Chemisch modifizierte Silicamaterialien als Modellsysteme zur Charakterisierung von Wasser-Oberflächen-Wechselwirkungen

• Antragsteller: Professor Dr. Gerd Buntkowsky
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 179546604

Ziel des vorliegenden Vorhabens ist die kontrollierte Modifikation der Oberflächen mesoporöser Silica- und Carbonmaterialien und die Untersuchung des Einflusses dieser Modifizierung auf Struktur, Dynamik und Phasenverhalten einfacher und binärer Flüssigkeiten im Confinement der Poren mit Methoden der Festkörper-NMR-Spektroskopie. Über die auf der Oberfläche vorhandenen Silanolgruppen lassen sich die Oberflächeneigenschaften der Silicamaterialien verhältnismäßig einfach chemisch funktionalisieren und zum Beispiel mit Amino-, Amid-, Carboxyl- Phosphat-Chlorid- oder auch Peptidfunktionen versehen und dadurch in ihren Eigenschaften (hydrophil/hydrophob, polar/unpolar, wasserstoffbrückenbildend) einstellen. Bei den Carbonmaterialien erfolgt die Einstellung der Oberflächeneigenschaften z.B. über die Carbonisierungstemperatur. Die Qualität der Materialien wird durch BET, SAXS, Festkörper-MAS-NMR und Dynamische Kernspinpolarisation kontrolliert. Für das Verhalten der Flüssigkeiten in den Poren werden 1H- und 2H-MAS-NMR Messungen durchgeführt. In den binären Mischungen interessieren wir uns für die dynamischen Prozesse an der Grenzschicht. Diese werden durch die Kombination von 1H-MAS und 2H-MAS NMR mit 2H- und 17O-Linienformanalyse analysiert. Das dynamische Verhalten der Oberflächenfunktionalisierung (Peptide und Alkylketten) wird mit 2H-Festkörper-NMR untersucht.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 1583: Wasserstoffbrückenbildende Flüssigkeiten bei Anwesenheit innerer Grenzflächen unterschiedlicher Hydroaffinität
• Mitverantwortlich: Dr. Hergen Breitzke