Morphologiekontrolle und schaltbare Interaktion von Miktoarm Terpolymeren

• Antragsteller: Professor Dr. Felix Plamper
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 195610889

Dieser Antrag beschäftigt sich mit den Eigenschaften und supramolekularen Strukturen von neuartigen Miktoarmsternpolymeren, die auf Polydimethylaminoethylmethacrylat (PDMAEMA) basieren. PDMAEMA zeigt Thermosensitivität, wobei sein UCST- und LCST-Verhalten in Gegenwart von mehrvalenten Ionen unabhängig einstellbar ist (Upper/Lower Critical Solution Temperature; Phasenseparation bei Abkühlung/Erhitzen). Zudem kann eine Lichtoder Elektrosensitivität von PDMAEMA erreicht werden. Folglich ist die Interaktion der Moleküle nach Belieben manipulierbar, was zu neuen Strukturen und Eigenschaften führen soll. Von zentraler Fragestellung wird das Aggregationsverhalten von Miktoarmsternpolymeren sein. Die in diesem Antrag vorgeschlagenen Systeme enthalten mehrere PDMAEMA Arme. Weiterhin sind hydrophile und hydrophobe Komponenten zugegen. Dadurch sind Umstrukturierungen der vorgeformten Mizellen nach Kollaps des stimulisensitiven PDMAEMAs zu erwarten. Dies soll anhand von Miktoarmsternen mit PDMAEMA, Polyethylenoxid- (PEO, hydrophil) und beispielsweise Polypropylenoxidarmen (PPO, hydrophob) gezeigt werden. Da PPO bei geringen Temperaturen wasserlöslich wird, ist in diesem System eine weiterreichende Manipulierung der mizellaren Strukturen möglich. So können wahlweise erst die Interaktionen zwischen den PPO- oder den PDMAEMA-Domänen angeschaltet werden. Damit sind aufgrund unterschiedlicher Schaltreihenfolgen unterschiedliche Aggregationsformen zu erwarten. Eine Modifikation im Aufbau der Miktoarmsterne erlaubt auch das Erreichen eines Gelzustandes. Die Gelstruktur ist wiederum abhängig von der Präparationsreihenfolge und eine Manipulation der Maschenweite ist dadurch zugänglich. Diese Schaltung der Maschenweite soll nicht nur thermisch induziert werden, sondern in diesem Antrag ist auch ein Vorschlag zur elektrischen Schaltung der Permeabilität des Hydrogels beschrieben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen