Molekulare Simulationen zur Syntheseplanung von magnetischen Kern-Schale Nanopartikeln mit der Befähigung, Schwermetallverunreinigungen aus Gewässern zu entfernen

• Antragsteller: Professor Dr. Dirk Zahn
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 433658524

Das vorliegende Projekt zielt auf die Entwicklung maßgeschneiderter Magnetit-Nanopartikel ab, die in die Lage versetzt werden sollen, mittels Magnetabscheidern effizient Schwermetall-verunreinigungen aus Gewässern zu entfernen. Dies ist zunächst als reines Theorieprojekt angedacht, soll letztlich aber experimentelle Arbeiten inspirieren und mithilfe Modell-basierter Erkenntnisse anleiten. Als Ausgangspunkt bietet sich dabei ein kürzlich etablierter Ansatz zur Entfernung von Ölverschmutzungen mithilfe super-paramagnetischer Nanopartikel an. Letztere sind mit selbst-assemblierten Monolagen (SAMs) aus n-alkyl-Phosponsäuren funktionalisiert, wodurch die Assoziation von Kohlenwasserstoffmolekülen aufgrund hydrophober Segregation bewirkt wird. Im Gegensatz zu diesem einfachen Mechanismus bedarf es zur effizienten Anbindung und Abführung von Schwermetallverunreinigungen maßgeschneiderte SAMs mit ausgewählter Funktionalisierung durch chelatisierende Gruppen. Das dafür benötigte Verständnis und die Kontrolle über die molekulare Erkennung soll durch einen molekularen Modellierungsansatz erfolgen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen