GRK 1524:  Self-Assembled Soft-Matter Nanostructures at Interfaces

• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 65143814

Das Internationale Graduiertenkolleg befasst sich mit selbstorganisierten Nanostrukturen aus weicher (d.h. organischer und biomolekularer) Materie an Grenzflächen. Im Vordergrund stehen die Beschaffenheit dieser Strukturen und die ihrer Bildung zugrunde liegenden Prinzipien. Das gemeinsame Ziel der Forschungsaktivitäten ist es, zu einem besseren Verständnis des Zusammenspiels zwischen verschiedenen Längenskalen zu gelangen, die einerseits die Grenzflächen selbst und andererseits die selbstorganisierten Oberflächenstrukturen kennzeichnen. Das Graduiertenkolleg konzentriert sich auf drei thematische Schwerpunkte: (1) Systeme, deren charakteristische Längenskalen durch Oberflächenmuster auf ansonsten planaren Substraten gekennzeichnet sind. Hier geht es um die Erzeugung "chemischer“ Muster mit charakteristischen Dimensionen von wenigen Nano- bis hin zu einigen Mikrometern, die dann einer angrenzenden Phase aus weicher Materie aufgeprägt werden.
(2) Systeme mit gekrümmten Oberflächen, in denen der mittlere Krümmungsradius des Substrats die Hauptlängenskala repräsentiert. Die Selbstorganisation von Amphiphilen an der Oberfläche von Kolloiden zu Oberflächenmizellen, Doppelschichten usw. sind hier Beispiele.
(3) Biomimetische Strukturen unterschiedlicher Längenskalen innerhalb von Grenzflächen. Typische Fragestellungen sind hier z.B. Größe und Stabilität von Domänen, die sich in mehrkomponentigen Biomembranen bilden, oder feldinduzierte Musterbildung von Kolloiden an Grenzflächen.
Das Forschungsprogramm des Graduiertenkollegs wird von einer Gruppe aus Physikochemikern und Physikern getragen, die auf dem Gebiet grenzflächenbestimmter, weicher Materie international ausgewiesen sind. Dabei spielt eine enge Verzahnung von Theorie/molekularer Simulation und entsprechenden Experimenten eine zentrale Rolle für den Erfolg der geplanten Arbeiten. Zwischen den Theoretikern und Experimentatoren besteht auf deutscher Seite seit mehreren Jahren eine enge und erfolgreiche Kooperation. Die Gruppe der US-Partner zeichnet sich durch komplementäre wissenschaftliche Interessen aus. Die Forschungsaktivitäten werden durch ein integriertes Studienprogramm ergänzt, das Module aus Theorie und Experiment umfasst. Die Doktorandinnen und Doktoranden wählen Module aus beiden Bereichen mithilfe der Supervisoren aus. So wird eine breite Ausbildung erreicht, die über das eigentliche Arbeitsgebiet der Doktorandinnen und Doktoranden hinausgeht. Dissertationen werden gemeinsam von einem deutschen und einem US-Wissenschaftler betreut.

• DFG-Verfahren: Internationale Graduiertenkollegs
• Internationaler Bezug: USA
• Antragstellende Institution: Technische Universität Berlin
• IGK-Partnerinstitution: Duke University; North Carolina State University Raleigh; University of North Carolina at Chapel Hill; University of Pennsylvania
• Beteiligte Institution: Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung; Wissenschaftspark Potsdam-Golm
• Sprecher: Professor Dr. Martin Schoen
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Max L. Berkowitz; Professor Patrick Charbonneau; Professor Dr. Ashutosh Chilkoti; Professor Dr. Michael David Dickey; Professor Dennis E. Discher; Professor Dr. Stefan Franzen; Professor Dr. Jan Genzer; Professorin Hanna S. Gracz; Professorin Dr. Carol Hall; Professor Gabriel P. Lopez; Professorin Melissa A. Pasquinelli; Professor Dr. Richard J. Spontak; Professor Dr. Orlin D. Velev; Professor Stefan Zauscher
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professor Dr. Matthias Ballauff; Privatdozentin Dr. Rumiana Dimova; Professor Dr. Michael Gradzielski; Dr. Andrea Grafmüller; Professor Dr. Peter Hildebrandt; Professorin Dr. Sabine Klapp; Professorin Dr. Regine von Klitzing; Professor Dr. Reinhard Lipowsky; Professor Dr. Jürgen P. Rabe; Privatdozent Dr. Hans Riegler; Professor Dr. Holger Stark; Dr. Thomas Weikl
• Sprecher (IGK-Partner): Professor Dr. Keith E. Gubbins