Infrarot-Laserkontrolle molekularer Reaktionsdynamik im elektronischen Grundzustand. Theorie und Experiment

• Antragsteller: Professor Dr. Karsten Heyne; Professor Dr. Oliver Kühn
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie ; Analytische Chemie ; Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 169703910

In diesem Vorhaben untersuchen wir die IR-Laserpuls getriebene chemische Reaktion zwischen zwei Eduktmolekülen im elektronischen Grundzustand. Die Reaktion wird durch IR-Pulse initiiert, die spezifische Schwingungsmoden anregen, welche direkt oder durch Energierelaxation mit der Reaktionskoordinate verbunden sind. Wir werden systematisch verschiedenen Schwingungsmoden über- und unterhalb der Aktivierungsenergie anregen und die Schwingungsdynamik in Echtzeit mittels Ultrakurzzeit IR Spektroskopie verfolgen. Die Dynamik und Produktbildung durch IR-Pulsanregung liefert essentielle Informationen über die Reaktionskoordinate und den Reaktionsablauf der chemischen Reaktion. Wir konzentrieren uns hier auf die Alkoholyse zwischen Alkohol und Isocyanat zur Bildung von Urethan und Polyurethan. Ziel ist es, unsere jüngsten Ergebnisse zur IR-Puls getriebenen Erzeugung von Urethan konsolidieren und den Einfluss von Isotopenmarkierung und der Anregungswellenlänge auf den Ablauf der Alkoholyse untersuchen. Durch Verknüpfung von Experiment und Simulationen können fundamentale Erkenntnisse zum Ablauf von ansonsten thermisch getriebenenen Reaktionen im elektronischen Grundzustand erwartet werden. Darüber hinaus eröffnet sich die Perspektive einer IR-lasergesteuerten Nanopolymerisierung zur Erzeugung komplexer Strukturen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Großgeräte: FTIR Mikroskop
• Gerätegruppe: 1830 Fourier-Transform-IR-Spektrometer