TY - JOUR A1 - Schönhals, Andreas A1 - Szymoniak, Paulina A1 - Kolmangadi, Mohamed Aejaz A1 - Böhning, Martin A1 - Zamponi, M. A1 - Frick, B. A1 - Appel, M. A1 - Günther, G. A1 - Russina, M. A1 - Alentiev, D. A1 - Bermeshev, M. A1 - Zorn, R. T1 - Microscopic dynamics of highly permeable super glassy polynorbornenes revealed by quasielastic neutron scattering N2 - The molecular dynamics of addition-type poly(tricyclononenes) with Si-substituted bulky side groups has been investigated by a combination of neutron time-of-flight and neutron backscattering spectroscopy methods on a time scale from 0.1 ps to ca. 3 ns. The investigated poly(tricyclononenes) PTCNSi1 and PTCNSi2g both bear a high microporosity which makes them promising candidates for active separation layers for gas separation membranes. At least for larger gas molecules it is assumed that the pathways for diffusion require an enlargement of pre-existing micropores in terms of an activated zone. A low temperature relaxation process was found for both polymers by the performed neutron scattering experiments. This process was assigned to the methyl group rotation. It was analysed in terms of a jump diffusion in a three-fold potential. The analysis of the dependence of the elastic incoherent structure factor on the scattering vector yields the number of methyl groups which might be immobilized. For PTCNSi1 (3 methyl groups in the monomeric unit) it was found that all methyl groups take part in the methyl group rotation whereas for PTCNSi2g (6 methyl groups in monomeric unit) a considerable number of methyl groups are blocked in their rotation. This immobilization of methyl groups is due to the sterically demanding arrangement of the methyl groups in PTCNSi2g. This conclusion is further supported by the result that the activation energy for the methyl group rotation is three times higher for PTCNSi2g than that of PTCNSi1. KW - Highly permeably polynorbornenes KW - Polymers of intrinsic microporosity KW - Gas separation membranes KW - Quasielastic neutron scattering PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1016/j.memsci.2021.119972 SN - 0376-7388 VL - 642 PB - Elesevier B.V. AN - OPUS4-53508 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Bruhn, D. A1 - Köhler, S. A1 - Regenspurg, S. A1 - Schumann, F. A1 - Bäßler, Ralph A1 - Dunkelberg, E. A1 - Huenges, E. A1 - Frick, M. A1 - Hirschl, B. A1 - Sass, I. T1 - Positionspapier Wärmeversorgung in Berlin und Brandenburg durch GeoEnergie - Empfehlungen der GeoEnergie Allianz Berlin Brandenburg zu Forschung und Umsetzung N2 - Das gesellschaftliche Ziel der Defossilisierung der Energieversorgung erfordert eine disruptive Veränderung der Wärmebereitstellung. In Berlin und in den größten Brandenburger Städten Potsdam und Cottbus werden noch über 80 % der Nutzwärme über fossile Energieträger bereitgestellt. Die notwendigen Veränderungen erfordern Lösungen, die den tiefen Untergrund der Region nutzen. Allein die Nutzung der tiefen Geothermie kann mindestens 25% des Wärmebedarfs in Deutschland decken. Die Infrastruktur zur Verteilung dieser erneuerbaren Wärme ist bereichsweise vorhanden. Sie muss allerdings lokal und in ländlichen Gebieten weiter ausgebaut werden. Für die Sektoren Strom und Verkehr steht zwar Energie insbesondere aus Sonne und Wind bereit, aber wegen des zeitlich variablen Angebots besteht ein erheblicher Bedarf an großtechnischen Speichern für Strom und Wärme oder auch für Energieträger (z. B. Wasserstoff). Die saisonale oder temporale Überproduktion an Strom und Wärme aus erneuerbaren Energien zwingt dazu, eine urbane Speicherinfrastruktur aufzubauen, um eine grundlastfähige und bedarfsgerechte Lieferung zu realisieren. Hinzu kommt die Aufgabe das Treibhausgas Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu reduzieren und unterirdisch dauerhaft zu lagern. Auch hier werden Speichertechnologien und ‐räume benötigt. Die nachhaltige energetische Nutzung des unterirdischen Raumes ist geeignet, entscheidende Beiträge zu einer zukünftigen Energiewirtschaft ohne fossile Brennstoffe zu leisten. Diese große interdisziplinäre Aufgabe erfordert die Zusammenarbeit vieler Fach‐, und Forschungseinrichtungen, die im Raum Berlin‐ Brandenburg vorhanden sind und in einer regionalen Forschungsallianz gebündelt werden sollen. Für die Region Berlin‐Brandenburg ergibt sich daraus die Chance, eine Schlüsselrolle in der Grundlagen‐ und angewandter Forschung zur Transformation des Energiesystems zu übernehmen und weltweit als Vorbild zu dienen. Im vorliegenden Papier werden die Formen einer nachhaltigen Geoenergienutzung, das geologische Potenzial der Region Berlin Brandenburg und dessen bisherige geoenergetische Nutzung dargestellt. Aus diesem Wissen wird der Ist‐Zustand hinsichtlich des energiewirtschaftlichen Potenzials und der sich daraus ergebenden Nutzungsoptionen abgeleitet, um darauf aufbauend Maßnahmen darzustellen, mit denen spürbare Beiträge zur Dekarbonisierung erreicht werden können. Daraus ergeben sich Handlungsempfehlungen für die Region, verbunden mit einem möglichen Beitrag der GEB² zum Risikomanagement, Investitionen in Schlüsseltechnologien, der Aus‐ und Weiterbildung, sowie der Akzeptanzerhöhung für geoenergetische Projekte. T2 - Gründungsveranstaltung der GeoEnergie Allianz Berlin Brandenburg CY - Berlin, Germany DA - 24.11.2023 KW - Geoenergie KW - Geothermie KW - Nachhaltigkeit PY - 2023 SP - 1 EP - 18 CY - Berlin & Potsdam AN - OPUS4-58924 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Krause, Christina A1 - Szymoniak, Paulina A1 - Lohstroh, W. A1 - Juranyi, F. A1 - Zamponi, M. A1 - Frick, B. A1 - Al-Sabbagh, Dominik A1 - Emmerling, Franziska A1 - Zorn, R. A1 - Schönhals, Andreas T1 - Complex molecular dynamics of symmetric model discotic liquid crystals: Comparison of Hexakis(hepta-alkanoyloxy)triphenylene (HOT6) with Hexakis(hexa-alkyloxy)triphenylene (HAT6) N2 - This study investigates the complex molecular dynamics of discotic liquid crystals (DLCs) by comparing two structurally similar compounds: Hexakis(hepta-alkanoyloxy)triphenylene (HOT6) and Hexakis(hexa-alkyloxy)triphenylene (HAT6) having the same triphenyl core and the same length of the alkyl side chain. The difference of both materials is that the alkyl chain is linked by an oxygen bridge to the triphenylene core for HAT6 and by a ester group for HOT6. Using a combination of broadband dielectric spectroscopy, differential scanning calorimetry, X-ray scattering, and neutron scattering techniques, the research explores the glass transition phenomena and relaxation processes in these materials. HOT6, featuring ester linkages, exhibits distinct dynamic behavior compared to HAT6, including two separate glass transitions indicated by the 1- and 2-relaxation found by dielectric spectroscopy which are assigned to the glassy dynamics of the alkyl side chain in the intercolumnar space and that of the columns, respectively. The study reveals that the ester group in HOT6 leads to increased molecular rigidity and altered packing in the intercolumnar space, as evidenced by X-ray scattering and the vibrational density of states. Neutron scattering confirms localized methyl group rotations and a further relaxation process which relates to the -relaxation revealed by dielectric spectroscopy. The findings contribute to a deeper understanding of glassy dynamics in partially ordered systems and highlight the influence of molecular architecture on relaxation behavior in DLCs. KW - Discotic Liquid Crystals PY - 2026 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-655171 DO - https://doi.org/10.1039/d5sm01247c SN - 1744-6848 SP - 1 EP - 17 PB - Royal Society of Chemistry (RSC) AN - OPUS4-65517 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Krause, Christina A1 - Zorn, R. A1 - Emmerling, Franziska A1 - Falkenhagen, Jana A1 - Frick, B. A1 - Huber, P. A1 - Schönhals, Andreas T1 - Vibrational density of states of triphenylene based discotic liquid crystals: dependence on the length of the alkyl chain N2 - The vibrational density of states of a series of homologous triphenylene-based discotic liquid crystals HATn (n = 5, 6, 8, 10, 12) depending on the length of the aliphatic side chain is investigated by means of inelastic neutron scattering. All studied materials have a plastic crystalline phase at low temperatures, followed by a hexagonally ordered liquid crystalline phase at higher temperatures and a quasi isotropic phase at the highest temperatures. The X-ray scattering pattern for the plastic crystalline phase of all materials shows a sharp Bragg reflection corresponding to the intercolumnar distance in the lower q-range and a peak at circa 17 nm-1 related to intracolumnar distances between the cores perpendicular to the columns as well as a broad amorphous halo related to the disordered structure of the methylene groups in the side chains in the higher q-range. The intercolumnar distance increases linearly with increasing chain length for the hexagonal columnar ordered liquid crystalline phase. A similar behaviour is assumed for the plastic crystalline phase. Besides n = 8 all materials under study exhibit a Boson peak. With increasing chain length, the frequency of the Boson peak decreases and its intensity increases. This can be explained by a self-organized confinement model. The peaks for n = 10, 12 are much narrower than for n = 5, 6 which might imply the transformation from a rigid system to a softer one with increasing chain length. Moreover the results can also be discussed in the framework of a transition from an uncorrelated to a correlated disorder with increasing n where n = 8 might be speculatively considered as a transitional state. KW - X-ray scattering KW - Neutron scattering KW - Differential scanning calorimetry PY - 2014 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-304789 DO - https://doi.org/10.1039/c3cp55303e SN - 1463-9076 SN - 1463-9084 VL - 16 IS - 16 SP - 7324 EP - 7333 PB - The Royal Soc. of Chemistry CY - Cambridge AN - OPUS4-30478 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -