Forschungsbericht 2018



Mechano-chemische Kopplung an Materialoberflächen: Vorhersage und Experiment

Institut: M-22
Projektleitung: Jörg Weißmüller
Stellvertretende Projektleitung: Stefan Müller
Mitarbeiter/innen: Lingzhi Lui
Laufzeit: 01.05.2015 — 31.03.2019
Finanzierung:Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Kooperationen:Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG)

Die mikroskopischen Mechanismen hinter der Kopplung zwischen der Mechanik der Materialoberflächen und den chemischen Zuständen sind bislang noch nicht völlig verstanden. Eine Theorie, anhand derer die Stärke der Kopplung für eine gegebene Kombination von Oberfläche und Adsorbat vorhergesagt werden könnte, ist nicht bekannt. Zudem ist gerade die Flächenspannung bei der reversiblen Adsorption und Desorption leichter Elemente, wie sie für Anwendungen in der Aktorik und Sensorik relevant ist, wenig untersucht. Vor diesem Hintergrund zielt das Forschungsvorhaben auf 1.) die erstmalige Bestimmung quantitativer Werte für die Kopplung zwischen Kapillarkraft und Adsorption im Abgleich zwischen Experiment und Theorie und 2.) verallgemeinerbare Einsichten in die zugrunde liegenden mikroskopischen Mechanismen.

Stichworte

  • nanoporöse Medien

Publikationen

  • Jörg Weissmüller: Adsorption-Strain Coupling at Solid Surfaces. Current Opinion in Chemical Engineering, in Press 2018. in Press 2018.
  • Q. Deng, J. Weissmüller: Electrocapillary Coupling During Electrosorption . Langmuir 30 (2014) 10522-10530., Langmuir 30 (2014) 10522-10530., 2014.
  • Anja Michl, Jörg Weissmüller, Stefan Müller : Electrocapillary Coupling at Metal Surfaces from First Principles: On the Impact of Excess Charge on Surface Stress and Relaxation. Langmuir 34 (2018) (34 (2018) ): S. 4920 – 4928. , April 2018. , DOI: 10.1021/acs.langmuir.7b04261. , https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.langmuir.7b04261
  • Q. Deng, D.-H. Gosslar, M. Smetanin, J. Weissmüller: Electrocapillary Coupling at Rough Surfaces . Physical Chemistry Chemical Physics 17 (2015) 11725 - 11731., 2015.
  • Q. Deng, V. Gopal, J. Weissmüller: Less Noble or More Noble: How Strain Affects the Binding of Oxygen on Gold . Angewandte Chemie 127 (2015) 13173-13177., Angewandte Chemie 127 (2015) 13173-13177., 2015.
  • Jörg Weissmüller: Mechano-Chemical Coupling Breaks with Expectations. Nature Catalysis ., 1 (2018) ( 1 (2018) ): S. 238 - 239., April 2018. , DOI: 10.1038/s41929-018-0061-1, https://www.researchgate.net/publication/324544383_Mechanochemistry_breaks_with_expectations