Gast- und Wirtsdynamik in dotierten Hydrat-Clathraten

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Für die Stabilität von Clathrat-Hydraten ist die Wechselwirkung zwischen dem Wirtskäfig und den darin eingelagerten Gastmolekülen von entscheidender Bedeutung. Ausgehend von Tetrahydrofuran-Clathrat-Hydrat (THF⋅17H2O), einem intensiv untersuchten Modellsystem, bietet es sich an, die Wechselwirkungspartner in wohldefinierter Art und Weise zu modifizieren. Erstens soll durch Einsatz von Ringmolekülen, die dem THF verwandt sind, die Wechselwirkung über die schwache Wasserstoffbrückenbindung zwischen Gast und Wirtsgitter variiert werden. Zweitens beschleunigt eine ionische Dotierung des Hydratgitters nicht nur dessen Dynamik, sondern schlägt auch auf die Beweglichkeit der Gäste durch. Hier ist das Wechselspiel von ionischen und Bjerrum-Defekten aufzuklären. Drittens kann die Bewegung der THF-Sonden durch Einbringung von Co-Gästen in die ansonsten unbesetzten Käfige des Clathrates modifiziert werden. Durch eine Kombination von dielektrischer Spektroskopie, modernen Verfahren der Festkörper-NMR und random-walk-Computersimulationen soll ein vertieftes Verständnis der wechselseitigen Beeinflussung von Gitter- und Gastbewegungen erzielt werden.