Schmelzen supra-molekularer Polymere: Eine Untersuchung ihrer Thermodynamik, Struktur und Dynamik mittels Monte Carlo Simulationen

• Antragsteller: Professor Dr. Wolfgang Paul
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle und Theoretische Polymerphysik ; Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 283911262

In diesem Projekt soll die Thermodynamik, Struktur und Dynamik supramolekularer Polymerschmelzen basierend auf Wasserstoffbrücken-Bindungen studiert werden. Wenn diese Polymere aus linearen Ausgangsketten mit einem Kopf-Schwanz Bindungsmotif erzeugt werden, so werden die Eigenschaften der Schmelze von der resultierenden Längenverteilung der Ketten und der Längenverteilung von Ringen aus diesen Ketten abhängen. Des Weiteren muss der Einfluss von Verzweigungsmöglichkeiten auf die Aggregationsstatistik untersucht werden. Experimentell Ergebnisse zeigen, dass die Aggregation in der Schmelze nicht immer aus dem Aggregationsverhal-ten in Lösung abgeleitet werden kann, und auch von Seiten der Theorie her existiert soweit nur ein begrenztes Verständnis der Aggregationsstatistik in diesen Systemen. Mittels moderner Wang-Landau Monte Carlo Simulationen werden wir das Gleichgewichtsverhalten einfacher Modelle für supramolekulare Polyethylen-Glycol (PEG) und Polybutylen-Glycol (PBG) Schmelzen bestimmen, die auch in einem parallelen experimentellen Projekt von Dr. Ana Brás vom Forschungszentrum Jülich untersucht werden. Wir werden ferner dynamische Monte Carlo Simulationen dieser Systeme für ausgewählte Zustandspunkte durchführen um deren Relaxationsverhalten zu studieren und mit dynamischen Experimenten (Neutronenstreuung, dielektrische Spektroskopie, Kernspinresonanz) zu vergleichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen