Die koventionelle Hochfeld-Relaxometrie (HF) und die Fast-Field-Cycling-Relaxometrie (FFC) sind vielversprechende NMR-Techniken zur Untersuchung der Rotations- und Translationsdynamik in molekularen und ionischen Flüssigkeiten. Mit Hilfe ausgewählter, selbst synthetisierter Flüssigkeiten können Spin-Gitter-Relaxationszeit-Experimente über große Frequenz- und Temperaturbereiche durchgeführt und sogenannte NMR-Dispersions-Profile erhalten werden. Hierbei können sowohl dipolare Kerne wie ¹H und ¹⁹F, als auch quadrupolare Kerne wie ²H und ⁷Li adressiert werden. Zur Auswertung der NMRD-Profile sind stets gewisse Modelle nötig, die oft starken Vereinfachungen unterliegen. Ziel unserer Untersuchungen auf diesem Themengebiet ist die Überprüfung der Anwendbarkeit einfacher bekannter Relaxationsmodelle auf komplexe Systeme wie ionische Flüssigkeiten sowie deren Weiterentwicklung. Mit Hilfe des richtigen Modells lassen sich schließlich in Form von rotatorischen Korrelationszeiten und translatorischen Diffusionskoeffizienten direkt wertvolle Informationen über die Dynamik der untersuchten Flüssigkeit und indirekt auch Informationen über deren Struktur erhalten.

Für die Auswertung der NMR-Dispersions-Profile ist in Zusammenarbeit mit Dr. Henning Schröder aus der Arbeitsgruppe Neymeyr ein neues Matlab basiertes Auswertetool entstanden, das auf Basis aktueller Forschungsergebnisse stetig und aktiv weiterentwickelt wird. Ebenso besteht auf diesem Themengebiet eine enge Zusammenarbeit mit der Molekulardynamischen Simulation unter der Leitung von Dr. Dietmar Paschek, die es ermöglicht experimentell zugängliche Relaxationsraten auf Basis der Korrelationsfunktionen computergestützt zu bestimmen und so die verwendeten Relaxationsmodelle zu validieren.

Die einzigartige Kombination aus konventioneller NMR, Fast-Field-Cycling-NMR und Molekulardynamischer Simulation ermöglicht es uns schließlich einen tiefen Einblick in die Struktur und Dynamik komplexer molekularer und ionischer Flüssigkeiten zu erhalten.