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Dirk Schwarzer
Projektgruppenleiter
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Dirk Schwarzer

Reaktionsdynamik

Im Verlauf einer chemischen Reaktion ändern Moleküle ihre Struktur, Bindungen zwischen Atomen werden gebrochen oder neu geknüpft. Dabei durchlaufen die Moleküle unterschiedliche Energiezustände. Getrieben werden diese Vorgänge durch Energietransport sowohl innerhalb der Moleküle als auch zwischen Molekülen – etwa durch Wechselwirkung der Reaktanden mit dem umgebenden Lösungsmittel.

Wir verfolgen das Ziel, die einzelnen Schritte solcher molekularer Prozesse sichtbar zu machen und im Detail zu verstehen. Dabei bedienen wir uns der Laserspektroskopie, die es erlaubt, die an einer chemischen Reaktion beteiligten Spezies anhand ihres spezifischen Lichtspektrums (ihrer spektralen Signaturen) zu identifizieren sowie ihre Konzentrationen, Energieinhalte und anderen Eigenschaften zeitabhängig zu charakterisieren.

Im Zentrum unseres Interesses steht die Dynamik chemischer Reaktionen in Gasen, überkritischen Fluiden und Flüssigkeiten. Durch die Änderung makroskopischer Parameter wie Temperatur, Dichte oder Viskosität werden auf mikroskopischer Ebene die Stärke der intermolekularen Wechselwirkungen sowie die Geschwindigkeit ihrer Fluktuationen variiert. So lassen sich die verschiedenen, einander überlagernden Faktoren entwirren, die den Verlauf einer chemischen Reaktion beeinflussen. Die experimentelle Zeitauflösung beträgt Bruchteile von Pikosekunden (dem millionsten Teil einer millionstel Sekunde). Dies ist die Zeitskala der Bewegung von Atomen im Molekül, sodass die innermolekulare Dynamik direkt messbar wird.

 
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