dc.contributor.advisor | Zippelius, Annette Prof. Dr. | de |
dc.contributor.author | Kiemes, Martin | de |
dc.date.accessioned | 2011-02-01T15:31:47Z | de |
dc.date.accessioned | 2013-01-18T13:41:46Z | de |
dc.date.available | 2013-01-30T23:51:12Z | de |
dc.date.issued | 2011-02-01 | de |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B4E8-F | de |
dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-2920 | |
dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-2920 | |
dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-2920 | |
dc.description.abstract | In dieser Doktorarbeit werden in Anlehnung an das Zytoskelett der Zelle Netzwerke aus zufällig miteinander verknüpften semiflexiblen Polymeren untersucht. Dabei betrachten wir permanente cross-links, die die beteiligten Polymere unter einem für alle cross-links gleichen endlichen Schnittwinkel verbinden, und studieren die bezüglich der Orientierung geordneten Phasen des Systems in zwei Raumdimensionen. Wir behandeln die cross-links als ''quenched disorder´´ und analysieren das Modell im Rahmen einer semi-mikroskopischen Replika-Feldtheorie. Indem man, ausgehend von einem fluiden Zustand, in dem die Polymere einzeln oder in kleinen Polymerclustern vorliegen, die cross-link-Konzentration nach und nach erhöht, erfolgt an einem bestimmten Punkt ein kontinuierlicher Phasenübergang zu einer Gel-Phase. In diesem Gel sind die semiflexiblen Polymere entweder langreichweitig bezüglich ihrer Ausrichtung geordnet oder sie sind in zufälligen Richtungen eingefroren. Das Phasenverhalten lässt sich in Abhängigkeit vom bevorzugten Schnittwinkel der cross-links, von der Stärke der thermischen Fluktuationen um den bevorzugten Schnittwinkel herum, von der Konzentration der cross-links und der Steifigkeit der Polymere beschreiben. Ein Schnittwinkel von $\theta \sim 2 \pi / M$ an den cross-links führt zu langreichweitiger Orientierungsordnung mit $M$-zähliger Symmetrie. Man findet beispielsweise für den Fall $\theta = 60^\circ$ eine hexatischen Phase oder für den Fall $\theta = 90^\circ$ eine tetratische Phase. Die kritische cross-link-Dichte ist abhängig von der Biegungssteifigkeit der Polymere und der cross-link-Geometrie; je höher die Steifigkeit und je niedriger $M$, desto niedriger ist die erforderliche Anzahl von cross-links. Zwischen der Sol-Phase und dem langreichweitig geordneten Zustand beobachten wir eine weitere Gel-Phase, den Statistisch Isotropen Amorphen Festkörper (SIAS). Der SIAS zeichnet sich durch die zufällige Lokalisierung der Polymere bezüglich ihrer Positionen und ihrer Ausrichtungen aus. | de |
dc.format.mimetype | application/pdf | de |
dc.language.iso | eng | de |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/ | de |
dc.title | Orientational order and glassy states in networks of semiflexible polymers | de |
dc.type | doctoralThesis | de |
dc.title.translated | Orientierungsordnung und Glas-Zustände in Netzwerken aus semiflexiblen Polymeren | de |
dc.contributor.referee | Zippelius, Annette Prof. Dr. | de |
dc.date.examination | 2010-11-23 | de |
dc.subject.dnb | 530 Physik | de |
dc.description.abstracteng | Motivated by the structure of networks of cross-linked cytoskeletal biopolymers, the orientationally ordered phases in networks of randomly cross-linked semiflexible polymers are studied in two dimensions. We consider permanent cross-links prescribing a finite angle, and treat them as quenched disorder in a semi-microscopic replica field theory. Starting from a fluid of single polymers and small polymer clusters (sol), and increasing the cross-link density, a continuous gelation transition occurs. In the resulting gel, the semiflexible chains display either long-range orientational order or are frozen in random directions. The phase behavior is categorized depending on the value of the crossing angle, the degree of thermal fluctuations about the crossing angle, the cross-link concentration, and the stiffness of the polymers. A crossing angle $\theta \sim 2 \pi / M$ leads to long-range $M$ -fold orientational order, e.g. a hexatic phase for $\theta = 60^\circ$ or a tetratic phase for $\theta = 90^\circ$. The critical cross-link density depends on the bending stiffness of the polymers and the cross-link geometry; the higher the stiffness and the lower $M$ , the lower the critical number of cross-links. In-between the sol and the long-range ordered state, we always observe a gel which is a statistically isotropic amorphous solid (SIAS). The SIAS is characterized by random positional and random orientational localization of the participating polymers. | de |
dc.contributor.coReferee | Kree, Reiner Prof. Dr. | de |
dc.subject.topic | Physics | de |
dc.subject.ger | Orientierungsordnung | de |
dc.subject.ger | semiflexibel | de |
dc.subject.ger | Glas | de |
dc.subject.ger | Gel | de |
dc.subject.ger | diskrete Symmetrie | de |
dc.subject.ger | Phasenübergang | de |
dc.subject.ger | cross-link | de |
dc.subject.ger | Zytoskelett | de |
dc.subject.ger | Replika | de |
dc.subject.eng | orientational order | de |
dc.subject.eng | semiflexible | de |
dc.subject.eng | glass | de |
dc.subject.eng | gelation | de |
dc.subject.eng | discrete symmetry | de |
dc.subject.eng | phase transition | de |
dc.subject.eng | cross-link | de |
dc.subject.eng | cytoskeleton | de |
dc.subject.eng | replica | de |
dc.subject.bk | 33.25 | de |
dc.subject.bk | 33.66 | de |
dc.subject.bk | 35.80 | de |
dc.subject.bk | 42.12 | de |
dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-2795-4 | de |
dc.identifier.purl | webdoc-2795 | de |
dc.affiliation.institute | Fakultät für Physik | de |
dc.subject.gokfull | RVI 220: Struktur von Gläsern {Physik: Nichtkristalline Festkörper} | de |
dc.subject.gokfull | RVI 300: Polymere {Physik: Nichtkristalline Festkörper} | de |
dc.subject.gokfull | RDI 700: Statistische Physik | de |
dc.subject.gokfull | Quantenstatistik | de |
dc.subject.gokfull | WC 000: Biophysik | de |
dc.identifier.ppn | 66184594X | de |