Nanostrukturierte intelligente Polymermaterialien mit anpassungsfähigen Hafteigenschaften

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Alla Synytska
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle und Theoretische Polymerphysik
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 65020956

Die Steuerung der Adhäsion ist für viele Industrieprozesse, medizinische Applikationen und im täglichen Leben von großer Bedeutung. Viele neue Entwicklungen konzentrieren sich auf die Herstellung von Materialien mit niedriger bzw. starker Adhäsion, in Abhängigkeit vom Einsatzgebiet. Die Herstellung von intelligente Oberflächen mit schaltbarer/gezielt einstellbarer Adhäsion ist eine Herausforderung. Solche Materialien sind für verschiedenste Einsatzmöglichkeiten wichtig, die von der Microelektronik bis zur Pharmazie und zu medizinischen Anwendungen reichen. Unser Projekt hat das Ziel, Synthesewege aufzufinden, um neue schaltbare Systeme zu entwickeln, die auf gemischten Polymerbürsten mit glatten und rauen Oberflächen sowie Schichten von querverbundenen Block-Copolymere (als deren robuste Analoga) basieren. Diese neuen intelligenten Materialien können ihr Adhäsionsverhalten in Abhängigkeit von den eingesetzten Substraten selbst einstellen. Der Aufbau und die damit verbundene Erforschung von schaltbaren und anpassungsfähigen Klebstoffen, basierend auf binären Bürsten, ist ein erstes Ziel. Hier suchen wir nach Kombinationen von Polymeren mit besonders ausgeprägtem Umschalt- und Anpassungsverhalten unter speziellen Umgebungsbedingungen (Lösemittel, Temperatur, pH). Von den Untersuchungen erwarten wir Informationen zum Einfluss der Rauheit in unserem System. So werden wir systematisch die Auswirkungen der Oberflächentopographie und der Rauheit (auf der Mikro- und Nanometerskala) auf die Schaltbarkeit bzw Regulierbarkeit Oberflächeneigenschaften untersuchen. Da Polymerbürsten eine relativ kurze Lebenszeit aufgrund ihrer schlechten mechanischen Stabilität haben, ist das dritte Ziel die Herstellung von mechanisch-robusten „smart“ Oberflächen basierend auf querverbundenen Block-Copolymer-Schichten mit niedrigem Vernetzungsgrad. Abgetragene und entfernte Nanostrukturen der obersten Schicht solcher Aufbauten können durch die Basisschichten mit identischen Eigenschaften wieder neu aufgebaut werde (selbst-reparierendem Effekt).

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen