Record #520996

DFG project G:(GEPRIS)179546604

FOR 1583: Wasserstoffbrückenbildende Flüssigkeiten bei Anwesenheit innerer Grenzflächen unterschiedlicher Hydroaffinität

Coordinator	Professor Dr. Michael Vogel
Grant period	2011 - 2019
Funding body	Deutsche Forschungsgemeinschaft
	DFG
Identifier	G:(GEPRIS)179546604

Note: Wasserstoffbrückenbildende Flüssigkeiten zeigen eine Vielzahl ungewöhnlicher Eigenschaften, die sie für die grundlagen- und die anwendungsorientierte Forschung gleichermaßen sehr interessant machen. Ein bekanntes Beispiel bilden die Anomalien des Wassers, insbesondere die Dichteanomalie, die für das Leben unverzichtbar ist. Grenzflächen können die Eigenschaften von Flüssigkeiten sehr stark beeinflussen. Beispielsweise hängt die Fluidität von Wasser in nanoskopisch einschränkender Geometrie von der Hydroaffinität und der Größe des Confinements ab. Die Fähigkeit, das Verhalten von wasserstoffbrückenbildenden Flüssigkeiten in einer räumlichen Beschränkung gezielt zu steuern, ist von enormer Bedeutung für die Regulierung von biologischen Prozessen, aber auch für die Miniaturisierung in der Nanotechnologie. Die Forschergruppe kombiniert modernste Techniken der Präparation, Charakterisierung und Modellierung, um das Zusammenspiel von Struktur, Dynamik und Phasenverhalten wasserstoffbrückenbildender Flüssigkeiten in Confinements unterschiedlicher Größe, Hydroaffinität und Weichheit bei verschiedenen äußeren Bedingungen, insbesondere in einem großen Temperaturbereich, umfassend zu analysieren. Generell können Änderungen von Flüssigkeitseigenschaften im Confinement auf Grenzflächen-Effekten und auf Finite-Size-Effekten beruhen. Erstere werden durch spezifische Wechselwirkungen an den Rändern des Systems verursacht, während letztere auftreten, sobald die Größe des Confinements vergleichbar ist mit den strukturellen und dynamischen Längenskalen des Systems. Um die Bedeutung dieser Effekte zu erforschen und ein grundlegendes Verständnis zu erlangen, werden in der Forschergruppe nanoporöse Wirtmaterialien mit funktionalisierten Oberflächen maßgeschneidert hergestellt. Zur Analyse der Eigenschaften der Gastmaterialien kommt eine Vielzahl experimenteller und theoretischer Methoden in Kombination zum Einsatz. Hierzu zählen Techniken der Streuung, Spektroskopie, Kalorimetrie und Mikroskopie genauso wie Ansätze der Simulation und Modellierung. Auf diese Weise können die Struktur und Dynamik auf verschiedensten Längen- und Zeitskalen untersucht werden, um einerseits grundlegende Einsichten in die Struktur-Dynamik-Beziehungen auf mikroskopischer Ebene zu erlangen und andererseits die makroskopischen Eigenschaften aus den molekularen Mechanismen abzuleiten.

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Record created 2023-02-02, last modified 2024-09-27

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