Kohlenwasserstoff-Chemie bei ultratiefen Temperaturen in flüssigen Helium-Tröpfchen

• Antragsteller: Professor Dr. Friedrich Huisken
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 58774912

Das vorliegende Projekt gilt der Untersuchung von astrochemisch relevanten Reaktionen bei extrem niedriger Temperatur (T = 0.37 K), wie sie in flüssigen Helium-Nanotröpfchen anzutreffen ist. Die Tröpfchen werden in einer Helium-Überschallexpansion erzeugt und in Form eines Molekularstrahls in ein Massenspektrometer überführt. Die Reaktionspartner werden einzeln auf der Oberfläche der Heliumtröpfchen deponiert oder in ihrem Inneren eingebettet, indem der Tröpfchenstrahl durch individuelle Pick-Up-Zellen geführt oder mit effusiven Strahlen gekreuzt wird. Mehrere Methoden werden eingesetzt, um das Auftreten einer Reaktion zu verifizieren: Massenspektrometrie, Chemilumineszenz-Nachweis, Depletionsexperimente und Laserspektroskopie. Die Messung der Helium-Tröpfchengröße vor und nach der Reaktion liefert wichtige Informationen über die Reaktionswärme. Die Produkte werden mit Hilfe von Massenspektrometrie und Laserspektroskopie charakterisiert. Zunächst ist geplant, die Reaktionen von Mg-, Al-, Si- und Fe-Atomen mit Acetylen und größeren Kohlenwasserstoffen zu untersuchen. Dann wird der Schwerpunkt des Projekts auf den Reaktionen von Kohlenwasserstoff- Radikalen mit Metallatomen und polyzyklischen Aromaten liegen, wobei die Kohlenwasserstoff-Radikale durch Pyrolyse gasförmiger Vorläufer erzeugt werden. Schließlich wird die Kondensation der Radikale zu größeren Spezies im Fokus stehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen