Janus-Partikel

Unter Janus-Partikeln versteht man solche, die eine deutliche Anisotropie in einem oder mehreren Aspekten aufweisen. Dabei kann es sich unter anderem um die chemischen, elektrischen oder auch magnetischen Eigenschaften handeln. Viele Systeme aus solchen Partikeln zeigen Selbstanordnung, die diverse praktische Anwendungsmöglichkeiten eröffnet. Wir simulieren nun Kolloide mit einer magnetischen Kappe und untersuchen den Einfluss, der durch die Kappe oder externe Einflüsse, wie Magnetfelder oder Temperatur, auf diese Selbstanordnung ausgeübt wird. Die magnetischen Eigenschaften werden - als Erweiterung zu bestehenden Dipol-Ansätzen - durch eine stromdurchflossene Ringspule angenähert. Dadurch können trotz weniger Parameter gut die experimentell beobachteten Anordnungen der Partikel reproduziert werden. Mehr dazu findet sich in der Publikation Physica Status Solidi (A) 216(2019)19, 1900506.

Abbildung: Orientierung und Betrag des normierten Magnetfelds \(\vec{B}/B\) bei einer jeweils stabilen Anordnung zweier Janus-Partikel mit Radius \(R\) für unterschiedliche Spulenparameter Radius \(u^∗ = u/R\) und Verschiebung aus dem Zentrum \(v^∗ = v/R\).