Detailseite
Projekt
Schmelzbare Biopolymere mit magnetischen Mikrosegmenten
Antragsteller
Professor Dr. Thomas Heinze; Dr.-Ing. Robert Müller
Fachliche Zuordnung
Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren
Förderung
Förderung von 2018 bis 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 392158889
Im Rahmen des Vorhabens werden neuartige schmelzbare Biomaterialien mit magnetischen Segmenten erzeugt. Dafür werden Polysaccharidester synthetisiert, in denen ein definiertes Verteilungsmuster von magnetischen Nanopartikeln induzierbar ist. Durch Veresterung der Polysaccharide mit Fettsäuren entstehen Biopolymere mit einstellbaren Schmelzpunkten. Zusätzlich eingeführte ungesättigte funktionelle Gruppen können photochemisch vernetzt werden. Darüber hinaus sollen Funktionen eingeführt werden, die eine reversible Vernetzung erlauben, wobei Systeme im Vordergrund des Interesses stehen, die Diels-Alder- und retro-Diels-Alder-Reaktion erlauben. Diese Biopolymere können mit magnetischen Nanopartikeln beladen werden. An den magnetisch dotierten Materialien wird eine lokal begrenzte, photochemisch induzierte Vernetzung der Polymermatrix vorgenommen. Durch die Vernetzung lassen sich Substrukturen im Material erzeugen, die eine Barrierewirkung haben. Bei thermischer Behandlung haben diese Barrieren eine deutlich höhere Viskosität bzw. schmelzen überhaupt nicht. Durch Wechselwirkung der geschmolzenen Matrix mit einem äußeren Magnetfeldgradienten wandern die Magnetpartikel an die Segmentgrenze und konzentrieren sich dort. Damit lassen sich die magnetischen Nanopartikel gezielt durch die geschmolzene Matrix leiten. Auf diese Weise können multiple magnetische Gradienten in der Biopolymermatrix erzeugt werden, die ein Verteilungsmuster der magnetischen Nanopartikel haben, welches durch die Vernetzung vorbestimmt ist. Studien zu Viskosität und Teilchenbewegung sollen zeigen, wie die Barrierewirkung und damit die Herstellung der Segmente steuerbar sind. Aus den Daten für diese Partikel-Matrix-Wechselwirkung soll ein Modell für die Mobilität von Nanopartikeln in derartigen Systemen erstellt werden. An festen Biopolymeren mit magnetischen Mikrosegmenten wird das Schmelzverhalten im magnetischen Wechselfeld untersucht. Es wird die Möglichkeit eines Einsatzes dieser Biopolymere in mikro-technologischen Systemen wie Aktoren studiert.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
