Search

Das Silaffin-Peptid R5 spielt eine entscheidende Rolle bei der Mineralisation der Silikatzellwande von Diatomeen. Das Peptid ist auserdem weit verbreitet in der Biotechnologie, z. B. bei der Verkapselung von Enzymen und fur Fusionsproteine fur beschleunigte Wundheilung. Trotz seiner wissenschaftlichen und technologischen Bedeutung ist die Struktur von R5 an der Grenzflache wahrend der Silikatausfallung nur wenig verstanden. Wir untersuchen hier die Konformation des Peptids durch grenzflachenspezifische Schwingungsspektroskopie in Verbindung mit Molekulardynamiksimulationen – wahrend es an der Grenzflache aktiv ist. Im Gegensatz zu vorherigen NMR-Untersuchungen beweisen unsere Daten, dass R5 eine wohldefinierte Struktur aufweist, wahrend es mit ausgedehnten Silikatwande wechselwirkt. Wir zeigen, dass samtliche Aminosauren von R5 wahrend der Silikatbildung mit Silikat wechselwirken, was zur Interkalation von Silikat in den assemblierten Film fuhrt.

The connection between the nanoscale structure of two chemically equivalent, yet morphologically distinct Nafion fuel‐cell membranes and their macroscopic chemical properties is demonstrated. Quantification of the chemical interactions between water and Nafion reveals that extruded membranes have smaller water channels with a reduced sulfonic acid head group density compared to dispersion‐cast membranes. As a result, a disproportionally large amount of non‐bulk water molecules exists in extruded membranes, which also exhibit larger proton conductivity and larger water mobility compared to cast membranes. The differences in the physicochemical properties of the membranes, that is, the chemical constitution of the water channels and the local water structure, and the accompanying differences in macroscopic water and proton transport suggest that the chemistry of nanoscale channels is an important, yet largely overlooked parameter that influences the functionality of fuel‐cell membranes.

Die komplexe und heterogene Struktur von ionischen Flussigkeiten wurde in den vergangenen Jahren aufgezeigt, ihre Auswirkung auf die Dynamik blieb jedoch offen. Hier verwenden wir Femtosekunden-IR-Spektroskopie, um die lokale strukturelle Dynamik in protischen Alkylammonium-basierten ionischen Flussigkeiten aufzuklaren. Die Strukturrelaxation nach einem ultraschnellen Temperatursprung, der auf die Schwingungsanregung und Schwingungsrelaxation der N-D- (oder N-H-Streckschwingung) folgt, ist in den ionischen und hydrophoben Unterstrukturen sehr unterschiedlich. Die Dynamik der ionischen Domanen wird durch die Lange der Alkylkette kaum beeinflusst und ist folglich von der Viskositat entkoppelt. Die Relaxation in den hydrophoben Bereichen, die durch die Dynamik der C-H-Streckschwingung zuganglich ist, ist um einen Faktor zwei schneller als die Dynamik in den ionischen Bereichen und zeigt eine bemerkenswert niedrige thermische Aktivierungsenergie.