Poren mit Erinnerungsvermögen

Mit dem neuen Verfahren lassen sich poröse Filme aus Formgedächtnis-Polymeren effektiv herstellen. (c) Wiley-VCH

Ob Trennprozesse oder Photovoltaik, Katalyse oder moderne Elektronik: Poröse Polymer-Membranen sind für viele Bereiche von großem Interesse. Membranen, deren Mikroporen sich gezielt zwischen verschiedenen Formen und Größen schalten lassen, könnten ganz neue Perspektiven eröffnen.

In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellen Wissenschaftler jetzt ein Verfahren vor, mit dem sich poröse Filme aus Formgedächtnis-Polymeren mit präzisen Abmessungen effektiv herstellen lassen. Die Porenform und –größe lassen sich mit Licht reversibel verändern. Eine mechanische Deformation, wie sonst üblich, entfällt.

Für die Anfertigung ihrer lichtschaltbaren porösen Filme haben die Forscher von der East China University of Science and Technology, Shanghai, China, dem Georgia Institute of Technology, Atlanta, USA, sowie der Pusan National University, Busan, Südkorea, eine unkonventionelle Strategie entwickelt. Erfolgsgeheimnis ist ein einfacher Ansatz auf der Basis sogenannter Kondensationsmuster.

Kondensationsmuster entstehen, wenn Wasserdampf auf einer kalten festen oder flüssigen Oberfläche in Form regelmäßig angeordneter winziger Tröpfchen kondensiert, etwa beim Anhauchen einer Fensterscheibe. Diesen Effekt nutzen die Forscher um Shaoliang Lin und Zhiqun Lin, um ein Block-Copolymer mit einem Wabenmuster aus hochgeordneten Poren herzustellen.

Der eine Block des Polymernetzwerks verfügt über Seitenketten, die auf Licht reagieren – dank ihrer Azobenzol-Einheiten, die bei Bestrahlung ihre Konformation ändern (cis-trans-Isomerisierung). Der andere Block kann quervernetzt werden, um die Konfiguration des Films zu fixieren.

Bei Bestrahlung mit UV-Licht oder durch Erwärmen wechselt ein Teil der Azobenzol-Einheiten in die gewinkelte cis-Form, bei Bestrahlung mit sichtbarem Licht nehmen die Einheiten bevorzugt die gestreckte trans-Form ein. Ist das sichtbare Licht linear polarisiert, richten sich die Seitenketten parallel zueinander aus.

Es findet also eine Verschiebung von Material statt. Durch eine genaue Einstellung der Polarisationsrichtung konnten die Forscher die ursprünglich runden Mikroporen in eine Reihe verschiedener Formen bringen, z.B. abgerundete Rechtecke oder abgerundete Rhomben.

UV-Bestrahlung oder Erhitzen hebt die Ordnung der Seitenketten wieder auf und gibt den Poren ihre ursprüngliche Form und Größe zurück. Die Poren können immer wieder von Neuem umgeschaltet werden. Außerdem kann der Copolymer-Film auch zuerst durch Bestrahlung mit einer bestimmten Porenform versehen und anschließend quervernetzt werden, um lichtschaltbare Filme mit unterschiedlichen Porenformen zu erhalten.

Die Forscher versprechen sich von ihrem neuen Herstellverfahren robuste, schaltbare Filme für Elektronik und Photonik, für effiziente Trennungen und Reinigungsprozesse sowie als funktionale Biomaterialien für regenerative Therapien.

Angewandte Chemie: Presseinfo 03/2018

Autor: Zhiqun Lin, Georgia Institute of Technology (USA), http://nanofm.mse.gatech.edu/

Link zum Originalbeitrag: https://doi.org/10.1002/ange.201712100

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

http://presse.angewandte.de

Media Contact

Dr. Karin J. Schmitz Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie

Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.

Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Mit einem Klick erfahren, wo es im Wald brennt

Satellitengestützte Erkennung von Waldbränden im Waldmonitor Deutschland jetzt online. Seit heute kann jedeR BürgerInnen verfolgen, ob und wo es in Deutschlands Wäldern brennt. Der Waldmonitor Deutschland [http://Waldmonitor-deutschland.de] zeigt jetzt frei…

Komplexe Muster: Eine Brücke vom Großen ins Kleine schlagen

Ein neue Theorie ermöglicht die Simulation komplexer Musterbildung in biologischen Systemen über unterschiedliche räumliche und zeitliche Skalen. Für viele lebenswichtige Prozesse wie Zellteilung, Zellmigration oder die Entwicklung von Organen ist…

Neuartige Membran zeigt hohe Filterleistung

Partikel aus alltäglichen Wandfarben können lebende Organismen schädigen. Für Wand- und Deckenanstriche werden in Haushalten meistens Dispersionsfarben verwendet. Ein interdisziplinäres Forschungsteam der Universität Bayreuth hat jetzt zwei typische Dispersionsfarben auf…

Partner & Förderer