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Kolloidglasübergang

Anders als beim Glasübergang in atomaren Sytemen ist der Kolloidglasübergang nicht temperaturgetrieben. Die Erhöhung der Dichte erfolgt durch Aufkonzentration der Proben, so dass die relevante Variable nicht mehr die Temperatur sondern der Gehalt an kolloidaler Komponente (der Volumenbruch) ist.
 

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Bei niedrigen Konzentrationen sind die Teilchen frei beweglich. Mit Erhöhung der Konzentration wird diese Beweglichkeit durch die näher rückenden Nachbarn immer weiter eingeschränkt. Man spricht in diesem Zusammenhang vom "Käfig" der nächsten Nachbarn. Dieser Käfigeffekt wird immer stärker, bis am Glasübergang schließlich die Langzeitdynamik eingefroren sein sollte. Die Teilchen sind dann im Käfig ihrer Nachbarn gefangen und können nur noch eine Bewegung um die Schwerpunkte vollziehen. Man erwartet für die Korrelationsfunktionen qualitativ den folgenden Verlauf:

 

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Bei niedrigsten Konzentrationen erwartet man einen exponentiellen Verlauf der Kurve. Bei ansteigenden Volumenbrüchen j setzt der Käfigeffekt ein und die Kurven entwickeln sich zu einem gestreckt exponentiellen Verlauf. Da die Käfige aufgrund der Dynamik der einzelnen Teilchen aber noch aufbrechen können, fällt die Korrelationsfunktion weiterhin ab (Strukturrelaxation). Dieser Abfall verschiebt sich jetzt mit steigender Konzentration zu längeren Zeiten, um dann am Glasübergang (jg) wegen der eingefrorenen Langzeitdynamik auszusterben (Käfige sind stabil). Bei weiterer Erhöhung der Konzentration steigt nur noch die Höhe des Plateaus an.
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