Sonderforschungsbereich 481

    Komplexe Makromolekül- und Hybridsysteme in inneren und äußeren Feldern

Teilprojekt a12:

Überstrukturbildung und Phasengleichgewichte in konzentrierten Lösungen von geladenen Sternpolymeren

Prof. Matthias Ballauff (Physikalische Chemie I)
Prof. Axel H.E. Müller (Makromolekulare Chemie II)

Im vorliegenden Teilprojekt ist Ziel aller geplanten Arbeiten ist ein umfassendes Verständnis des Phasenverhaltens und Dynamik von geladenen Sternpolymeren in wässriger Lösung. Einige theoretische Voraussagen wurden experimentell bestätigt, wie z.B. die Abhängigkeit des osmotischen Drucks von der Armzahl oder die Kontraktion der Sterne in Gegenwart mehrwertiger Gegenionen. In Fortführung der begonnnen Arbeiten möchten wir vor allem kationische Sterne einer systematischen Untersuchung unterziehen, wobei als Variablen die Sternkonzentration, die Wertigkeit der Gegenionen, die Temperatur und die Architektur der Sterne (Armzahl und Armlänge) variiert werden sollen. Insbesondere spezifische Wechselwirkungen zwischen Gegenionen und Sternpolymeren sind von Interesse. Auch sollen attraktive, durch Temperatur schaltbare Wechselwirkungen eine Rolle spielen (LCST). Alle experimentellen Resultate sollen direkt mit den Ergebnissen von MD-Simulationen und analytischer Theorie verglichen werden. Weiterhin stellt die Suche nach geordneten Strukturen von Polyelectrolytsternen ein wichtiger Punkt der Arbeiten. Zudem möchten wir Arbeiten zur Manipulation von Sternmolekülen unter Zuhilfenahme externer Einflüsse (Licht => „Nanoblossoms“) fortsetzen und dadurch das Potential von geladenen Sternpolymeren für mögliche Anwendungen in der Nanotechnologie ausloten.
AFM Analyse von spin-gecoateten Sternpolymerlösungen ((PMETAI170)18; ~ 0.005 g/L) auf Glimmer (links: ohne trivalente Gegenionen, dialysiert gegen reines Wasser von 0.1 N NaCl; rechts: dialysiert gegen reines Wasser von 0.1 N NaCl und 3.7 . 10-4 mol/L [Co(CN)]3-); unten: vergrößerte 3D-Representationen)

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