweis eines viel diskutierten Modells: Die Verfestigung glasbildender Schmelzen ist direkt mit der Kooperativität ihrer Moleküle verknüpft.