Adsorption von Molekülen an strukturierten Fluid-Feststoff-Grenzflächen

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Ziel dieses Projektes ist es, mit Hilfe eines Monte-Carlo-basierten mesoskopischen Hybridmodells die Wechselwirkung von Molekülen mit realistischen, strukturierten Fluid-Feststoff-Grenzflächen zu beschreiben. Der eigens hierzu entwickelte Algorithmus basiert auf einem anisotropen Ising-Modell, welches, auf ein Gittergas abgebildet, für die Anlagerung von Teilchen an gestuften Oberflächen entwickelt wurde, und der Kontinuumsbeschreibung eines vergleichbaren Problems, einem Phasenfeld- Modell für gestuftes Oberflächenwachstum. Die Wechselwirkungsparameter des Ising-Modells, d.h. die Wechselwirkungen der Teilchen untereinander und die Wechselwirkung der Moleküle mit der Oberfläche, werden mit first-principles -Methoden zur Berechnung der elektronischen Struktur bestimmt. Dafür soll eine Schnittstelle geschaffen werden, die eine Rückkopplung des Hybridschemas mit der first-principles - Methodik ermöglicht. Anwendung finden soll das Modell unter anderem bei folgenden Prozessen:(a) Beschreibung von Adhäsionsprozessen von Mehrkomponentenklebern auf Aluminiumoxid,(b) Verhinderung der Schädigung von Glas durch eine geordnete Bedeckung der Glas-Wasser-Grenzfläche mit Oxalat,(c) Ermittlung von Wachstumsraten organischer Moleküle in verschiedenen Lösungsmitteln und somit Erklärung der unterschiedlichen Habiti.