Entwicklung von nanostrukturierten responsiven Hybridsystemen

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Durch die Kombination von magnetischen Nanopartikeln mit maßgeschneiderten Polymerhüllen entstehen neuartige, stimuli-sensitive Systeme, in denen die thermischen und magnetischen Eigenschaften der Hybride wechselseitig voneinander abhängen. Die Untersuchung dieser Zusammenhänge ist sowohl von grundlagenwissenschaftlichem Interesse als auch für vielseitige Anwendungen attraktiv. Dazu werden magnetische Nanopartikel mit einem Mantel aus endgepfropften Polymerarmen versehen, wodurch die kolloidalen Eigenschaften der Hybridpartikel durch Art und Länge der Polymerarme eingestellt werden können. Die Hybridpartikel sollen in ihrer polymeren Peripherie so funktionalisiert werden, dass sie eine Anbindung biologischer Spezies oder von katalytisch aktiven Gruppen ermöglichen. Ersteres soll zu multifunktionalen Hybridpartikeln für biomedizinische Anwendungen führen, welche die magnetische Separation, Detektion und/oder eine gezielte magnetische Erwärmbarkeit von markierten biologischen Spezies erlauben. Die Anknüpfung von Katalysatorgruppen dagegen führt zu magnetoresponsiven Reaktionssystemen, in denen die katalytische Aktivität über eine Erwärmung der Kerne im magnetischen Wechselfeld gesteuert werden kann. Das Vorhaben umfasst darüber hinaus die Herstellung von nanostrukturierten polymeren Compositmaterialien, in denen gezielt der Einfluss der Matrixeigenschaften und der Partikelabstände auf die kollektiven magnetischen Eigenschaften untersucht werden soll.