Self-Assembling Amphilic Systems - Vol. 16. Phase Transitions and Critical Phenomena

Von G. Gompper u. M. Schick.
Academic Press, London 1994. XIII + 187 S., Hardback,
ISBN 0-12-220316-X

Öl und Wasser mischen sich nicht, aber Seife dazwischen setzt die Trennflächenspannung zwischen Öl und Wasser herab oder macht sie sogar mischbar. Die dahinter stehende Theorie ist der Gegenstand dieses Buches, das den großen Fortschritt der letzten Jahre auf diesem Gebiet zusammenfaßt. Praktische Anwendungen finden solche drei-komponentigen Mischungen nicht nur beim Tellerwaschen, sondern auch bei der Förderung von Erdöl oder der Sanierung ölverseuchter Böden.

Seifenmoleküle und manche andere Stoffe sind amphiphile Ketten, mit einem hydrophilen Kopf, der Wasser anzieht, und einem hydrophoben Wasser-abstoßenden Schwanz. Sammeln sich diese Moleküle an der Trennschicht zwischen Wasser und Kohlenwasserstoffen, so steckt der Kopf bevorzugt im Wasser, der Schwanz lieber im Öl. Dadurch wird die Abstoßung zwischen Öl und Wasser verringert. Unter Umständen bilden sich lamellare oder sonstige periodische Strukturen (,,plumbers nightmare"), oder zwischen Öl und Wasser entsteht eine dicke Mittelphase mit oszillierenden Korrelationen, die Mikroemulsion. Wassertröpfchen im Öl und Öltröpfchen im Wasser, mit einigen Nanometern Radius, vervollständigen die Komplexität dieser ternären Flüssigkeiten.

Die Autoren erläutern die drei grundlegenden theoretischen Methoden und vergleichen deren Resultate mit Experimenten: Mikroskopische Modelle, Ginzburg-Landau-Theorie, Membran-Näherung à la Gennes und Helfrich. Zehn Seiten Literaturverzeichnis sammeln wichtige Arbeiten der ganzen Welt, vor allem aus den letzten zehn Jahren.

Das Buch ist zwar in der Domb-Green-Lebowitz-Reihe zu Kritischen Phänomenen erschienen, aber kritische Exponenten kommen nur gegen Ende vor; stattdessen sollte der Leser Gibbssche Phasendreiecke verstehen können. Das Buch ist vor allem für Forscher auf diesem Gebiet geschrieben; Studenten werden sich das Buch zu dem Preis wohl kaum leisten können. Der Schwierigkeitsgrad nimmt im Laufe der Kapitel zu. Besonders lobenswert finde ich die Aktualität des Buchs, bis hin zu Artikeln von 1994. Meine stärkste Kritik ist, daß die Methode der Molekulardynamik, die wegen der fortschreitenden Verbesserung der Computertechnik immer wichtiger wird, nur mit ein paar verstreuten Zeilen abgehandelt ist.

D. Stauffer, Köln

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