AG Apl. Prof. Blochowicz

Wir untersuchen die molekulare Dynamik in ungeordneten, sogenannten amorphen Materialien. Auch ohne langreichweitige Ordnung, bilden diese Systeme auf kurzen und mittleren Längenskalen durchaus Struktur aus, die wiederum durch Grenzflächen verändert oder gestört werden kann. Uns interessieren die Beziehungen zwischen dieser Struktur und der Bewegung der Moleküle und wie diese zu den makroskopischen Eigenschaften eines Materials führen.

Einige unserer Fragestellungen

Welche Rolle spielt Strukturbildung in Wasserstoffbrücken bildenden Flüssigkeiten?
Wasser ist dabei nur ein Beispiel mit ca. 40 bekannten physikalischen Anomalien. Wie hängen diese mit den Wasserstoffbrückenstrukturen zusammen? Welche Auswirkungen haben diese Eigenschaften des Wassers z.B. in der Hydrathülle von Proteinen, wo sie die Funktionalität dieser Biomoleküle mitbestimmen?
Wie geschieht der Ladungstransport in ionischen Flüssigkeiten?
Das sind Salze, die auch bei Raumtemperatur in flüssiger Form vorliegen mit z.T. abgefahrenen physikalischen Eigenschaften, und welche Rolle spielt Strukturbildung dabei? Wie ändern sich diese Eigenschaften, wenn Grenzflächen vorhanden sind, wie z.B. in einem Gel oder einem Porensystem? Dies spielt v.a. dann eine wichtige Rolle, wenn man diese Substanzen in sog. „energy-materials“ anwenden möchte…
Wie genau funktioniert Glasbildung?
Von welchen Moleküleigenschaften hängen die dabei auftretenden dynamischen Prozesse ab, die für die dramatische Verlangsamung der Dynamik verantwortlich sind?
Was passiert in Flüssigkeitsmischungen, wenn eine besonders langsame, makromolekulare Komponente kleineren und schnelleren Molekülen eine Energielandschaft aufprägt? Beispiele für solche Mischungen sind Polymer-Weichmacher Systemen oder auch Protein-Wasser-Mischungen in lebenden Zellen. Was bedeutet so eine quasi-statische Energielandschaft für die Dynamik der kleinen Moleküle und welche Eigenschaften resultieren daraus für das Gesamtsystem?