Abteilung Physikalische Chemie

Die physikalische Chemie gliedert sich in die Bereiche Allgemeine Physikalische Chemie und Theoretische Chemie, NMR-Festkörperspektroskopie, Komplexe molekulare Systeme und Photonische Nanomaterialien.

Allgemeine Physikalische Chemie und Theoretische Chemie - AG Prof. Dr. Ralf Ludwig

Im Fokus unserer Arbeitsgruppe steht das Verständnis makroskopischer Eigenschaften von reinen Stoffen, Stoffgemischen und Lösungen auf Grundlage von molekularen Wechselwirkungen. Hierzu werden unterschiedliche spektroskopische Techniken eingesetzt, wie die Infrarot- und Raman-Spektroskopie, oder die Fast-Field-Cycling NMR Relaxometrie, um sowohl die Struktur als auch die Dynamik der untersuchten Systeme zu verstehen. Komplementär zu den experimentellen Untersuchungen werden Computersimulationen genutzt, um die dynamischen molekularen Prozesse detailliert beschreiben zu können. Gegenstand der Untersuchungen sind hierbei fluide Systeme, wie Ionische Flüssigkeiten, wässrige Lösungen oder komplexe Elektrolytsysteme. Ferner wird das komplette Methodenspektrum auch eingesetzt, um katalytische Prozesse mechanistisch zu verstehen. Kooperationen bestehen hierbei u.a. innerhalb des Departments Life, Light & Matter (LL&M), dem Leibniz-Institut für Katalyse e.V. (LIKAT) sowie verschiedenen internationalen Arbeitsgruppen.

Physikalische Chemie mit Schwerpunkt NMR-Festkörperspektroskopie - AG Prof. Dr. Björn Corzilius

Die Arbeitsgruppe befasst sich mit der Entwicklung, Untersuchung und Anwendung von dynamischer Kernpolarisation (dynamic nuclear polarization, DNP) zur Empfindlichkeitssteigerung der Kernspinresonanz (nuclear magnetic resonance, NMR). Vor allem die eigens entwickelten Methoden zur ortsspezifischen Hyperpolarisation von Kernspins mittels DNP werden u.a. zur Strukturaufklärung von Biomolekülen und Materialien eingesetzt, z.B. zur Aufklärung des Mechanismus von komplexen Prozessen in Biochemie und Katalyse. Hierdurch ergeben sich vielfältige und interdisziplinäre Anwendungsgebiete, besonders innerhalb des Departments Life, Light & Matter (LL&M) der Interdisziplinären Fakultät sowie im Transregio-Sonderforschungsbereich TRR-386 (Hyperpolarisation in molekularen Systemen) der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG).

Komplexe Molekulare Systeme - AG Prof. Dr. Joachim Wagner

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit Struktur und Dynamik weicher Materie. Neben der Präparation definierter Modellkolloide bilden statische und hochauflösende dynamische Streumethoden den experimentellen Schwerpunkt. Zum Verständnis der Experimente tragen neben Computersimulationen (Monte Carlo-Simulationen, Brownsche Dynamik) theoretische Methoden der statistischen Physik wie Virialentwicklungen von Zustandsgleichungen, Integralgleichungen und Modenkopplungstheorie bei.

Photonische Nanomaterialien - AG Prof. Dr. Klaus Boldt

Die Arbeitsgruppe befasst sich mit Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von kolloidalen Nanopartikeln. Das Forschungsprofil umfasst sowohl die Synthese komplexer Nanostrukturen, insbesondere die Untersuchung der frühen Nukleationsphase und die Aufklärung von Reaktionsmechanismen, als auch die Untersuchung der physikalischen Eigenschaften und der elektronischen Struktur. Diese sind für vielfältige Anwendungsgebiete interessant, z.B. für die Photokatalyse oder die Lichtkonversion. In der Arbeitsgruppe kommen diverse Techniken zum Einsatz, darunter zeitaufgelöste optische Spektroskopie, Raman-Spektroskopie, Transmissionselektronenmikroskopie sowie Röntgenstreumethoden.