Physikalische Chemie komplexer Fluide: Polymere u. Kolloide
Moderne soft matter Forschung hat das Ziel die zunehmend komplexe Struktur molekularer und supramolekularer Materialien zu verstehen und zu beherrschen. Langfristiges Ziel ist das rationale Design weicher molekularer und kolloidaler Materialien mit aktiven Eigenschaften, die über sogenannte schaltbare Materialien hinausgehen.
Hierarchische Strukturen verbunden mit einer Kompartimentierung sind ein charakteristisches Merkmal solcher Materialien. Die sehr unterschiedlichen Längenskalen sind dabei mit entsprechenden Zeitskalen verbunden. Wir untersuchen daher die Struktur und Dynamik von Polymeren und Kolloiden in einem sehr breiten Längen- und Zeitskalenbereich und befassen uns damit, wie Architektur und Morphologie der Systeme, sowie deren chemische Zusammensetzungen genutzt werden können, um Materialien mit komplexen, adaptiven Eigenschaften zu entwerfen.
Bitte beachten Sie unsere aktuellen Publikationen und unsere Forschungsgalerie einen Eindruck unserer aktuellen Projekte zu bekommen.
Die Systeme, die wir herstellen und untersuchen sind beispielsweise: Adaptive Mikrogele, Nanopartikel, Bio-Kolloide, Hydrogele, Polyelektrolyte, Vesikel und Emulsionen.
Wir setzten viele Untersuchungsmethoden ein, z. B.:
- Lichtstreuung: statisch, dynamisch und 3D-Kreuzkorrelation
- Kleinwinkelröntgen- (SAXS) und Neutronenstreuung (SANS)
- Partikelgrößenbestimmung: Bildananlyse, Zeta-Sizer, Particle tracking
- 2-Fokus Fluoreszenz-Korrelations-Spektroskopie
- Spektroskopie
- Rheologie, Rheo-Optik
- Oberflächenspannung, Grenzflächenrheologie
- Kompressionsisothermen, Langmuir-Trog
- Stopped-Flow
Mikrogele mit äußerst komplexen Morphologien bilden einen besonderen Schwerpunkt unsere Arbeiten.
Wir untersuchen auch das einzigartige Verhalten von Mikrogelen an Grenzflächen. Weiche Mikrogele adsorbieren an Öl-Wasser- Grenzflächen und zeigen Eigenschaften, die sich deutlich von kolloidalen Teilchen und Makromolekülen unterscheiden. Wir beobachteten kürzlich, dass Mikrogele leichter komprimiert werden können, wenn sie im Vergleich zu dem ungeladenen Zustand geladen sind.
Durch die Verwendung von schaltbaren Mikrogelen bei der Herstellung von Emulsionen, ist es möglich die Emulsion bei Bedarf zu brechen. Derartige Emulsionen werden zum Beispiel für Anwendungen in der Biokatalyse eingesetzt.
Außerdem untersuchen wir die Synthese von Mikrogelen und entwickelten die nicht gerührte Fällungspolymerisation.