Debye-Prozess und Wasserstoffbrückendynamik in Glasbildnern

• Applicant: Professor Dr. Roland Böhmer
• Subject Area: Physical Chemistry of Molecules, Liquids and Interfaces, Biophysical Chemistry ; Experimental Condensed Matter Physics
• Term: from 2008 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 100800169

Für die Struktur und Dynamik vieler supramolekulare Assoziate spielen Wasserstoffbrückenbindungen eine zentrale Rolle. Insbesondere ist ihre Eigenschaft, sich mit thermischen Energien reversibel öffnen und schließen zu lassen, von zentraler Bedeutung für biophysikalische Systeme. Alkohole mit genau einer OH-Gruppe stellen die wohl einfachste Form organischer Moleküle dar, die zur Ausbildung intermolekularer H-Brücken fähig sind. Aber gerade diese einfachen Alkohole zeigen eine Reihe unverstandener Eigenschaften. Im Gegensatz zu allen anderen nieder- und hochmolekularen Glasbildnern ist bei ihnen die an das Fliessverhalten gekoppelte, strukturelle Relaxation nicht der langsamste Bewegungsvorgang, sondern die mit dielektrischen Messungen beobachtete, sogenannte Debye-Relaxation. Diese wird häufig einem H-Brückennetzwerk zugeschrieben und sollte daher auch bei Alkoholen mit mehreren OH-Gruppen auftreten, eine Vermutung, die im Gegensatz zur experimentellen Beobachtung steht. Ziel des Projektes ist es, die mikroskopische Ursache der Debye-Relaxation aufzuklären. Dazu soll die kürzlich entdeckte, enorme Trennung von Debye- und Strukturrelaxation in binären Systemen ausgenutzt und mit speziellen dielektrischen und kernresonanzspektroskopischen Methoden in Kombination mit entsprechenden theoretischen Modellen erforscht werden.

• DFG Programme: Research Grants