Physik Marialore Sulpizi erforscht die Grenze zwischen fest und flüssig
Grenzflächen zwischen fester und flüssiger Phase sind für viele industrielle Anwendungen relevant. Die an der RUB neu ernannte Professorin möchte genauer verstehen, was an ihnen passiert.
In vielen technischen Anwendungen spielt die Grenzfläche zwischen einer festen und einer flüssigen Phase eine entscheidende Rolle, zum Beispiel in Geräten für die Energieumwandlung und Biosensoren. Die Struktur, Dynamik und Reaktivität solcher Grenzflächen möchte Prof. Dr. Marialore Sulpizi auf mikroskopischer Ebene verstehen. Sie hat seit 1. März 2022 an der RUB die Professur für Theoretische Physik elektrifizierter flüssig-fest Grenzflächen inne.
„In den vergangenen Jahren hat sich die Aufmerksamkeit von einfacheren ungeladenen Grenzflächen hin zu geladenen Grenzflächen verlagert“, sagt Marialore Sulpizi. Sie möchte etwa die molekulare Struktur des Wassers an solchen geladenen Grenzflächen ergründen. „Das ist eine Voraussetzung, um nicht nur viele natürliche Phänomene verstehen zu können, sondern auch um fortschrittliche Technologien für die Energieumwandlung und -speicherung zu entwickeln.“
Nicht im Gleichgewicht
Bislang wurden Vorgänge an Grenzflächen in der Regel unter Gleichgewichtsbedingungen analysiert: Die molekulare Gleichgewichtsdynamik sorgt für eine konstante Verteilung der Eigenschaften wie Dichte, Temperatur oder Druck, sodass sich das gesamte System einheitlich verhält. Die Abweichung vom Gleichgewichtszustand erfolgt durch eine Abweichung, die von einer äußeren Umgebung ausgeht. Sowohl natürliche Grenzflächen in biologischen oder geophysikalischen Systemen als auch solche in technischen Geräten arbeiten normalerweise aber nicht unter Gleichgewichtsbedingungen. Marialore Sulpizi legt daher einen Schwerpunkt auf Nichtgleichgewichtsprozesse. Mit ihrem Team will sie den Transport, die Trennung und Umwandlung von Ladung und Masse auf der Nanoskala simulieren.
