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Lead
Um unser Trinkwasser sauber zu halten, Erdwärme zu nutzen, oder die Bildung von Erzlagerstättenzu verstehen, ist es wichtig zu wissen, wie sich Fluide (Flüssigkeiten, Gase) im Untergrundbewegen. Auf der Mikrometerskala müssen sich diese ihren Weg von Pore zu Pore suchen.Wenn längliche Poren eine bevorzugte Orientierung aufweisen, gibt es Richtungen, entlangdieser sich die Fluide schneller bewegen können, was zu bevorzugten Fliessrichtungenführt. Das Ziel dieses Projekts ist es, die Anwendung magnetischer Methoden voranzutreiben,um den Porenraum schneller und mit höherer Auflösung zu beschreiben als bisher. Diese neuenMethoden werden Anwendungen in den Geo-, Umwelt- und Materialwissenschaften finden.
Lay summary
Das Hauptziel dieses Projekts ist es den Porenraum in Gesteinen, insbesondere die Form und Orientierung der Poren und die daraus resultierenden bevorzugten Fliessrichtungen besser zu verstehen. Dazu werden wir eine Methode weiterentwickeln, die bisher vor allem dazu gebraucht wurde, die Orientierung von Mineralen im Gestein schnell und effizient zu beschreiben; magnetische Anisotropie, oder die Variation magnetischer Eigenschaften mit der Messrichtung. Die Idee hinter diesem Projekt ist, dass alle Poren im Gestein mit einer stark magnetischen Flüssigkeit, dem sogenannten Ferrofluid, gefüllt werden, und dann die magnetischen Eigenschaften dieser ferrofluid-gesättigten Probe gemessen werden. Wenn die magnetischen Eigenschaften von der Messrichtung abhängen, können Rückschlüsse über Porenform und deren bevorzugter Ausrichtung gezogen werden. Diese magnetische Methode ist effizienter und braucht weniger Speicherplatz als traditionelle Methoden der Porencharakterisierung. Ausserdem hat sie das Potential, dass kleinere Poren mit berücksichtigt werden können. Erste Resultate zeigen Potential, allerdings ist die Beziehung zwischen der Porengeometrie, -orientierung und -anordnung und magnetischen Resultaten noch nicht vollständig erforscht und verstanden. Deshalb werden wir in diesem Projekt die magnetische Methode mit anderen Methoden, die den Porenraum beschreiben, vergleichen, und Modelle entwickeln, die die Interpretation magnetischer Daten in Zukunft vereinfachen. Dadurch können Porenräume in künftigen Studien schneller beschrieben werden, was es Forschenden ermöglicht, mehr Proben zu analysieren und z.B. ein besseres Verständnis von lokalen Variationen der Fliesseigenschaften zu erhalten. Die Methode kann auf verschiedene Materialien angewendet werden, zum Beispiel auch in Material- und Umweltwissenschaften.