Physikalische und chemische Prozesse in submikrometer-dimensionierten Reaktionsräumen

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Die Durchführung chemischer Reaktionen in Mikroreaktionsräumen stellt eine grundsätzlich neue Qualität der Kontrolle chemischer Reaktionen dar. Das geringe Reaktionsvolumen bei großer Reaktorgrenzfläche läßt eine Steuerung der Konzentration unterschiedlicher Reaktanden im Reaktionsraum unter Beteiligung definierter Grenzflächen mit Molekülen physikalisch schaltbarer Gruppen zu. Die Strukturbildungsprozesse der Reaktanden im grenzflächengesteuerten Mikroreaktionsraum sollen zur morphologischen Beeinflussung der Reaktionsprodukte mit dem Ziel der definierten Herstellung nanoskaliger Materialien genutzt werden. Ein wesentliches Teilziel in der beantragten ersten Projektphase ist die chemische Oberflächenheterogenisierung durch neuartige laterale Oberflächenstrukturierungsverfahren (Mikro- und Nanoprinting). Mit diesen werden die Voraussetzungen zur Anbindung funktionaler molekularer Einheiten mit photoschaltbaren und photosensitiven, komplexierenden und redoxaktiven Gruppe, die im Projekt A2 synthetisiert werden, geschaffen. Die lateral strukturierten Funktionseinheiten können - in ein Mikroreaktionssystem integriert - zur Steuerung chemischer Reaktionen genutzt werden. Weitere Funktionselemente im Mikroreaktionssystem werden für den Reaktanden und Produkttransport zum Reaktionssystem zuständig sein. Als Modellreaktion zur Untersuchung der Strukturbildungsprozesse im Mikroreaktor ist die Umsetzung komplexierter Eisenionen in nanoskalige magnetische Partikel innerhalb des Mikroreaktionsraumes und an mikrostrukturierten Grenzflächen vorgesehen.