Entwicklung des atomaren Verständnisses von Struktur und Reaktivität der Dolomit(104)-Oberfläche

• Antragsteller: Dr. Philipp Rahe
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung ; Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 565823104

Karbonate sind häufig vorkommende Minerale in der Erdkruste und an zahlreichen Prozessen beteiligt, die von der Regulierung des globalen Klimas bis zur Bildung von Biomineralen reichen. Zur Familie der Karbonate gehört das Mineral Dolomit, CaMg[CO3]2, ein Material mit einer spezifischen Ordnung im Kristall, welches sich einer Laborsynthese unter geologischen Bedingungen bislang entzog. Weiterhin, und als zusätzlicher Aspekt des „Dolomitproblems“, ist die besondere Verteilung von Dolomit über geologische Zeiträume bislang nicht gut verstanden. In diesem Projekt wird zunächst die Struktur reiner Dolomit(104)-Oberflächen mit der Nichtkontakt Rasterkraftmikroskopie unter Verwendung funktionalisierter Spitzen untersucht. Anhand hochauflösender Bilder aufgenommen bei tiefer Temperatur wird die Oberflächenstruktur vermessen, einschließlich der Abbildung von Defektdichten, der lokalen Kationenordnung und chiralen Eigenschaften. Zweitens wird die Wasseradsorption erforscht um Schlüsse auf die Reaktivität der Oberfläche zu ziehen. Der dritte Aspekt des Projekts wird eine Identifizierung chiraler Effekte auf die molekulare Adsorption sein, insbesondere durch Untersuchung der Adsorptionseigenschaften von Aminosäuren. Insgesamt soll das Projekt die Struktur und Reaktivität der reinen Dolomit(104)-Oberflächen aufklären und die Adsorptionseigenschaften von Wasser und chiralen Molekülen erfassen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Finnland
• Kooperationspartner: Professor Dr. Adam Stuart Foster