Quanten-klassische Simulationen mit adaptiver Auflösung von wässriger Solvatisierung: Effekte der räumlichen Delokalisierung des Wasserstoffs.

• Antragsteller: Professor Dr. Luigi Delle Site
• Fachliche Zuordnung: Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik ; Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 234754646

In vorhergehenden Arbeiten wurde gezeigt, dass die wichtigen Eigenschaftenvon Wasser in der ersten Lösungsmittel-Schicht lokalisiert sind. Dieklassischen Methoden sind jedoch nicht flexibel genug um diesesLösungsmittelverhalten zu beschreiben. Deshalb ist es wichtig, genauereMethoden zu benutzen, die auch das quantenmechanische Verhalten durch dieDelokalisierung der Atome im Raum beschreiben. Der Aggregationsprozesswird durch das Wasser selbst moderiert, wofür die Fulleren-Moleküle sicherst weit genug nähern müssen, damit die Hydrathülle um die beidenMoleküle wechselwirken können. Dies impliziert, dass man denAggregationsprozess gezielt anstoßen muss.Die verwendeten Simulationsmethoden (entweder klassisch oderquantenmechanisch) zeigen jedoch grundlegend verschiedene Mechanismen zurAusbildung der Lösungsmittel-Schicht. Es konnte bewiesen werden, dass dieAdaptive Resolution-Simulation (AdResS) das Verhalten bei der Aggregationhinreichend gut beschrieben kann. Diese Methode hat sich damit als einwichtiges Werkzeug herausgestellt, um den nächsten Schritt, dieUntersuchung von nicht-Gleichgewicht Systemen, wie den Einfluss eineselektrischen Feld auf die Lösungsmittelschicht zu studieren. Und damitgenauere Erkenntnisse über die lokalen Eigenschaften und dasWasserstoff-Brücken-Netzwerk zu erhalten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Italien, USA
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Giovanni Ciccotti; Professorin Dr. Cecilia Clementi, Ph.D.; Professor Francesco Paesani, Ph.D.; Professor Dr. Christof Schütte