Dynamische Strukturen in intelligenten Gelen

• Applicant: Privatdozent Dr. Arno Franz Münster
• Subject Area: Physical Chemistry of Molecules, Liquids and Interfaces, Biophysical Chemistry
• Term: from 2001 to 2003
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5297824

Eine interessante Gruppe von Materialien sind die 'intelligenten' Gele, deren Eigenschaften von internen oder externen Stimuli abhängen. Die meisten dieser Gele bauen auf Polyacrylamid auf; sie reagieren auf Änderungen des Druckes, der Temperatur oder der chemischen Umgebung (v.a. des pH-Wertes) mit Änderungen ihrer Struktur. Gegenstand des vorliegenden Antrages ist ein Projekt, das die Kopplung von pH-autokatalytischen Reaktionen an intelligente Gele zum Gegenstand hat. Schließt man ein geeignetes, nicht-lineares Reaktionssystem in eine Gelmatrix ein, so kann man Reaktionsfronten und Wellen des lokalen pHWertes erzeugen. Die Änderungen des pHs führen ihrerseits zu einem reversiblen Anschwellen des Gels. Auf diese Weise ist es möglich, eine 'peristaltische Welle' zu erzeugen, die sich mit konstanter Geschwindigkeit durch das Gel bewegt. Durch Anlegen elektrischer Felder kann man die Bewegung dieser 'chemisch-mechanischen' Welle kontrollieren. Zur Untersuchung dieser Effekte setzen wir die Profilometrie und die Atomic-Force-Mikroskopie (beides in Zusammenarbeit mit dem Würzburger FraunhoferInstitut) ein; Aufschluß über die lokalen Transporteigenschaften im Gel gibt die Fluoreszenz-Korrelations-Spektroskopie (ein FCS-Mikroskop ist in der Arbeitsgruppe verfügbar).

• DFG Programme: Research Grants