Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Mischung macht’s: Maßgeschneiderte Poren in Blockcopolymer-Membranen

06.05.2015

Ein überraschend einfaches Verfahren zur exakten Einstellung der gewünschten Porengröße in Blockcopolymer-Membranen hat die Geesthachter Polymerforscherin Maryam Radjabian entwickelt. Die Ergebnisse ihrer Forschung wurden in der angesehenen internationalen Fachzeitschrift Advanced Materials veröffentlicht.

Sei es Wasseraufbereitung oder Abtrennen von Viren und Proteinen: Poröse Membranen finden ihre Anwendung in vielen unterschiedlichen Trennaufgaben. Besonders faszinierend und vielversprechend ist die Herstellung von isoporösen Membranen aus Blockcopolymeren, da diese bei geeigneten Bedingungen durch Selbstorganisation hochgeordnete Strukturen ausbilden können, im Idealfall einheitliche Poren (hierzu s.u. Information Blockcopolymere).


Durch Mischen zweier Blockcopolymere bilden sich in der daraus hergestellten Membran Poren nach Maß aus

[HZG, Abetz]

Um effektive Membranen für spezielle Trennaufgaben zu entwickeln, ist die richtige Porengröße entscheidend. Darin liegt die größte Herausforderung: Wie muss das Blockcopolymer aufgebaut sein, um die gewünschte Porengröße zu erhalten? Bislang wurde für jede neu zu entwickelnde isoporöse Membran ein spezielles Blockcopolymer synthetisiert, das dann allein die gewünschte Porengröße lieferte.

Gemeinsam mit dem Leiter des Instituts für Polymerforschung in Geesthacht, Prof. Volker Abetz, hat die Geesthachter Polymerforscherin Dr. Maryam Radjabian nun ein zeitsparendes und überraschend einfaches Verfahren entwickelt: Durch simples Mischen zweier Blockcopolymere kann die gewünschte Porengröße über das Mischungsverhältnis eingestellt werden.

Dabei sind die beiden Blockcopolymere aus den gleichen Monomeren aufgebaut, unterscheiden sich jedoch in der Anzahl der Wiederholungseinheiten in den Blöcken. Dadurch ergibt sich für jedes Blockcopolymer alleine eine andere Porengröße in der daraus gegossenen Membran.

Die Idee von Dr. Radjabian, durch Mischen zweier Blockcopolymere eine mittlere Porengröße zu erhalten, bestätigte sich in ihren Experimenten. Das eröffnet ganz neue Möglichkeiten beim Design neuer Membranen. Die Wissenschaftlerin am Institut für Polymerforschung erklärt: „Es ist ein großer Vorteil, dass man für eine gewünschte Porengröße kein exakt passendes Blockcopolymer synthetisieren muss, sondern einfach zwei ungefähr passende miteinander mischt.“

Information Blockcopolymere:
Blockcopolymere bestehen aus mindestens zwei Monomersorten, die jeweils als Polymerblöcke (Aneinanderreihung gleicher Monomere) kovalent miteinander verbunden als ein Makromolekül vorliegen. Da die Blöcke eines solchen Makromoleküls so gewählt sind, dass sie nicht miteinander mischbar sind, findet durch Abstoßungsreaktionen eine Selbstorganisation der Makromoleküle statt (Mikrophasenseparation).
Aus einer Blockcopolymerlösung lassen sich unter definierten Bedingungen isoporöse Membranen durch das Phaseninversionsprinzip herstellen. Die Grundlagen hierzu wurden in dem von HZG koordinierten EU-Projekt SELFMEM (2009-2012) erarbeitet.

DOI: 10.1002/adma.201404309: Tailored Pore Sizes in Integral Asymmetric Membranes Formed by Blends of Block Copolymers, Maryam Radjabian, Volker Abetz, Advanced Materials 2015, 27, 352-355, (online 20 Nov.V 2014)

Weitere Informationen:

http://www.hzg.de/index.php.de - Zur Website des HZG
http://dx.doi.org/10.1002/adma.201404309 - zur Veröffentlichung

Dr. Torsten Fischer | Helmholtz-Zentrum Geesthacht - Zentrum für Material- und Küstenforschung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide
20.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Metamaterial: Kettenhemd inspiriert Physiker
19.01.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise