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SPP 1415:  Kristalline Nichtgleichgewichtsphasen - Präparation, Charakterisierung und in situ-Untersuchung der Bildungsmechanismen

Fachliche Zuordnung Chemie
Physik
Förderung Förderung von 2009 bis 2015
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 73789094
 
Auch heute ist es nahezu unmöglich, gezielt neue stabile und vor allem metastabile kristalline Phasen zu präparieren. Dies ist darauf zurückzuführen, dass ein tiefer gehendes atomistisches Verständnis der strukturbildenden Vorgänge fehlt, die bei der "Geburtsstunde“ kristalliner Festkörper ablaufen, nämlich der Keimbildung und des Kristallwachstums. Dieses fehlende Verständnis der Elementarschritte bei der Bildung eines Feststoffes ist der wesentliche Grund, warum bisher ein Großteil der von der Theorie als existenzfähig vorhergesagten, kristallinen Festkörper präparativ nicht zugänglich ist. Daher kann das diesen Verbindungen innewohnende Potenzial für die Entwicklung neuer Materialien mit bisher nicht erreichbaren Eigenschaften nicht nutzbar gemacht werden. Wachstum und Wohlstand im 21. Jahrhundert werden aber ganz wesentlich getrieben werden von Innovationen und Neuentwicklungen bei der Materialsynthese. Erst auf der Basis verbesserter oder neuer Materialeigenschaften können die Produkte von morgen entwickelt werden.In diesem Schwerpunktprogramm werden die rasanten Fortschritte und Erkenntnisse sowohl bei der in-situ-Analytik als auch der theoretischen Untersuchung der Primärschritte der Strukturbildung gebündelt, um interdisziplinär ein atomistisches Verständnis zu entwickeln. Dieses vertiefte Verständnis der Bildungsmechanismen ist für die präparativ orientierten Arbeitsgruppen die wesentliche Grundlage für die Weiterentwicklung des synthetischen Methodenarsenals mit dem erklärten Ziel einer Lenkung der strukturbildenden Vorgänge in Richtung metastabiler kristalliner Festkörper.
Mit dem Schwerpunktprogramm soll der offenkundige Mangel im Verständnis der fundamentalen Einzelschritte bei der Bildung kristalliner Feststoffe behoben werden. Zusätzlich soll das Schwerpunktprogramm helfen, die notwendigen Grundlagen für besser planbare Synthesen metastabiler kristalliner Feststoffe zu erarbeiten. Konkret sollen folgende Themenfelder im Mittelpunkt stehen: (1) die gezielte Synthese, (2) die umfassende Charakterisierung (Struktur-Eigenschaftsbeziehungen, relative Stabilität der Polymorphe etc.), (3) die systematische Untersuchung der Strukturbildung unter in-situ-Bedingungen (einschließlich von Vorphasen und transienten Intermediaten), (4) die Simulation und Modellierung der Strukturbildung, (5) das Screening der Energielandschaft einschließlich Struktur- und Eigenschaftsvorhersage von neuen, im zugänglichen p,T-Bereich metastabilen, kristallinen Festkörpern.
DFG-Verfahren Schwerpunktprogramme
Internationaler Bezug Großbritannien, Österreich

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