Die Dicke eines elektrochemisch aktiven Biofilms, seine Zelldichte, Stabilität und Transport-Eigenschaften, die Kinetik seiner Bildung und seine Robustheit gegenüber variablen Umweltbedingungen sind von zentraler Bedeutung für die Effizienz und den praktischen Nutzen bioelektrochemischer Zellen. Das Ziel dieses Teilprojekts ist die Entwicklung einer Methode zur in situ Bestimmung der Dicke und der Schersteifigkeit von elektrisch aktiven Biofilmen mit Hilfe von akustischen Torsionsresonatoren.i Die akustischen Eigenschaften werden mit den elektrochemischen Eigenschaften korreliert, um ein physikalisch-elektrochemisches Biofilmmodell zu entwickeln.
Zentrale Fragen sind:
Ein Torsionsresonator besteht aus einem zylindrisch geformten Piezo-Kristall, der über aufgebrachte Elektroden zu einer Torsionsschwingung angeregt wird. Die Resonanzfrequenz liegt im Bereich von 50 kHz. Resonanzfrequenz und Resonanzbreite ändern sich bei Kontakt mit einer Probe. Diese Änderungen werden im Rahmen eines viskoelastischen Modells in eine Filmdicke und eine apparente Steifigkeit des Films umgerechnet. Die gestrichelte Linie oben skizziert die Amplitudenverteilung der Scherwelle.
Personen:
Philipp Sievers,
Dr. Arne Langhoff,
Prof. Diethelm Johannsmann
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