Copolymere aus flexiblen und semiflexiblen Segmenten: Theorie und Simulation

• Antragsteller: Professor Dr. Wolfgang Paul
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle und Theoretische Polymerphysik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 234020867

Wir werden mittels moderner Monte Carlo Methoden und theoretischer Modellierung das Phasenverhalten und die Struktur von Copolymeren aus flexiblen und semiflexiblen Segmenten untersuchen. Wir werden diese Untersuchung unter Variation der Parameter des Modells (Kettenzusammensetzung, Steifigkeit, Konzentration der Lösung, eingeschränkte Geometrie etc.) durchführen. Die Kombination von flexiblen und semiflexiblen Segmenten in einer Kette ist ein Designprinzip, das die Natur benutzt, um komplexe und stabile Gleichgewichtsstrukturen zu erzeugen. Im ersten Teil dieses Projektes (für den wir hier die Finanzierung beantragen) werden wir uns auf das Verhalten einzelner Ketten aus flexiblen und semiflexiblen Segmenten sowohl im Volumen als auch an Oberflächen konzentrieren. Wir werden ihre Gleichgewichtsphasen und deren Morphologie mittels Wang-Landau Monte Carlo Simulationen, die die Zustandsdichte des Modells bestimmen, analysieren. Da wir vor allem an allgemein polymerphysikalischen Aspekten dieser Systeme interessiert sind, werden wir ein vergröbertes Gittermodell, das Bondlfuktuationsmodell, für die Simulationen benutzen. Wir werden sowohl Blöcke des Copolymers betrachten, die sich nur in ihrer Steifigkeit unterscheiden, als auch solche, die zusätzlich eine unterschiedliche Lösungsmittelaffinität besitzen. Wir werden mit dem Studium von Diblock Copolymeren beginnen und dann Triblöcke und Mulitblock-Copolymere betrachten. Für alle Morphologien werden wir die topologischen Eigenschaften analysieren, insbesondere die Anwesenheit von Knoten. Für Ketten, die mit unterschiedlichen Ober- und Grenzflächen wechselwirken, wollen wir optimale Sequenzen für die Adsorption an diese Flächen bestimmen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Beteiligte Personen: Privatdozent Dr. Viktor A. Ivanov; Dr. Julia Martemyanova