Synthesis of defined molecular brushes by atom transfer polymerization

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Im Rahmen des Projektes wird der kontrollierte Aufbau von definierten Bürstenpolymeren und deren Eigenschaften untersucht. Basierend auf der "grafting-form"-Synthesestrategie in Kombination mit der "lebenden" radikalischen Atom-Transfer Polymerisation (ATRP) werden verschiedene einfach und anschließend auch komplexer strukturierte Bürstenpolymere kontrolliert dargestellt. Bei den komplexer strukturierten Systemen sollen Makromoleküle mit Kern-Schale-Struktur realisiert werden, die als molekulare Kanäle (hydrophiler Kern und hydrophobe Schale), Modell für anisotrope Blockcopolymermizellen oder Template für aniomoetrische Strukturen dienen können. Darüber hinaus sollen auch neue Topologien wie Y-, kreuz- und sternförmige Bürstenpolymere synthetisiert werden.Die dargestellten Polymere werden auf ihre physikalischen und chemischen Eigenschften untersucht. Dabei soll insbesondere das Einzelmolekülverhalten an Trägergrenzflächen wie z.B. Mica, Graphit oder Silicium mittels hochauflösender Raster-Kraft-Mikroskopie untersucht werden. Die Abbildung von Einzelmolekülen mit Auflösung einzelner Seitenketten erlaubt Aussagen über Polydispersitäten von Rückgrat bzw. Seitenketten, Molekülformationen (dreidimensional bei geknäueltem Rückgrat oder zweidimensional bei gestrecktem Rückgrat) und intramolekulare Phasenseparationsphänomene. Die Bürstenpolymere sollen in weiterführenden Arbeiten als Bausteine für nanostrukturierte Materiealien verwendet werden (z.B. Filme mit definierten Ionenkanälen als künstliche Zellmembranen). Hierzu müssen aber zunächst Methoden entwickelt weden, um diese Bausteine gezielt in meso- bzw. makroskopische, polymere Materialien zu integrieren.