Arbeitsgruppe Prof. Dr. Nürnberger

Forschung

Wolff rearrangement pump probe


Photochemische Reaktionen in der flüssigen Phase verlaufen häufig über mehrere Zwischen- produkte, oft sind diese sehr kurzlebig und die einzelnen Reaktionsschritte schlichtweg unbekannt. Unser Interesse gilt daher Photoumlagerungs- und Photolysereaktionen, deren zugrundeliegende Mechanismen und Dynamiken wir mit   zeitaufgelöster Spektroskopie erforschen. Die Intermediate und Produkte werden z. B. durch   ultrakurze Laserpulse im Infraroten anhand charakteristischer Molekülschwingungen   identifiziert, wodurch wir in unseren Experimenten die Reaktion in Echtzeit  mitverfolgen.

Die folgende Animation verdeutlicht ein solches "Anrege-Abfrage-Experiment": ein Laser-   puls, typischerweise mit einer Dauer im Femtosekundenbereich, startet die Photoreaktion.   In deren Verlauf werden kurzlebige Zwischenprodukte gebildet, die mit einem zweiten   Laserpuls nachgewiesen werden, der die Absorption der Intermediate misst. Da der   Zeitabstand zwischen den beiden Laserpulsen variiert werden kann, sieht man also direkt,   nach welcher Zeit ein Zwischenprodukt gebildet wird und wann es weiterreagiert.


Des Weiteren erforschen wir, ob man über eine Veränderung des Lichts den Reaktions-   verlauf und die Produktverteilung einer Photoreaktion beeinflussen kann. Ultrakurze   Laserpulse verfügen hierfür über bemerkenswerte Eigenschaften, so sind sie sehr intensiv   und es ist möglich, ein Molekül in kürzester Zeit mehrfach anzuregen. Zudem sind die   Laserpulse nicht monochromatisch, sondern umfassen Licht unterschiedlicher Farben, die   mit einem "Pulsformer" beispielsweise gegeneinander verzögert werden können. Mittels   solch speziell geformter Laserpulse ergründen wir, wie der Reaktionsverlauf gesteuert   werden kann. Dieser experimentelle Ansatz wird oft als "Quantenkontrolle" bezeichnet.

Aktuelle von uns untersuchte Photoprozesse umfassen Reaktionssequenzen von reaktiven   Species wie etwa von Radikalen, molekulares Schalten mit Licht, Ladungs- und Energie-   transfer, photoinduzierte strukturelle Änderungen und Umlagerungen, Photolyse, sowie   Photolumineszenz nach einem Intersystem Crossing. In all diesen Experimenten liegt   ein besonderes Augenmerk auf der Rolle der Lösungsmittelumgebung, deren Einfluss   auf die Reaktion wir im Rahmen des Exzellenzclusters RESOLV systematisch ergründen.

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