Was ist ein Rheometer?

Ein Rheometer ist eine Art Viskosimeter, das viskoelastische Eigenschaften von Materialien über die reine Viskosität hinaus misst. Rheologie ist das Fließen von Flüssigkeiten und die Verformung von Festkörpern unter verschiedenen Arten von Spannungen und Dehnungen. Dieses Tool misst daher das Materialverhalten wie Fließspannung, kinetische Eigenschaften, komplexe Viskosität, Modul, Kriechen und Erholung.
Die meisten Rheometermodelle gehören zu drei spezifischen Kategorien: Rotation, Kapillar oder Extension. Das am häufigsten verwendete Rheometer ist das Rotationsrheometer, das auch als Spannungs-/Dehnungsrheometer bezeichnet wird, gefolgt vom Kapillarrheometer.

Das Rheometer hat beim Bau und Unterhalt von Straßen an Bedeutung gewonnen. Die Messung der Rheologie von Asphaltbindemitteln hilft, die Fahrbahnleistung im Laufe der Zeit vorherzusagen, da sie von sich ändernden Klima- und Verkehrsbedingungen beeinflusst wird. Im Jahr 1993 führte die US-Regierung die Messung der rheologischen Eigenschaften in der Pflasterindustrie ein, als sie das Strategic Highway Research Program finanzierte. Dieses Programm hat zu einem breiteren Branchenverständnis über die Nutzung rheologischer Eigenschaften zur Verbesserung der Leistungseigenschaften von Asphaltbindemitteln geführt.

Dieses Tool wird auch verwendet, um die Rheologie von halbfesten Stoffen, Suspensionen, Emulsionen und Polymeren in Industrien wie Pharma, Lebensmittel, Kosmetik und Konsumgüter zu messen. Diese Messungen können helfen, die Haltbarkeit von Produkten unter verschiedenen Stressbedingungen vorherzusagen. Darüber hinaus kann es im medizinischen Bereich eingesetzt werden. 1999 wurde die Elastizität und Bruchdehnung von Blutgerinnseln am Institut für Hydrodynamik der Akademie der Wissenschaften in der Tschechischen Republik mit einem Rotationsrheometer mit kontrolliertem Belastungssystem gemessen. Die Ergebnisse zeigten eine Abnahme der Elastizität und eine Zunahme der Bruchdehnung in Blutgerinnseln mit steigendem Hämatokrit.

Eine überraschende Anwendung des Werkzeugs findet sich in einem Experiment von 1999, das an der University of Nottingham im Vereinigten Königreich stattfand. In diesem Experiment wurden ein Rheometer und ein Doppelschneckenextruder verwendet, um die Kraft zu bestimmen, die erforderlich wäre, um eine hitzebeständige vegetative Bakterienart, Microbacterium lacitum, zu zerstören. Dieses Experiment hat viele vielversprechende Anwendungen im medizinischen Bereich.