Schwache und starke Polyelektrolyte an dielektrischen Grenzflächen

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In diesem Projekt soll das Verhalten von geladenen Polymeren an Grenzflächen untersucht werden. Dabei können die Polyelektrolyte an der Grenzfläche verankert sein, zum Beispiel durch Adsorption eines Diblockcopolymers bestehend aus einem hydrophoben und einem geladenen Block, oder die Polyelektrolyte können an der Grenzfläche adsorbieren. Besondere Beachtung soll dem Einfluß des dielektrischen Sprunges der Grenzfläche auf das Adsorptionsverhalten, die Konformation und den Ladungszustand des Polyelektrolyten geschenkt werden. Es ist bekannt, daß ein dielektrischer Sprung mit einer elektrischen Ladung durch die Bildung von Polarisationsladungen wechselwirkt. An niederdielektrischen Substraten führt dies zu einer Abstoßung von Polyelektrolyten, an hochdielektrischen Substraten führt dies zu einer Anziehung. Als Konsequenz erwarten wir eine Abschwächung der Adsorption auf niederdielektrischen Substraten, und eine Verstärkung der Adsorption auf Metallen. Eine zweite Fragestellung bezieht sich auf die effektive Ladung des Polyelektrolyten. Ein an der Luft-Wasser Grenzfläche verankerter Polyelektrolyt wird in der Nähe der Grenzfläche dazu neigen, die Ladung der Monomere durch chemische Assoziation mit Gegenionen zu reduzieren. Dies kann durch eine lokale Verschiebung der Dissoziationskonstante Ks ausgedrückt werden. Selbst starke Polyelektrolyte sollten an der Grenzfläche zur Luft also "schwach" werden. Im Falle eines hydrophoben Polymerrückgrats kann es dann zur spontanen Adsorption kommen, wie im Fall von PSS experimentell beobachtet.