Tröpfcheneinwirkung auf frei schwebende Flüssigkristallfilme

In diesem Projekt wollen wir die Auswirkungen von Flüssigkeitstropfen mit unterschiedlichen Benetzungseigenschaften auf dünne, frei schwebende flüssigkristalline (LC) Filme untersuchen. Solche Filme stellen quasi 2D-nanostrukturierte Flüssigkeiten mit einzigartigen Eigenschaften dar: Ihre Schichtstruktur garantiert eine gleichmäßige Filmdicke im Quasi-Gleichgewicht auf molekularer Ebene. Sie macht sie außerdem extrem robust und verhindert das Auslaufen, was im krassen Gegensatz zu den Seifenfilmen steht, die zur Untersuchung der Stoßdynamik verwendet werden. Gleichzeitig sind smektische Filme unglaublich flexibel und weisen eine komplexe Oberflächendynamik auf, so dass sie einzigartige Modellsysteme für die Untersuchung von dünnen Flüssigkeitsmembranen darstellen, die mit aufprallenden oder eingebetteten Objekten interagieren. Solche Filme ermöglichen nicht nur die Untersuchung von Benetzung und Entnetzung in Kombination mit den damit verbundenen reversiblen Verformungen der Filmoberflächen, sondern sie können auch zur Herstellung eingekapselter Tröpfchen verwendet werden, die stabile flüssigkristalline Mikroschalen bilden. Die Hauptmotivation des Vorschlags besteht darin, die Kopplung zwischen den Aufprallparametern und der dynamischen Reaktion des Films auf verschiedenen Längenskalen zu verstehen. Die Charakterisierung des Aufpralls von Mikrotropfen könnte den Weg für den Tintenstrahldruck von Mustern auf Flüssigkeitsfilmen ebnen. Durch Vernetzung oder Gelierung solcher Filme lassen sich elastische Feststoffmembranen von Submikrometer Dicke herstellen.
Dieser Text wurde mit DeepL übersetzt am 18.12.2025

Droplet impact on freely suspended liquid crystal films

In this project, we propose to study the impact of droplets of liquids with different wetting properties on thin freely suspended liquid-crystalline (LC) films. Such films represent quasi-2D nanostructured liquids, with unique features: Their layered structure guarantees uniform film thickness in quasi-equilibrium, on a molecular scale. It also makes them extremely robust and inhibits drainage, which is in stark contrast to the soap films used for studying impact dynamics. At the same time, smectic films are incredibly flexible, and they exhibit complex surface dynamics, providing unique model systems for studies of thin fluid membranes interacting with impacting or embedded objects. Such films not only allow the investigation of wetting and dewetting in combination with related reversible deformations of the film surfaces, but they can also be used to prepare encapsulated droplets, forming stable liquid-crystalline micro-shells. The primary motivation of the proposal is to understand the coupling between the impact parameters and the dynamic response of the film, at different length scales. The characterisation of microdroplet impact may pave the way for inkjet-printing patterns onto fluid films. By cross-linking or gelling such films, one can prepare submicrometre thick elastic solid membranes.