Untersuchungen zum Einfluss des Ouellverhaltens auf den Stofftransport in Hydrogelen

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Die Beschreibung des Quellverhaltens von Hydrogelen ist noch mit vielen Unsicherheiten behaftet. In der Literatur wird beispielsweise beschrieben, dass manche Hydrogele bei Kontakt mit einer Flüssigphase ein anderes Quellverhalten aufweisen als bei Kontakt mit der korrespondierenden gesättigten Gasphase. Dieses ungewöhnliche Verhalten hat beispielsweise Bedeutung für Applikationen, bei denen ein intelligentes Hydrogel bei entsprechender äußerer Stimulanz eine definierte Quellung ausführen soll oder bei denen ein Hydrogel als Membran eingesetzt wird (z.B. DMFC-Brennstoffzelle), Bei den wenigen bisher zu diesem Thema in der Literatur veröffentlichten Untersuchungen, wurden Flüssigkeitsquellung und Gasphasenquellung in unterschiedlichen Messapparaturen durchgeführt. Dabei können nur schwer gleiche Versuchsbedingungen hinsichtlich Temperatur und Lösungsmittelaktivität eingestellt werden. Im Rahmen eines laufenden DFG-Vorhabens zum Stofftransport in Brennstoffzellenmembranen wurde eine am Institut konzipierte Messtechnik, die Inverse-Mikro-Raman-Spektroskopie (IMRS), speziell für Messungen in Hydrogelen weiterentwickelt. Damit lassen sich berührungslose, ortsaufgelöste Messungen mehrerer Komponenten sowohl in der Gas- als auch in der Flüssigphase in einer Versuchsapparatur durchführen. Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist es, das Quellverhalten von Hydrogelen in Gas- und Flüssigphase experimentell zu bestimmen und die Messwerte gemeinsam mit Projektpartnern im SPP zunächst mit empirischen, später mit physikalisch begründeten Modell ansätzen zu beschreiben.