Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nano-Bürsten mit Temperaturgespür

13.07.2005


Elektrisch leitfähiges Polymer mit temperaturabhängigen optischen Eigenschaften und Wasserlöslichkeiten


Bei den Stichwörtern Kunststoff und elektrischer Strom denkt man meist automatisch an Dinge wie Isolierungen oder Computer-Gehäuse. Dass Kunststoffe Isolatoren sind, ist jedoch ein Vorurteil. Für die Entdeckung der elektrischen Leitfähigkeit bestimmter Polymere erhielten A. J. Heeger, A. G. MacDiarmid und H. Shirakawa den Chemie-Nobelpreis 2000; die "Kunststoff-Elektronik" ist auf dem Vormarsch. Ein amerikanisches Team hat nun ein leitfähiges Polythiophen entwickelt, das eine erstaunlich hohe Wasserlöslichkeit zeigt und zudem auf die Umgebungstemperatur antwortet.

Warum sucht man nach elektrisch leitfähigen Polymeren, die wasserlöslich sein sollen? Zum einen ermöglicht die Wasserlöslichkeit umweltfreundlichere Verarbeitungsverfahren. Zum anderen ist sie für viele biologische und diagnostische Anwendungen Voraussetzung. Bestimmte leitfähige Polymere antworten zudem mit einer Farbänderung auf Veränderungen in ihrer Umgebung. Genau das Richtige für Sensoren, um bestimmte Analyt-Moleküle nachzuweisen oder andere Parameter anzuzeigen.


Polythiophene, die wirtschaftlich wichtigste Klasse leitfähiger Polymere, bestehen aus langen Ketten, die als Bauelement Fünfringe aus vier Kohlenstoffatomen und einem Schwefelatom enthalten. Auf ein solches Polythiophen-Rückgrat pfropften die Forscher um Robin L. McCarley Ketten aus einem Polyacrylamid-Abkömmling auf wie Borsten auf den Stiel einer Flaschenbürste. Diese "Borsten" machen die molekularen "Bürsten" zu den bisher wasserlöslichsten neutralen Polythiophenen.

Aber die Borsten können noch mehr: Sie reagieren sensibel auf eine Temperaturänderung. Bei Temperaturen unter 30 °C haben die Borsten eine unregelmäßige, insgesamt gestreckte Form und werden förmlich von Wassermolekülen belagert. Wird die Temparatur über 32 °C erhöht, kollabieren diese Strukturen, ziehen sich zu kompakten Kügelchen zusammen und drücken dabei die Wassermoleküle heraus. Natürlich reagiert die ganze Bürste auf diese Konformationsänderung ihrer Borsten. Aus einer eher gestreckten, nur wenig geknäuelten Form zieht sie sich zu einer kompakten sphärischen Gestalt zusammen. Diese Konformationsänderung führt zu einer Abnahme der Wasserlöslichkeit der Bürsten. Deutlicher zu sehen ist eine andere Änderung, nämlich der Farbe: Während eine Lösung der Bürstchen bei niedriger Temperatur orange-rot erscheint, schlägt die Farbe bei höheren Temperaturen in gelb um. Die Farbänderung zeigt an, dass sich die elektronischen Eigenschaften des Polythiophen-Rückgrates verändert haben.

Derartige wasserlösliche polymere Bürsten, die auf äußere Reize mit einer Änderung ihrer opto-elektronischen Eigenschaften reagieren, könnten beispielsweise Anwendung als Biosensoren, in der Bioelektronik, als Nanoschalter, Leuchtdioden oder Fluoreszenzthermometer finden.

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://www.angewandte.de

Weitere Berichte zu: Polymer Polythiophen Temperatur Wasserlöslichkeit

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie
17.07.2018 | Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

nachricht Rostocker Forscher testen neue Generation von Offshore-Windenergie-Anlagen
16.07.2018 | Universität Rostock

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Im Focus: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Im Focus: First evidence on the source of extragalactic particles

For the first time ever, scientists have determined the cosmic origin of highest-energy neutrinos. A research group led by IceCube scientist Elisa Resconi, spokesperson of the Collaborative Research Center SFB1258 at the Technical University of Munich (TUM), provides an important piece of evidence that the particles detected by the IceCube neutrino telescope at the South Pole originate from a galaxy four billion light-years away from Earth.

To rule out other origins with certainty, the team led by neutrino physicist Elisa Resconi from the Technical University of Munich and multi-wavelength...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

Conference on Laser Polishing – LaP: Feintuning für Oberflächen

12.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Optische Kontrolle von Herzfrequenz oder Insulinsekretion durch lichtschaltbaren Wirkstoff

17.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Umweltressourcen nachhaltig nutzen

17.07.2018 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Textilien 4.0: Smarte Kleidung und Wearables als Innovation

17.07.2018 | Innovative Produkte

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics