Wässrige Lösungen von Blends aus Biopolymeren unterschiedlicher Molekülarchitektur: Experimentelle Bestimmung der ternären Phasendiagramme und ihre Modellierung

• Applicant: Professor Dr. Bernhard A. Wolf
• Subject Area: Experimental and Theoretical Physics of Polymers
• Term: from 2010 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 152966921

Polymere werden großteils in Lösung verwendet (z.B. für die Herstellung von Membranen oder im Bereich der Lebensmittelchemie) und zwar überwiegend in Mischungen, die drei oder mehr verschiedene Komponenten enthalten. Eines der wichtigsten Kriterien für den praktischen Einsatz ist der Phasenzustand derartiger Systeme; diesbezüglich bestehen erhebliche experimentelle und theoretische Defizite. Aus diesem Grunde wollen wir das Entmischungsverhalten von Dreikomponentensystemen, bestehend aus Wasser und zwei chemisch oder/und in der molekularen Architektur unterschiedlichen Biopolymeren bestimmen und theoretisch beschreiben. Aufgrund eigener Vorarbeiten und im Hinblick auf den Modellcharakter der Polymeren haben wir uns für Pullulan, Dextran und Bovine Serum Albumin (BSA) entschieden. Die Polysaccharide Pullulan und Dextran sind Kettenmoleküle (unterschiedliche Verknüpfung der Bausteine), während BSA ein globuläres Protein ist. Auf experimentellem Gebiet gilt es u. a. anhand des Systems Wasser/Pullulan/Dextran zu klären, ob die beiden Polymeren unverträglich sind; außerdem wollen wir herausfinden, ob eine am System Wasser/Dextran/BSA beobachtete Dreiphasigkeit eine Ausnahme darstellt oder typisch ist für die hier betrachteten Systeme. Die theoretischen Arbeiten bestehen in der quantitative Modellierung der gemessenen Phasendiagramme mit Hilfe eines Ansatzes, welcher die Kettenkonnektivität der Polymeren und ihre Fähigkeit zur Konformationsänderung beim Mischen berücksichtigt; hierbei wird auch geprüft, ob diese Rechnungen verlässliche Polymer/Polymer Wechselwirkungsparameter liefern.

• DFG Programme: Research Grants