Dendrimers as model colloids for particles with soft repulsion

• Applicant: Professor Dr. Matthias Ballauff
• Subject Area: Preparatory and Physical Chemistry of Polymers
• Term: from 2002 to 2007
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5371761

Im vorliegenden Projekt geht es um die Aufklärung der Struktur und der Wechselwirkung von Dendrimeren in Lösung. Derartige Dendrimere stellen verzweigte Makromoleküle mit definierter molekularer Struktur dar, die in den letzten Jahren intensiv untersucht wurden und denen ein hohes Anwendungspotential zugemessen wird. Bisherige Resultate der Antragsteller weisen darauf hin, daß Dendrimere sich wie weiche Partikel verhalten, wobei das Wechselwirkungspotential durch eine Gauss-Funktion beschrieben werden kann. Gelöste Dendrimere wären damit das erste Modellsystem für Partikel mit ultraweicher Repulsion, d.h., von Teilchen mit einem Wechselwirkungspotential, das am Ursprung nicht divergiert. Um diese Frage abzuklären, soll im vorliegenden Antrag sowohl die räumliche Struktur von Dendrimeren als auch deren Wechselwirkung in Lösung mit Hilfe der Kleinwinkelneutronenstreuung (small-angle neutron scattering; SANS) genau untersucht werden. Durch selektive Deuterierung einzelner Teile der Moleküle soll zunächst eine verfeinerte Analyse der räumlichen Struktur erzielt werden. Im nächsten Schritt soll dann die repulsive Wechselwirkung der gelösten Dendrimere bis zu hohen Konzentrationen aus den SANS-Messungen in Form des Strukturfaktors bestimmt werden. Diese experimentelllen Ergebnisse sollen dann mit statistisch-mechanischen Modellen von Dendrimeren und monomeraufgelösten Computersimulationen verglichen werden, die eine komplementäre unabhängige Bestimmung des Dichteprofils, der effektiven Wechelwirkung zwischen den Dendrimeren und des Strukturfaktors erlauben. Wesentlicher Punkt des vorliegenden Forschungsprojektes ist eine unmittelbare Verknüpfung des Experiments mit der Theorie und der Simulation, um die angeschnittenen Fragen einer Lösung zuzuführen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Christos N. Likos