Chemische Adhäsionsbindungen organischer Monomere an reaktiven Plätzen auf oxidierten Metalloberflächen

• Antragsteller: Professor Dr. Wulff Possart; Professor Dr. Michael Springborg
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 175929109

Chemische Adhäsionsmechanismen sind ein aktuelles Forschungsthema. Publizierte Untersuchungen fokussieren sich auf den Zustand der organischen Moleküle, aber die Natur der Oberflächen platze auf dem Festkörpersubstrat ist immer noch weitgehend unbekannt. Die Resultate stützen sich auf Spektroskopische Studien. Selten begleitet Modellierung die Interpretation, obwohl die spektroskopischen Daten nur indirekte, oft nicht eindeutige Schlüsse auf den Mechanismus der Wechselwirkung zulassen. Diesen beiden Kernfragen geht das Projekt nach: 1. Infrarot- und Photoelektronenspektroskopie werden für auf nativen Oxidschichten von Metallen adsorbierte, organische Monomere als Funktion von adsorbierter Menge und Abscheidungstemperatur ausgeführt. 2. Die Oberflächenplätze der Metalloxide werden mit Computerexperimenten untersucht (genaue ab initio und parametrisierte quantenmechanische Modellierung), und dann werden die chemischen Wechselwirkungen zwischen Oberflächenplätzen und Monomermolekülen sehr genau modelliert, einschließlich der Spektren dieser gebundenen Zustände. Schließlich werden gemessene und modellierte Spektren vergleichend analysiert, um die real auftretenden Wechselwirkungsmechanismen zu identifizieren und detailliert zu verstehen. Untersucht werden Monomere für vernetzende Epoxide und Polyurethane auf den nativen Oberflächen von Aluminium bzw. Kupfer, im Sub-Monolagenbereich beginnend, werden die Monomere kontrolliert aus der Gasphase abgeschieden. Entstehende adhäsive Bindungen und dann der Folgeschritt der Reaktion zwischen gebundenem Molekül und freiem Monomer werden, unter Beachtung der Konformationen, studiert. So wird das Projekt das grundlegende Verständnis chemischer Adhäsionsmechanismen wesentlich enweitern und einen grundsätzlichen Weg für das Studium der chemischen Adhäsion an Polymer-Festkörper-Kontakten entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen