Coatings with "Inverse Switching" Behavior: New Applications of Core-Shell Hydrogel Particles

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Die Projektaufgabe ist Design, Synthese und Anwendung von neuartigen Komposit-Kern-Schale Hydrogel Mikropartikeln (HMPs) mit wasserquellbarem (oder thermoresponsivem) Kern und hydrophober elastischer Schale, die teildurchlässig für Wasser ist. Während der laufenden Projektphase wurden solche HMPs erfolgreich synthetisiert und ausführlich untersucht. Die HMPs wurden zur Herstellung von intelligenten Beschichtungen mit inversen Schalteigenschaften verwendet, die im Kontakt mit Wasser hydrophober werden. Die HMPs werden dazu durch Selbstorganisation auf hydrophilen Oberflächen so angebracht, dass sie anfangs nur einen kleinen Teil der Oberfläche belegen – die Oberfläche ist insgesamt hydrophil. Bei Kontakt mit Wasser nehmen die HMP-Kerne Wasser auf, quellen auf ein Vielfaches der ursprünglichen Größe und dehnen dabei ihre hydrophobe elastische Schale aus – die Oberfläche wird insgesamt hydrophober. Im verbleibenden Zeitraum werden wir das inverse-schaltbare System weiter optimieren, um einen größeren und einstellbaren Schaltbereich zu erhalten. Die erzielten Ergebnisse eröffnen ein großes Potenzial der HMPs für Anwendungen, zum Beispiel für intelligente Delivery-Systeme, adaptive Oberflächenbeschichtungen, Mikrocontainer oder mechanisch responsive Kolloidkristalle. Das weitere Ziel ist die Herstellung von Multikomponenten-Oberflächenschichten und Verbundwerkstoffen durch Selbstorganisation (layer-by-layer) von geladenen Hydrogel-Mikropartikeln und umgekehrt geladenen hydrophoben Latices (Polyisopren).