TP 6: Simulation von Strukturbildung, Morphologie und Funktionalität bei der Zwillingspolymerisation

Im Teilprojekt 8 soll mit Hilfe von verschiedenen reaktiven Simulationsansätzen die hierarchische Strukturbildung der Zwillingspolymerisation (ZP) theoretisch modelliert werden. Die Parametrisierung dieser Modelle wird in enger Kooperation mit den Theorieprojekten der Forschergruppe (TP 1, TP 9) umgesetzt, da die quantenchemisch berechneten Energiehyperflächen der Reaktionspfade für eine realitätsnahe Modellbildung notwendig sind. In der Anwendung werden hauptsächlich die Monomerstrukturen betrachtet werden, die von besonderem Interesse für die Teilprojekte 5, 6, 7, 9 und 10 sind, um Ansätze für weitere Analysen aufzuzeigen.

Der Fokus des Projekts liegt auf der theoretischen Untersuchung und Charakterisierung des ZP Prozesses und der entstehenden nanoporösen Hybridmaterialien aus organischen und anorganischen Domänen von 0,5 bis 2 nm. Im Besonderen sollen thermodynamischen und die morphologischen Eigenschaften und Kenngrößen erforscht werden. Im Rahmen der thermodynamischen Betrachtung liegt das Hauptaugenmerk auf der Analyse der Energielandschaft und der Abschätzung der Zustandsdichte, mit der alle wichtigen thermodynamischen Größen, wie die freie Energie, die Entropie oder die Wärmekapazität berechnet werden können. Bei der Untersuchung der Morphologie soll ein zentraler Aspekt die Aufklärung fraktaler Struktureigenschaften anhand der Hybridmaterialien selbst und der Realraumstrukturen der Simulationsmodelle sein. Weiterführend sollen Anwendungsszenarien für die nanoporösen Hybridmaterialen als Filter-, Speicher- oder Katalysatormedium in Kombination mit Diffusionsprozessen entwickelt werden.

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