Herstellung und Anwendung von Polymer Cubosomen

Eine Rasterelektronenmikroskopie-Aufnahme eines Polymer Cubosomes.
(c) Gröschel/UBT

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert Bayreuther Projekt mit mehr als 200.000 Euro.

Prof. Dr. André Gröschel, Professor für Polymermaterialien und elektrochemische Speicher am Bayerischen Zentrum für Batterietechnik (BayBatt) der Universität Bayreuth, forscht künftig noch intensiver an porösen Mikropartikeln. Die Forschungsergebnisse können Auswirkungen auf verschiedene Industriezweige haben, von erneuerbaren Energien bis zur Chemieindustrie.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) wird ein Projekt zur Herstellung und Anwendung von Polymer Cubosomen mit 263.825 Euro fördern. Projektleiter ist Prof. Dr. André Gröschel, Professor für Polymermaterialien und elektrochemische Speicher am Bayerischen Zentrum für Batterietechnik (BayBatt) der Universität Bayreuth. Das Projekt beginnt offiziell zum 1. Oktober 2023 und läuft über einen Zeitraum von drei Jahren.

Die Kerninnovation des Projekts besteht in der Herstellung von Polymer Cubosomen und Hexosomen, und deren Anwendung in der Elektro- und Photokatalyse. „Polymer Cubosome und Hexosome sind eine neuartige Mizell-Morphologie, bei der Blockcopolymere in Wasser spontan zu Mikropartikeln aggregieren, die durch-und-durch porös und hochgeordnet sind“, sagt Prof. Dr. André Gröschel. „Wir können poröse Partikel in beliebiger Form und Struktur also direkt herstellen und benötigen nicht wie bisher immer Template, die man nach der Anwendung wieder entfernen muss.“

In der Forschung von Gröschels Team dreht sich alles um die gezielte Herstellung komplexer Nanostrukturen, oft realisiert durch Selbstassemblierung und Blockcopolymere. In einem kürzlich erschienenen Artikel in der Zeitschrift ACS Nano wurden beispielweise BCP-Hexosome mit einer ausgeprägten prismatischen Form erstmals beschrieben. Ihre strukturellen Merkmale sind im Vergleich zu ähnlichen Strukturen aus Fetten etwa eine Größenordnung größer, was die Aufnahme größerer Fracht wie Nanopartikel und möglicherweise auch Viruspartikel ermöglicht.

Die vorangegangenen Forschungsergebnisse ermöglichen eine breite Funktionspalette, da Polymer Cubosome und Hexosome aus verschiedenen Polymeren hergestellt werden können. Im DFG-Forschungsprojekt werden nun weitere mögliche Anwendungsbereiche getestet. Die neuen Strukturen können zum Beispiel bioabbaubar sein oder auf verschiedene Einflüsse wie Licht oder Temperatur reagieren.

„Während der Projektlaufzeit ist es uns ein Anliegen, den Mechanismus der Cubosome-Bildung aufzuklären und Cubosome durch Synthese neuartiger BCP gezielt mit Funktionen auszustatten, um ein breites Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten zu erforschen“, sagt Prof. Gröschel.

Die Einführung der Polymer Cubosome-Technologie markiert einen wichtigen Fortschritt in der Nanowissenschaft und wird neue Wege für die Anwendung weicher poröser Mikropartikel in verschiedenen Bereichen der Forschung und Industrie eröffnen. In der AG Gröschel werden derzeit Varianten der Polymer Cubosome als Wirkstoffträger für die Agrichemie erforscht, als Träger für Katalysatoren und als Vorstufe zu mesoporösen Stoffen für Hochleistungs-Batterieelektroden.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. André Gröschel
Professur für Polymermaterialien und elektrochemische Speicher
+49 (0) 921 / 55 – 4931
Mail: PolyBatt@uni-bayreuth.de
Homepage: www.groeschel.uni-bayreuth.de

Originalpublikation:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c04827

https://www.uni-bayreuth.de/pressemitteilung/dfg-groeschel

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