Polysaccharidbasierte selbstheilende Plattform-Beschichtungen mit Antifoulingeigenschaften

• Antragsteller: Dr. Thomas Elschner
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren ; Polymermaterialien
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 280147441

In diesem Projekt sollen multiresponsive Beschichtungen mit selbstheilenden und antibioadhärenten Eigenschaften dargestellt werden, die auf nachwachsenden Rohstoffen wie Polysacchariden und Aminosäuren/Peptiden basieren. Polysaccharidderivate, die mit Dienen sowie Dienophilen (z. B. Furoat- und Maleinimidgruppen) modifiziert sind, sollen mittels polymeranaloger Reaktionen erhalten und in Filme umgeformt werden, die anschließend durch Diels-Alder Reaktion vernetzt werden. Die intrinsische Selbstheilung der Filme wird sowohl ATR-IR- und UV-spektroskopisch als auch mit Hilfe der dynamischen Differenzkalorimetrie (DSC) geprüft. Darüber hinaus kommen abbildende Verfahren (AFM, SEM) zum Einsatz. Die obere Schicht der Filme soll mit aktivierenden Reagenzien zur Postmodifizierung behandelt werden um selbstheilende Plattform-Beschichtungen für vielseitige Verwendungszwecke zu erhalten. Durch die Anbindung von Aminosäuren und Peptiden auf der Oberfläche sollen hydrophile/zwitterionische Schichten mit Antifouling-Eigenschaften erhalten werden. Um Struktur-Eigenschaftsbeziehungen zu studieren können die Filmdicke, die Packungs-/Ladungsdichte und die Einheitlichkeit der Schichten eingestellt werden. Dabei folgt die molekulare Struktur dem Konzept hydrophiler Polymerbürsten sowie Phosphorylcholin- und Monoschichten (mixed charged). Die Oberflächenmodifizierung kann mit Hilfe von ATR-IR und UV-Spektroskopie, Profilometrie und Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) überprüft werden. Zur Einschätzung der antibioadhärenten Eigenschaften und der Hämokompatibilität wird die Adsorption von Proteinen (z. B. Bovine Serum Albumin, Fibrinogen) mittels Quarzkristall-Mikrowaage (QCM-D) und Oberflächenplasmonenresonanzspektroskopie (SPR) studiert. Darüber hinaus soll die Interaktion mit Zellen untersucht werden. Anschließend werden Schlussfolgerungen zwischen der Struktur der Aminosäure/Polymerbürste und den Eigenschaften der Oberfläche gezogen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Slowenien
• Gastgeberin: Professorin Dr. Karin Stana Kleinschek