R.v.Klitzing: Mechanische Eigenschaften von multifunktionalen magnetischen Mikrogelpartikeln
Beschreibung
Das Projekt zielt auf ein besseres Verständnis der magnetisch-mechanischen Eigenschaften von multifunktionalen Hybrid Mikorgelpartikeln ab. Der Durchmesser der polymeren Mirogele kann zwischen 300 nm und 2 Mikrometern gezielt eingestellt werden. Die Gele enthalten magnetische Nanopartikel mit einem Durchmesser von bis zu 20 nm. Die Poly(N-isopropyl-acrylamid) (PNIPAM)-basierten Gele sind thermosensitiv und nach Zugabe entsprechender Monomere zusätzlich noch pH-sensitiv. Um die Deformation der Gele und deren mechanische Eigenschaften im Magnetfeld steuern zu können, muss die Ankopplung der MNP an die Polymermatrix kontrolliert werden. Dafür wird zum einen die Maschenweite über die Zugabe des Quervernetzers der MNP-Größe angepasst. Zum anderen wird die direkte Anbindung an die Polymermatrix (Elektrostatik, Wasserstoffbrückenbindung) über den Einbau von Comonomeren in die Polymermatrix gesteuert. Zum Studium des Einflusses geometrischer Einschränkungen auf die magneto-mechanischen Eigenschaften werden die Gele auf einer planaren Unterlage (Wafer) abgeschieden. Zusätzlich dient diese Konfiguration auch der Untersuchung der aktuatorischen Eigenschaften. Im Projekt soll eine magnetische Umgebung für ein AFM entwickelt werden, die es ermöglicht, Deformation und viskoelastische Eigenschaften in-situ im Magnetfeld zu untersuchen. Ein senkrecht zur Oberfläche orientiertes Gradientenfeld und ein paralleles homogenes Magnetfeld sollen letztendlich zur Verfügung stehen.
Fotos of aqueous solutions containing PNIPAM (top) and PNIPAM-co-allylamine (bottom). Both solutions contain magnetic nanoparticles (MNP). Insets: TEM images, pure PNIPAM gels do not contain MNP, while PNIPAM-co-allylamine gels do. The latter ones can be
Projektleiter
Prof. Dr. Regine v. Klitzing, TU Berlin
Projektmitarbeiter
Sebastian Backes, TU Berlin
Marcus Witt, TU Berlin
Förderzeitraum
2013 - 2015
Publikationen
[1] S. Schmidt, H. Motschmann, T. Hellweg, R. v. Klitzing, Polymer, 2008 49, 749.
[2] A. Burmistrova, M. Richter, C. Üzüm, R. v. Klitzing Coll. Pol. Sci. 2011, 289, 613.
[3] H. Lange, N. G. Bastus, A. Carl, M. Richter, H. Weller, B. H. Juarez, C. Thomsen, R. v. Klitzing, A. Knorr Langmuir, 2012, 28 8862.
[4] K. Gawlitza, S. T. Turner, F. Polzer, S. Wellert, M. Karg, P. Mulvaney, R. v. Klitzing PCCP 2013, 15, 15623.
Kontakt
TU Berlin, Sekr. TC09
Fakultät II Naturwissenschaften und Mathematik
Lehrstuhl Angewandte Physikalische Chemie
Straße des 17. Juni 124
10623 Berlin