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Projekt
The Impact of a Solid Surface on the Structure and Dynamics of Polymer Melts
Antragsteller
Professor Dr. Wolfgang Knoll
Fachliche Zuordnung
Polymermaterialien
Förderung
Förderung von 2008 bis 2011
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 68175862
Der Einfluss von Festkörper- (Metall) Grenzflächen auf die Struktur, Konformation und Dynamik von Polymerschmelzen soll in einem kombinierten experimentellen und theoretischen Ansatz untersucht werden. Polyisopren (PI), Polybutadien (PB) und Polyethylen (PE) sollen im Kontakt mit verschiedenen Metalloberflächen (Gold, Silber, Platin) untersucht werden. Die Metallsubstrate werden es ermöglichen, den Einfluss von verschiedenen Grenzflächen auf die strukturellen Eigenschaften der Polymere zu untersuchen. Zusätzlich werden wir durch Modifikation der Metalloberfläche (z.B. durch Thiolschichten) systematisch die Polymer/Substrat Wechselwirkungen (von attraktiven über neutrale hin zu repulsiven Wechselwirkungen) verändern, um so die bulk- Eigenschaften des Polymers in Kontakt mit der Oberfläche zu untersuchen. Oberflächenplasmonenspektroskopie (SPR) mit einem Schwerpunkt auf langreichweitigen (LRSP) und kurzreichweitigen (SRSP) Plasmonen Moden wird als Hauptuntersuchungsmethode zur Charakterisierung der Polymer/Festkörper Grenzfläche eingesetzt werden. Der evaneszente Charakter dieser elektromagnetischen Wellen an der Oberfläche erlaubt eine sehr genaue und selektive Untersuchung der Grenzfläche ohne störende Einflüsse aus der bulk Phase. Durch die Verwendung von Lichtquellen mit unterschiedlicher Wellenlänge oder Metallschichten unterschiedlicher Dicke kann die Eindringtiefe des evanenszenten Feldes von der Substratoberfläche in den Polymerfilme sehr genau von 10 nm bis zu über einen Mikrometer variiert werden. Dementsprechend können sowohl der Bereich nahe der Polymer/Festkörper Grenzfläche als auch Bereiche im quasi-unendlichen bulk Bereich oberhalb der Grenzfläche untersucht werden. Die Simulationen werden aus kombinierten atomistischen und „Coarse-grain“ (CG) Methoden bestehen. Dieser kombinierte Ansatz zur Simulation des Polymer/Festkörper Systems ermöglicht es, reale Zeitskalen in den CG Simulationen zu benutzen und den Effekt der Oberfläche auf die Struktur und Dynamik von langen verschränkten Polymerschmelzen quantitativ zu charakterisieren.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
Beteiligte Person
Professorin Dr. Hatice Duran, Ph.D.
