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 Mikroplastik in Meeren: Hochschule Niederrhein forscht an biologisch abbaubarer Sport-Kleidung
18.09.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Flexibler Leichtbau für individualisierte Produkte durch 3D-Druck und Faserverbundtechnologie
13.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Im Focus: Quantensensoren entschlüsseln magnetische Ordnung in neuartigem Halbleitermaterial

Physiker konnte erstmals eine spiralförmige magnetische Ordnung in einem multiferroischen Material abbilden. Diese gelten als vielversprechende Kandidaten für zukünftige Datenspeicher. Der Nachweis gelang den Forschern mit selbst entwickelten Quantensensoren, die elektromagnetische Felder im Nanometerbereich analysieren können und an der Universität Basel entwickelt wurden. Die Ergebnisse von Wissenschaftlern des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel sowie der Universität Montpellier und Forschern der Universität Paris-Saclay wurden in der Zeitschrift «Nature» veröffentlicht.

Multiferroika sind Materialien, die gleichzeitig auf elektrische wie auch auf magnetische Felder reagieren. Die beiden Eigenschaften kommen für gewöhnlich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungen

Biowissenschaftler tauschen neue Erkenntnisse über molekulare Gen-Schalter aus

19.09.2017 | Veranstaltungen

Zwei Grad wärmer – und dann?

19.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zentraler Schalter der Immunabwehr gefunden

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Materialchemie für Hochleistungsbatterien

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie