Phasenübergänge in mesoskopisch beschränkten Systemen: kombinierter Einsatz von NMR und Molekulardynamik
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Vielgestaltigkeit ihrer Aussagen, darin insbesondere eingeschlossen die Möglichkeit, gleichzeitig mit der „klassischen“ Messung von Sorptionsisothermen (über die Intensität des NMR-Signals), auch unikale Information zu den molekularen Umverteilungsgeschwindigkeiten (den Diffusionskoeffizienten) zu erhalten, machen die NMR-Spektroskopie zu einem leistungsfähigen Instrument bei der Erforschung der Gesetzmäßigkeiten von Phasenübergängen in mesoskopischen molekularen Systemen. Dies konnte mit neuartigen Ergebnissen und Erkenntnissen zu Phasenumwandlungen von Molekülen in Porenräumen, also von „soft matter“ unter „confinement“, im Rahmen des vorliegenden Projektvorhabens nachgewiesen werden. Die gewonnenen Resultate ziehen eine Vielzahl von Folgeprojekten nach sich, so z. B. in Bezug auf Phasenumwandlungen flüssig/fest und zur Aufklärung des Stofftransports unter den Bedingungen der sich durch die Phasenumwandlungen mit Temperaturvariation ständig verändernden Geometrie und Konsistenz der für den Stofftransport relevanten Porenräume. Wir sind der Deutschen Forschungsgemeinschaft sehr dankbar, dass mit der Förderung des vorliegenden Projektes eine solche Entwicklung möglich geworden ist und dass für die Weiterführung der resultierenden Vorhaben – insbesondere im Rahmen des laufenden Heisenberg-Stipendiums für einen von uns (R. V.) und der in Leipzig etablierten DFG-Forschungsverbünde (DFG-Forschergruppe „From local constraints to macroscopic transport“ und IRTG „Diffusion in porous materials“) - günstige Rahmenbedingungen bestehen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Exploration of molecular dynamics during transient sorption of fluids in mesoporous materials. Nature 430 (2006) 965-68
R Valiullin, S Naumov, P Galvosas, J Kärger, H-J Woo, F Porcheron, PA Monson
- Orientational ordering of linear n-alkanes in silicon nanotubes. Physical Review E 73 (2006)
R Valiullin, A Khokhlov
- Diffusion hysteresis in mesoporous materials. European Physical Journal-Special Topics 141 (2007) 107-12
S Naumov, R Valiullin, P Galvosas, J Kärger, PA Monson
- Diffusion of guest molecules in MCM-41 agglomerates. The Journal of Chemical Physics 126 (2007) 054705-6
R Valiullin, M Dvoyashkin, P Kortunov, C Krause, J Kärger
- Diffusion processes in mesoporous adsorbents probed by NMR. Adsorption-Journal of the International Adsorption Society 13 (2007) 239-45
R Valiullin, M Dvoyashkin
- Freezing and melting transitions of liquids in mesopores with ink-bottle geometry. New J. Phys. 9 (2007) 272
A Khokhlov, R Valiullin, J Kärger, F Steinbach, A Feldhoff
- Temperature effects on phase equilibrium and diffusion in mesopores. Physical Review E 75 (2007) 041202
M Dvoyashkin, M Valiullin, J Kärger
- Probing memory effects in confined fluids via diffusion measurements. Langmuir 24 (2008) 6429-32
S Naumov, R Valiullin, P Monson, J Kärger
