Untersuchung der Gegenionenkondensation in Lösungen von stäbchenförmigen Polyelektrolyten

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Im vorliegenden Projekt geht es um ein quantitatives Verständnis der Gegenionenkondensation von stäbchenförmigen Polyelektrolyten. Die zu untersuchenden Systeme bestehen aus einem steifen Poly(p-phenylen)-Rückgrat, an das pro Wiederholungseinheit zwei oder vier kationische Elektrolytgruppen angeheftet sind. Alle Systeme werden in verdünnter wässriger Lösung mit Hilfe der Röntgenkleinwinkelstreuung und der Osmometrie untersucht, wobei die Kombination dieser Verfahren die Untersuchung der Korrelation der Gegenionen mit dem hochgeladenen Makroion erlauben: Während die Röntgenkleinwinkelstreuung hauptsächlich die Bestimmung der Zahl der Gegenionen in der unmittelbaren Nähe des Makroions erlaubt, ist der osmotische Koeffizient sensitiv auf die Gegenionen in größerer Entfernung zum Makroion. Beide Datensätze, die für Systeme mit ein- und zweiwertigen Gegenionen erhalten werden sollen, können in quantitativer Weise mit theoretischen Ansätzen, die auf dem PoissonBoltzmann-Zellmodell beruhen, und mit expliziten Simulationen verglichen werden. Durch gezielten Austausch der Gegenionen können zudem spezifische Wechselwirkungen mit dem Makroion bestimmt werden.