Projektbeschreibung
Eine einzigartige Studie könnte die Mechanismen hinter tief eutektischen Lösungsmitteln entschlüsseln
Für die Herstellung von tief eutektischen Lösungsmitteln werden zwei kompatible Komponenten zu einem flüssigen Produkt gemischt. Der Schmelzpunkt dafür ist wesentlich niedriger als jener für die jeweiligen Einzelkomponenten. Solche Lösungsmittel haben sich seit Kurzem als umweltfreundliche Alternativen zu schädlichen ionischen Flüssigkeiten hervorgetan, die in chemischen und industriellen Anwendungen verwendet werden. Doch trotz ihres Potenzials gibt es bisher kaum experimentelle Untersuchungen zu ihren Eigenschaften auf molekularer Ebene. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt STUDYE plant, mithilfe von spektroskopischen Verfahren die zugrunde liegenden molekularen Strukturen und die ultraschnelle Dynamik von tief eutektischen Lösungsmitteln zu identifizieren. Die Projektergebnisse werden das Verständnis davon vertiefen, wie die molekulare Dynamik die makroskopischen physikochemischen Eigenschaften solcher Lösungsmittel beeinflusst.
Ziel
Deep eutectic solvents (DESs) are binary-component mixtures which melt at a temperature that is several tens to a few hundreds of degrees lower than an ideal binary mixture of the same two compounds in the same ratio. DESs are usually environment-friendly solvents that hold great promise for replacing harmful ionic liquids and volatile organic compounds in chemical and industrial applications. Despite this significant potential, experimental investigations of the fundamental molecular-scale properties and dynamics of these solvents are strikingly lacking. This proposal (acronym STUDYES) aims to identify the underpinning molecular structures and ultrafast dynamics of DESs for the first time. Within STUDYES, I will use state-of-the-art ultrafast, non-linear spectroscopic techniques to unravel the real-time structural and dynamical behaviour of these solvents through their molecular vibrations.
I will characterize the ultrafast structural dynamics at the eutectic point of DESs through both temperature- and composition-dependent nonlinear vibrational spectroscopic measurements. The stretching vibrations of the nascent functional groups will be probed in one- and two-dimensional experiments, which will allow a direct visualization of the structural heterogeneities, intermolecular interactions and inter-mode couplings in DESs. I will also investigate the effects of an external agent such as water on the structure and ultrafast dynamics of the DES and identify the critical concentration at which water disrupts the DES structural order. The results of these experiments will provide an important first step to a molecular-level understanding of the special macroscopic physicochemical properties of DESs.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordinator
3526 KV Utrecht
Niederlande