Rheologie ist die Wissenschaft, die sich mit dem Verformungs- und Fließverhalten von Materialien unter Krafteinwirkung beschäftigt. Dieses Verhalten wird routinemäßig mithilfe von Rheometern gemessen. Die Messung der rheologischen Eigenschaften kann bei allen Materialien angewandt werden – von Fluiden wie verdünnten Polymerlösungen und Tensiden über konzentrierte Proteinformulierungen und Halbfeststoffe wie Pasten und Cremes bis hin zu Polymerschmelzen oder festen Polymeren sowie Asphalt. Rheologische Eigenschaften größerer Mengen von Materialproben können mithilfe von mechanischen Rheometern durch Aufbringen einer Deformation oder in sehr kleinem Maßstab mithilfe von Mikrokapillarrheometern oder optischen Verfahren wie der Mikrorheologie bestimmt werden.

Viele gebräuchliche Materialien und Formulierungen weisen komplexe rheologische Eigenschaften auf, deren Viskosität und Viskoelastizität in Abhängigkeit von den äußeren Bedingungen wie mechanischer Belastung, Dehnung als auch in Abhängigkeit von der Zeit und Temperatur variieren kann. Unterschiede in der Probe selbst, wie z. B. die Proteinkonzentration oder deren Stabilität, und die Art der Formulierung bei Biopharmazeutika sind ebenfalls Schlüsselfaktoren, welche die rheologischen Eigenschaften bestimmen.

Rheologische Eigenschaften wirken sich auf alle Phasen des Produktzyklus über viele Industriebereiche hinweg aus – von der Entwicklung der Formulierung und Festigkeit über Verarbeitungseigenschaften des Materials bis hin zu Verhalten des Produkts bei seiner Verwendung. Die Art des für die Messung dieser Eigenschaften benötigten Rheometers ist meist von den relevanten Schergeschwindigkeiten und Zeitrahmen sowie von Größe und Viskosität der Proben abhängig. Beispiele für rheologische Messungen sind:

• Aufnahme eines Viskositätsprofils für nichtnewtonsches, scherabhängiges Verhalten zur Simulation von Verarbeitungs- und Nutzungsbedingungen

• Aufnahme des viskoelastischen Fingerabdrucks zur Bestimmung des Ausmaßes an feststoffähnlichem bzw. flüssigkeitsähnlichem Verhalten

• Beurteilung und Optimierung der Stabilität einer Dispersion

• Bestimmung der Thixotropie von Farben und Beschichtungsmaterialien zur Optimierung des Auftragens der Produkte und der Qualität der fertig gestellten Oberfläche

• Bestimmung des Einflusses der molekularen Struktur von Polymeren auf die Viskoelastizität und somit auf die Verarbeitungseigenschaften und das Verhalten des Endprodukts

• Bewertung von Entnehmbarkeit und Streichfähigkeit von Lebensmitteln und Körperpflegeprodukten

• Aufnahme von Aushärtungsprofilen von Klebstoffen und Geliersystemen

• Untersuchung von Therapeutika, insbesondere Bio-Pharmazeutika, in der Präformulierungsphase