Polyelectrolyte Conformations and Phase Transitions: Scattering, Imaging and Simulation Studies

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Eine Kaskade von Übergangszuständen tritt auf, wenn spezifisch wechselwirkende Kationen Polyelektrolyte (PE) entgegengesetzter Ladung unter schlechten Lösebedingungen binden. Der dahinter verborgene Mechanismus und die dazugehörige Theorie bleiben jedoch ein intensives Forschungsgebiet. Ein ganzheitliches Vorgehen zu dieser Frage erfordert die gemeinsame Nutzung der Expertisen von 3 Gruppen. Streuungsexperimente helfen bei der Charakterisierung der Übergangszustände hinsichtlich der Größe und Struktur. Mit AFM-Techniken können die 2D-Projektion der gleichen Übergangszustände dann direkt sichtbar gemacht werden. Schließlich erlauben es Computersimulationen sowohl PE-Konformationen in Lösung als auch an Substratoberflächen nachzubilden. Zum Verfolgen der gesetzten Ziele gibt es 3 Haupt-Zielrichtungen: Erstens beabsichtigen wir chemische Glimmer-Oberflächen zu modifizieren, um das Adsorptionsverhalten von anionischen Polyacrylaten so zu verbessern, dass eine maßgebliche Adsorption sogar in Abwesenheit von speziell bindenden Kationen auftritt. Zweitens, unter Berücksichtigung des komplett unterschiedlichen Lösungs- und Adsorptionsverhalten von anionischen Polyacrylaten im Vergleich zu Polystyrenesulfaten planen wir, die Ergebnisse eines polyanionischen Systems auf ein weiteres System auszuweiten und zu vergleichen. Drittens wollen wir versuchen, ein hantelförmiges Modellsystem für die zuvor genannten PE-Systeme zu finden, indem wir ABA Triblockcopolymere herstellen und untersuchen. Hierbei steht A für ein Polyacrylat und B für ein nicht ionisches Polyethyleneoxid.