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Forschung

Kraftanalyse von 1,4-substituiertem Triazol
Kraftanalyse von 1,4-substituiertem Triazol

Quanten-Mechanochemie

Die computergestützte Untersuchung von Molekülen unter Krafteinwirkung wird Quanten-Mechanochemie genannt. Moleküle können beispielsweise in einem Rasterkraftmikroskop oder einem Ultraschallbad mechanisch verzerrt werden und verändern dabei ihre spektroskopischen Eigenschaften. Diesen Effekt nutzt man z.B. in mechanochromen Materialien, welche ihre Farbe ändern, wenn eine bestimmte Kraft überschritten wird. In unserer Gruppe untersuchen wir die strukturellen und spektroskopischen Veränderungen von Molekülen unter mechanischer Krafteinwirkung und entwickeln mechanochrome Materialien am Computer.

Simulation von hydrostatischem Druck in Ethylen
Simulation von hydrostatischem Druck in Ethylen

Moleküle unter Druck

Moleküle können in einer Diamant-Stempel-Presse extrem hohem Druck ausgesetzt werden. Ähnlich wie bei der Einwirkung mechanischer Kraft verändern sich dabei die strukturellen und spektroskopischen Eigenschaften der Moleküle. Die elektronischen Änderungen in Metallkomplexen unter hohem hydrostatischem Druck spielen beispielweise bei der Trennung, Speicherung und Aktivierung verschiedener Gase eine wichtige Rolle. Wir entwickeln quantenchemische Methoden zur Berechnung dieser Effekte und optimieren am Computer den Aufbau von Metallkomplexen, um einen gewünschten Schaltvorgang herbeizuführen.

Zeitaufgelöstes UV/VIS-Spektrum von Homotropylium
Zeitaufgelöstes UV/VIS-Spektrum von Homotropylium

Spektroskopie

Die Struktur neuer und unbekannter Moleküle kann durch spektroskopische Methoden experimentell ermittelt werden. Wenn Moleküle aber größer und komplexer werden, wird es immer schwieriger, die einzelnen Signale in einem Spektrum einem bestimmten strukturellen Motiv in einem Molekül zuzuordnen. Computergestützte Verfahren zur Berechnung spektroskopischer Größen wie Wellenlänge und Intensität helfen bei der Interpretation experimenteller Spektren. In unserer Gruppe entwickeln wir neue Verfahren zur Berechnung von Spektren, insbesondere für die NMR-Spektroskopie.

Aktualisiert von: Tim Stauch