Polymer- und Kolloidsynthese

Wir beschäftigen uns vor allem mit der Synthese funktionaler Polymerarchitekturen (meist Blockcopolymere), sowie strukturierter Kolloide, die wiederum als Grundbausteine zur Selbstassemblierung komplexer Materialien dienen. Zur Polymersynthese verwenden wir kontrollierte Polymerisationstechniken wie die anionische ringöffnende Polymerisation (AROP), Atom Transfer Radical Polymerisation (ATRP) und Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer (RAFT) Polymerisation, um Blocklänge und Polymerzusammensetzung zu steuern. Mit diesen Polymerisationstechniken lassen sich die gängigsten Monomerarten polymerisieren.

  • Blockcopolymere

    Kontrollierte Polymerisationstechniken ermöglichen die sequentielle Synthese unterschiedlicher Monomere zu Blockcopolymeren, die aus zwei oder mehr kovalent verbundenen Polymerblöcken unterschiedlicher Chemie bestehen. Je nach Monomer können diese Blöcke auf unterschiedliche äußere Reize wie Temperatur, pH-Wert, Salzgehalt oder Polarität reagieren. Wir bauen unsere Bibliothek an AB Diblockcopolymeren und ABC Triblock Terpolymeren stets weiter aus und entwickeln Methoden, um daraus komplexe Formen in Bulk, Mikropartikeln und Mizellen zu assemblieren.

    Polymerisation von ABC Triblock Terpolymeren
    Polymerisation von ABC Triblock Terpolymeren
    © A.Gröschel
  • SEM Aufnahme eines kolloidalen Kristalls (by Chen Chen)
    SEM Aufnahme eines kolloidalen Kristalls (by Chen Chen)
    © A. Gröschel

    Emulsionspolymerisation

    Wir verwenden die Emulsionspolymerisation zur Herstellung kolloidaler Mikropartikel mit nahezu monodisperser Größenverteilung im Bereich von 100-1000 nm. Typischerweise synthetisieren wir isotrope Latexpartikel (z.B. aus PS oder PMMA), aber auch komplexer Partikelform und -zusammensetzungen. Unter passenden Bedingungen haben die Mikropartikel eine so enge Größenverteilung, dass sie spontan kolloidale Kristalle bilden und im richtigen Größenbereich photonische Strukturen mit strukturellem Farbspiel. Wir entwickeln derzeit Kern-Schale Mikropartikel mit räumlich getrennten Säure- und Basenkatalysatoren, und untersuchen ihre Eignung in organokatalytischen Eintopf-Kaskadenreaktionen.