Moleküldynamik und Ordnungsprozesse in Nanoschichten oberflächenadsorbierter Polymere mit NMR-Relaxometrie

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Polymermoleküle an Grenzflächen und in Porenräumen erfahren neben Veränderungen der Konformation insbesondere auch eine Beeinflussung ihrer Beweglichkeit. Verschiedene NMR-Verfahren erlauben die Charakterisierung sowohl von dynamischen Prozessen als auch von Ordnungsphänomenen, die durch andere Techniken nur eingeschränkt untersucht werden können. Die NMR-Relaxometrie, also das Abtasten der Relaxationszeit über weite Frequenzbereiche, ist eines der wenigen Werkzeuge, das Aufschlüsse über die Beweglichkeit adsorbierter Makromoleküle liefern kann. In diesem Projekt wird sie eingesetzt, um die Veränderungen der Moleküldynamik zwischen freien Schmelzen und adsorbierten Schichten unterschiedlicher Dicke systematisch zu untersuchen. Dabei kommen Materialien mit definierten Poren und hoher spezifischer Oberfläche zum Einsatz, die als Träger für repräsentative lineare Modellpolymere fungieren. Der Einfluss der Oberflächenwechselwirkung wird ebenso berücksichtigt wie die Veränderung der Dynamik in Anwesenheit von Lösungsmitteln im Vergleich zur freien Polymerlösung. Die Arbeiten zur Dynamik als Funktion von Frequenz und Temperatur werden ergänzt durch konventionelle und Mehrquanten-NMR-Spektroskopie, welche die Ordnungszustände im Molekül anhand der Kopplungen von Spinpaaren zuordnet und quantifiziert.