Thermodynamic properties of hydration water near solid surfaces and in solutions of macromolecules

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Das Hauptziel dieses Projektes ist das Studium von thermodynamischen Eigenschaften des Hydratationswassers in der Nähe von verschiedenen Oberflächen, um ihre Abhängigkeit von Temperatur, Druck und Oberflächeneigenschaften zu ermitteln. Dieses Ziel wird durch Simulationsstudien der thermischen Expansion, der Kompressibilität und der Wärmekapazität von Wasser in der Nähe von verschiedenen Musteroberflächen (flache und gekrümmte glatte Oberflächen, strukturierte Oberflächen mit starren Teilchen und flexible Makromoleküle) als Funktion der Temperatur und des Druckes erreicht. Um zu klären, inwiefern die thermodynamischen Eigenschaften des Hydratationswassers denen von anderen Fluiden ähneln, werden die Eigenschaften von einfachen Fluiden auch untersucht. Ausgehend von den erhaltenen Ergebnissen und den vorhandenen Theorien der Fluide in der Nähe von Oberflächen wird eine universelle Beschreibung der thermodynamischen Eigenschaften von Fluiden in der Nähe von unterschiedlichen Oberflächen und in Lösungen von Makromolekülen ausgearbeitet. Bei bekannten thermodynamischen Eigenschaften des Hydratationswassers werden die intrinsischen thermodynamischen Eigenschaften der Makromoleküle durch Messungen der scheinbaren Eigenschaften in Experiment oder durch Simulationen bestimmt. Durch Temperatur und Druck hervorgerufene Änderungen der thermodynamischen Eigenschaften, des Baus der Biomoleküle und deren Aggregation werden parallel zu den Eigenschaften des Hydratationswassers untersucht, um eine mögliche Verbindung festzustellen.