Transport und Rückhaltung von Wasser und anderen kleinen Moleküle in Biofilmen

• Antragsteller: Professor Dr. Wiebren S. Veeman
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung von 2002 bis 2006
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5384291

Die NMR Diffusionsmessungen haben gezeigt, daß nur ca. 0,01% der Wassermoleküle in einem Biofilm durch direkte Wechselwirkungen zwischen den Wassermolekülen und der Polymer-Matrix des Biofilms in ihrer Beweglichkeit eingeschränkt werden. Weit über 99% des Wassers muß daher aufgrund der Mischungsentropie, sowie eventuell durch Kapillareffekte, festgehalten werden. Weil Biofilme mit unterschiedlichen Polymeren unterschiedliche Mengen Wasser festhalten können, möchten wir untersuchen, ob und welche strukturellen Eigenschaften des Alginats die Wasserrückhaltung bestimmen. Für mehrere gut definierte Alginate soll die festgehaltene Menge Wasser gravimetrisch und kalorimetrisch bestimmt und mit der über NMR quantitativ bestimmten Netzwerkdichte der Alginate korreliert werden. Ferner soll untersucht werden, ob die Netzwerkdichte von der chemischen Struktur (z.B. Zahl der Acetylgruppen, Copolymersequenz der Polysaccharide, Salze) beeinflußt wird. In Nachfolge der NMR-Wasserdiffusionsexperimente soll durch die Diffusion von Nährstoffen, wie Phosphat und Nitrat, untersucht werden. Falls bei diesen Substanzen, analog zum Wasser, langsam und schnell diffundierende Fraktionen gefunden werden, soll auch hier ihr jeweiliger Anteil mit der NMR-Netzwerkdichte korreliert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen