Phasenverhalten binärer wässriger Flüssigkeiten in Ionenspurkanälen

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Mit Hilfe mehrerer spezieller NMR-Verfahren (Field-Cycling-Relaxometrie, Diffusometrie, eindimensionale Mikrobildgebung, Deuteronen-Echo-Spektroskopie) soll die Dynamik und das Phasenverhalten H-brückenbildender ein- und zweikomponentiger Flüssigkeiten in zylinderförmigen und konischen Ionenspurkanälen als Funktion ihres Durchmessers (oberhalb 15nm) studiert werden. Der Projektschwerpunkt befasst sich mit zylindrischen Kanälen, deren Formfaktoren zunächst mittels NMR-Diffusometrie (“Q-space imaging“) bestimmt und mit SAXS-Resultaten verglichen werden sollen. Diese methodisch motivierten NMR-Referenzmessungen dienen der Charakterisierung der Kanäle wie auch der Validierung der hier vorgeschlagenen Anwendung. Sodann wird dieses Verfahren auf entmischende und mesophasenbildende Zweikomponentensysteme angewandt, wobei ihr Phasenverhalten sich ggf. in einer Veränderung der Diffusivität der betrachteten Komponente und in einem modifizierten „effektiven Formfaktor“ der Kanäle zeigen sollte. Komplementär zu diesen sich auf einer mesokopischen Skala abspielenden Studien sollen in den betrachteten Systemen mittels Relaxometrie und Deuteronenspektroskopie Veränderungen auch der mikroskopischen Dynamik analysiert werden, um den Zusammenhang zwischen mesoskopischem Phasenverhalten und mikroskopischer Dynamik zu studieren. Falls es gelingt, in den zylindrischen Kanälen ein confinementabhängiges Phasenverhalten zu identifizieren, soll in einem anschließenden Projektteil der Versuch unternommen werden, dieses Verhalten in konischen Kanälen mittels Mikrobildgebung darzustellen.