Poröse Materialien und kolloidale Trägersysteme

Die Eigenschaften poröser Materialen werden durch ihre hohe interne Oberfläche und ihre Porenstruktur bestimmt. Dies ist insbesondere von Interesse für Anwendungen in heterogener Katalyse, transportkontrollierenden Membranen, für Aufnahme und kontrollierte Freisetzung von Wirkstoffen, sowie molekulare Erkennung. In ähnlicher Weise können kolloidale Partikel Poren oder Kompartimente enthalten, und erlauben somit molekulare Aufnahme, kontrollierte Freisetzung oder Oberflächenfunktionalisierung. Hierarchisch poröse Materialien oder nanoporöse Mikropartikel sind daher Beispiele, die interessante Materialien für vielfältige Funktionen darstellen.

In der Arbeitsgruppe Schönhoff untersuchen wir die Eigenschaften nano- und mikroporöser Materialien mit physikochemischen Methoden. Besonders interessiert uns die Wechselwirkung und Aufnahme kleiner Moleküle (z.B. Modellwirkstoffe oder andere aktive Substanzen) mit Grenzflächen und Poren bezüglich Aufnahme, Transport, kontrollierter Freisetzung oder katalytischer Reaktivität. Wir wenden hier NMR-Methoden an, so z.B. gepulste Feldgradienten-NMR-Diffusionsmessungen, Spinrelaxation oder Festkörper-NMR, um jeweils molekularen Transport bzw. Oberflächenimmobilisierung zu charakterisieren.

Beispiele untersuchter Systeme sind

·         Protonenleitende Membranen für Brennstoffzellen

·         Inverse Opal- Mikropartikel mit Nanoporen

·         Oberflächenmodifizierte Partikel für Katalyse

·         Thermoreversible Mikrogele und Polymerpartikel

·         Polyelektrolyt- Hohlkapseln

·         Selbstorganisation von Amphiphilen: Mizellen und Vesikel

Ausgewählte Publikationen

Hammer, R.; Schönhoff, M.; Hansen, M.
A Comprehensive Picture of Water Dynamics in Nafion Membranes at Different Levels of Hydration
J. Phys. Chem. B 2019, 123(39), 8313-8324.
https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.9b05093

Termühlen, F., Kuckling, D., Schönhoff, M.
Isothermal Titration Calorimetry to Probe the Coil-to-Globule Transition of Thermoresponsive Polymers
J. Phys. Chem. B 2017, 121(36), 8611-8618
https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.7b07428

Himmelein, S., Sporenberg, N., Schönhoff, M., Ravoo, B.L. Size-Selective permeation of water-solube polymers trough the bilayer membrane of cyclodextrin vesicles investigated by PFG-NMR
Langmuir 2014, 30, (14), 3988 - 3995
https://doi.org/10.1021/la500226z

Gauczinski, J.; Liu, Z.; Zhang, X.; Schönhoff, M.
Surface Molecular Imprinting in Layer-by-Layer Films on Silica Particles
Langmuir 2012, 28, 4267-4273
https://doi.org/10.1021/la205027j

Krzyzanek, V.; Sporenberg, N.; Keller, U.; Guddorf, J.; Reichelt, R.; Schönhoff, M.
Polyelectrolyte multilayer capsules: Nanostructure and visualisation of nanopores in the wall
Soft Matter 2011, 7(15), 7034-7041
https://doi.org/10.1039/C1SM05406F