Echtzeit-Charakterisierung von INfiltrationsprozessen: chemische Interaktion und TRAnsport in POLymere (INTRAPOL)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Privatdozentin Dr. Teresa de los Arcos; Professorin Dr. Anjana Devi; Professor Dr. Thomas D. Kühne
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung ; Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 519869949

Im bezeichneten Projekt INTRAPOL wollen wir die zugrundeliegenden Mechanismen untersuchen, die für die Bildung von hybriden anorganisch-organischen polymeren Materialien durch Gasphaseninfiltration (engl. vapor phase infiltration - VPI) verantwortlich sind. Dies setzt voraus, dass ein tiefgehendes Verständnis von sowohl Transport als auch die Reaktivität der Vorläufer- und reaktiven Molekülen mit Polymerfunktionalitäten erlangt wird. Die Infiltration und die Reaktion von Vorläufer und Reaktant werden mit einer Kombination aus Ex-situ- (XPS, FTIR, ToFSIMS) und „Operando"-Charakterisierungsmethoden (Quarzmikrowaage, XPS bei Umgebungsdruck und Gasphasenanalyse mittels Massenspektrometrie) separat untersucht. Das Arbeitsprogramm besteht aus drei Hauptblöcken: (i) Untersuchung des Infiltrations-Reaktionsverhaltens der Vorläufermoleküle durch in-situ QCM, (ii) Untersuchung des Infiltrations-Reaktionsverhaltens des Reaktanten (Wasser) durch Operando NAP-XPS und Gasanalyse und (iii) theoretische Untersuchung möglicher Reaktionswege. Dieser koordinierte dreiteilige Ansatz zielt darauf ab, unser Verständnis von chemischen Wechselwirkungen, Reaktionsmechanismen und Transportphänomenen in Polymeren zu verbessern. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen dazu beitragen, künftige VPI-Verfahren zu entwickeln um die Materialeigenschaften spezifischer Polymer-anorganische-Verbundwerkstoffe abzustimmen und vorherzusagen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen