Simulationen von Gleichgewichtsreaktionen in Polymersystemen- Methodenentwicklung und Anwendungen

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Holm
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle und Theoretische Polymerphysik ; Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 451980436

Zweiphasige Systeme auf der Basis von Polyelektrolytgelen oder Koazervaten sind potenzielle Kandidaten für eine ladungsbasierte Proteinsequestrierung, während durch Boronsäuren modifizierte Polymere in der Lage sind, Zucker zu erkennen. Ihr gemeinsames Merkmal ist, das eine eine chemische Reaktion innerhalb des Systems abläuft, die gekoppelt ist an die Verteilung der gelösten Stoffe zwischen dem System und der Lösung im der Volumenphase. Während des viele experimentelle Untersuchungen solcher Systeme gab, gab es nur wenige, teils widersprüchliche theoretische Arbeiten hierzu. Dies ist zum Teil auf den Mangel an geeigneten Simulationsmethoden zurückzuführen. Kürzlich habe die Antragsteller die Grand-reaction ensemble-Methode (G-RxMC) eingeführt, die nun die Möglichkeit eröffnet, reaktive Polymersysteme im Gleichgewicht mit einem Reservoir zu simulieren. Dementsprechend werden wir im Rahmen des REquiPoly-Projekts diese Methode weiterentwickeln und auf einige interessante zweiphasige Systeme anwenden, wobei wir uns mit spezifischen Fragen befassen werden, die sich aus Experimenten ergeben, die im Rahmen des Projekts durchgeführt oder von externen Partnern aufgeworfen wurden. Unsere gemeinsame Expertise in der Simulation reaktiver Polymersysteme wird uns in die Lage versetzen, hochmoderne Simulationen mit einer hohen chemischen Genauigkeit durchzuführen, die weltweit nur von wenigen Teams erreicht wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Tschechische Republik
• Partnerorganisation: Czech Science Foundation
• Kooperationspartner: Professor Dr. Peter Kosovan