Theoretische Untersuchung elektrostatischer Effekte auf die kritische Lösungsmitteltemperatur von thermosensitiven, statistischen Copolymeren

• Antragsteller: Professor Dr. Joachim Dzubiella
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle und Theoretische Polymerphysik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 241584065

Funktionalisierte, thermosensitive Copolymere sind heutzutage integraler Bestandteil in der Entwicklung von intelligenten, umgebungs-sensitiven Materialien mit abstimmbaren Eigenschaften. In der unmittelbaren Naehe der unteren kritischen Loesungstemperatur (Englisch: LCST) zeigen Copolymere dramatische Veraenderungen in ihren Materialeigenschaften als Antwort schon zu winzigen Aenderungen in der Loesungsmittelumgebung. In diesem Projekt sollen die Effekte von elektrostatischer Funktionalsierung und Abschirmung durch spezifische Salze auf die LCST von statistischen Kopolymeren basierend auf Polyethylenglykol (PEG), Poly(N-isopropylacrylamid) (PNIPAM) und elektrostatisch geladener Poly(acryl)saeure theoretisch untersucht werden. Hierzu sollen atomistische und vergroeberte Computersimulationen, Werkzeuge der statistischen Mechanik, und das Konzept der Ionenpartition an heterogenen Polymeroberflaechen benutzt werden. Die Ziele dieses Projekts sind folgende: Erstens und am Wesentlichsten, das Verstaendnis des Einflusses der Ladungsarchitektur der Copolymerisierung und des abschirmenden Salzes auf die Struktur, Thermodynamik, und LCST der Copolymere. Zweitens, das Verstaendnis der starken Diversitaet unter den Salzen in ihrer spezifischen Art die LCST von Copolymeren zu aendern. Drittens, die konsistente Validierung der Transferibilitaet des Konzepts der Ionenpartition in silico und damit die Entwicklung eines theoretischen Rahmens, mit dem die Effekte verschiedener Ladungsarchitekturen und verschiedener Salztypen quantitativ beschrieben werden koennen. Die Resultate dieses Projekts werden helfen spezifische Copolymerisierungen oder Funktionalisierungen von thermoresponsiven Polymeren mit gewuenschten, abstimmbaren Eigenschaften vorherzusagen und damit Experimente anzuleiten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Jan Heyda, Ph.D.