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Chimia 38 (1984) Nr. 6 (Juni)


Dieses Vorgehen von Werner Kuhn ist typisch für seinen Weg, ein komplexes Problem in den Griff zu bekommen, und ich sehe darin eines der ganz wichtigen Dinge, die er uns auch heute zu sagen hat: Die Theoretiker versuchen meistens ein komplexes Problem dadurch anzusteuern, dass sie es in seiner ganzen Komplexität formal zu fassen suchen, um dann zunächst vor einem unlösbaren Problem zu stehen. Sie versuchen dann das Problem durch Weglassen dieses und jenes Terms lösbar zu machen. Es wird also ein möglichst allgemeingültiges Formelgebäude aufgestellt, das aber dann nachträglich, um zu einem Vergleich mit der Erfahrung zu gelangen, in physikalisch oft schwer überschaubarer Weise so vereinfacht werden muss, dass vom ursprünglichen Gebäude wenig übrigbleibt. Werner Kuhn ging umgekehrt so vor, dass er vom drastisch gegenüber der Wirklichkeit vereinfachten Modell ausging, das das physikalisch Wesentliche wiederzugeben vermochte, aber andererseits noch so einfach war, dass die interessanten Konsequenzen aus dem Modell mathematisch konsequent abgeleitet werden konnten. Dieses Modell untersuchte er dann in allen Einzelheiten, indem er daraus neue experimentell prüfbare Konsequenzen ableitete. Werner Kuhn wollte die Rechenergebnisse in jedem Teilschritt überschauen und hatte daher zu einer Berechnung mit elementaren Mitteln grösseres Vertrauen als zu mehr abstrakten mathematischen Formalismen.

Er war also bemüht, die Untersuchung am Modell exakt durchzuziehen, die Konsequenzen aus dem Modell detailliert zu verfolgen. Das hat den Vorteil, dass man unmittelbar sieht, was wichtig ist und die Grenzen in der sinnvollen Beschreibung durch das Modell unmittelbar durchschaut. Er vermied durch sein Vorgehen den Aufwand einer überflüssigen Verallgemeinerung, der nur ablenkt vom Ziel der theoretischen Untersuchung, eine möglichst umfassende Deutung bestimmter Erscheinungen und eine Voraussage neuer Erscheinungen zu geben.

In dem erwähnten Modell für das Fadenmolekül wird das Molekül im Strömungsgefälle orientiert und bei zunehmendem Strömungsgefälle verstärkt entknäuelt. Das hat zur Folge, dass die Lösung anisotrop wird, es tritt eine Strömungsdoppelbrechung auf: der Brechungsindex für Licht, das in der Richtung schwingt, in der die Moleküle gestreckt werden und grössere Verweilzeiten haben, ist anders als der Brechungsindex für Licht, das in der Richtung senkrecht dazu schwingt. Wegen der zusätzlichen Dehnung des Moleküls mit wachsendem Strömungsgefälle nimmt die Strömungsdoppelbrechung stärker als proportional zum Strömungsgefälle zu [4] (Abb. 9a). Der Effekt konnte durch Vergleich mit Messwerten von Signer und Mitarbeitern [5] (Punkte) bestätigt werden.


Abb. 9: Strömungsdoppelbrechung einer Lösung leicht deformierbarer Fadenmoleküle (a) und einer Lösung von Fadenmolekülen mit grosser Formzähigkeit (b). rot = q/4Drot, q Strömungsgefälle, Drot Rotationsdiffusionskonstante


Es ist mir eine grosse Freude zu sagen, dass Rudolf Signer, der damals in Bern die Messtechnik der Strömungsdoppelbrechung entwickelt und mit ihr Wichtiges für die Bestätigung der Theorien von Werner Kuhn beigetragen hatte, immer noch bei guter Gesundheit in der Nähe von Bern lebt.

Beim Vergleich der Theorie mit der von Signer und Mitarbeitern gemessenen Strömungsdoppelbrechung fand ich auch Fälle, in denen die Strömungsdoppelbrechung nicht überproportional, sondern ganz im Gegensatz zur Theorie schwächer als proportional anstieg (Abb. 9b), und ich dachte, dass das nur auf der Beschränkung der freien Drehbarkeit um die Bindungen als Achsen beruhen könnte, dass also die Moleküle so steif seien, dass sie nicht Zeit haben, beim Herumwirbeln in der Lösung gestreckt und dann wieder zusammengestaucht zu werden, ein Effekt, der sich umso stärker auswirken muss, je kürzer die Molekülkette, je kleiner also das Molekulargewicht ist. Dieser Gedanke war etwas ketzerisch, weil damals Einfachbindungen als praktisch frei um die Bindungsachsen drehbar betrachtet wurden.

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