Anwendung eines neuen thermodynamischen Modells auf die Quellung von Poly(N-isopropylacrylamid)-Gelen in wässrigen Alkohollösungen

• Antragsteller: Professor Dr. Jörg Kreßler, seit 4/2016
• Fachliche Zuordnung: Technische Thermodynamik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 272101716

Dreidimensional vernetzte Poly(N-isopropylacrylamid)-Moleküle (PNIPAM) bilden experimentell gut untersuchte nichtionische, thermosensitive Hydrogele. Oberhalb von etwa 32°C liegt das Gel im geschrumpften und unterhalb davon im stark gequollenen Zustand vor. Die günstige Umwandlungstemperatur hat zu einer Reihe von medizinischen Anwendungen geführt, wie z.B. die kontrollierte Medikamentenfreisetzung, künstliche Blutgefäße und Muskeln sowie Kontaktlinsen. In der klassischen Quellungstheorie ist ein Gel ein unendlich großes, vernetztes Polymermolekül mit darin eingeschlossenen Lösungsmittelmolekülen. Ein neues Modell lässt viele vernetzte Polymermoleküle zu, die über Quellungsgleichgewichte unterschiedliche Mengen Lösungsmittel aufnehmen. Bisher wurde dieses nur auf die Quellung von PNIPAM in reinem Wasser unter Benutzung eines einfachen Ansatzes für die freie Energie angewendet. Im Projekt soll dieser Ansatz vor allem unter Einbeziehung chemischer Assoziationsmodelle realistischer werden. Außerdem ist die Verallgemeinerung des Modells auf die Quellung von Gelen in Lösungsmittelgemischen (konkret: PNIPAM in Wasser/Alkohol-Gemischen) geplant. Im Mittelpunkt steht die Berechnung des Quellungsgrades in Abhängigkeit von Temperatur und Lösungsmittelzusammensetzung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Privatdozent Dr. Dieter Browarzik, bis 4/2016 (†)