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 Studie InLight: Einblicke in chemische Prozesse mit Licht
22.11.2016 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Eigenschaften von Magnetmaterialien gezielt ändern
16.11.2016 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

05.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Fraunhofer WKI koordiniert vom BMEL geförderten Forschungsverbund zu Zusatznutzen von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen

05.12.2016 | Förderungen Preise

Höhere Energieeffizienz durch Brennhilfsmittel aus Porenkeramik

05.12.2016 | Energie und Elektrotechnik