Untersuchung komplexer Phasenzustände in strukturell ungeordneten nanoporösen Festkörpern mit Diffusions- und kernmagnetischen Relaxationsmessungen

• Antragsteller: Professor Dr. Dirk Enke; Professor Dr. Rustem Valiullin
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 522797772

Das Hauptziel des vorliegenden Projektantrages ist die Entwicklung und experimentelle Validierung quantitativer mikroskopischer Modelle für kernmagnetische Relaxation und Diffusion, die mit kernmagnetischer Resonanz (NMR) untersucht werden, für Gas-Flüssigkeits- und Fest-Flüssig-Gleichgewichte in strukturell ungeordneten mesoporösen Festkörpern. Dabei werden jüngste Fortschritte beim Verständnis von Phasengleichgewichten im Rahmen des statistisch ungeordneten Kettenmodells (SDCM) genutzt. Letzteres liefert erstmals geometrische Konfigurationen der koexistierenden Phasendomänen für beliebige Zustände innerhalb des Bereiches der Hysterese und bietet damit einen Rahmen, um komplexe physikalische Phänomene, die intrinsisch von den Phasenkonfigurationen abhängig sind, zu adressieren. Das globale Ziel, das mit diesem Projektvorhaben verfolgen wird, ist es, die Vorhersagen des SDCM für Diffusion und NMR-Relaxation zu validieren und ihre Potenziale zur Beschreibung eines breiteren Spektrums komplexer physikalischer Prozesse zu erschließen. Es wurden bereits überzeugende Beweise dafür erhalten, dass das SDCM die integralen Phasenzusammensetzungen für jeden Zustand innerhalb der Hysterese korrekt beschreibt. Die erfolgreiche Anwendung von SDCM zur quantitativen Beschreibung von Diffusion und Relaxation soll seine Gültigkeit bei genauen Vorhersagen der Phasenkonfigurationen weiter untermauern. Wenn die Ziele erreicht werden, wird nicht nur das Verständnis des Massentransports unter komplexen Phasengleichgewichten auf eine neue quantitative Ebene vordringen, sondern auch eine detaillierte Charakterisierung der Phasenzustände, wie sie das SDCM liefert, eine zusätzliche Unterstützung erhalten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Griechenland
• Kooperationspartner: Professor Dr. Eustathios Kikkinides