Münster 1997 – wissenschaftliches Programm

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PO: Polymerphysik

PO II: HV II

PO II.1: Hauptvortrag

Montag, 17. März 1997, 11:20–11:55, Gg

Herstellung und Charakterisierung molekular dünner Schichten — •Christiane A. Helm — Fachrichtung Kristallographie, Universität des Saarlandes, 66041 Saarbrücken

Die abstandsabhängige Wechselwirkung zwischen zwei auf Glimmer adsorbierten Polyelektrolytschichten in wäßriger Lösung wird mit der Kraftmeßapparatur nach Israelachvili untersucht. Man findet eine langreichweitige Kraft elektrostatischen Ursprungs, die Oberflächenladung wird durch die Polyelektrolyte bestimmt. Beträgt der Abstand zwischen den Oberflächen nur noch einige nm, dann wirkt neben der elektrostatischen auch eine sterische Abstoßung, die durch die beweglichen, teilweise in die Lösung ragenden Ketten verursacht wird. Trocknet man eine Polyelektrolytadsorbatschicht, dann liegen die Ketten flach auf der Oberfläche, die Schichtdicke ist ca. 1 nm. Dies kann mit der um etwa eine Größenordnung erhöhten Grenzflächenenergie fest/gas i.V. zu fest/flüssig erkldrt werden. Die Transporteigenschaften der getrockneten Polyelektrolytschicht hängen jedoch stark von der Luftfeuchtigkeit ab.

Für die Einstellung der Wechselwirkung innerhalb der Polymerschicht sind an der Wasser/Luft Grenzfläche präparierte Polymermonoschichten besonders geeignet, da die Belegungsdichte in einem weiten Bereich extern variiert wird, und so sehr gut definierte Filme auf feste Träger übertragen werden. Dies wird am Beispiel eines statistischen Copolymers aus hydrophilen und hydrophoben Monomereinheiten gezeigt. Mittels Isothermen, Viskositäts- und Fluoreszenzmessungen wird ein Phasenübergang in der lateralen Beweglichkeit nachgewiesen, der auf einer Konformationsänderung der Polymerkette und/oder des hydrophilen Substituenten beruht. Abschließend wird die Anbindung von biologischen Gastmolekülen und metallischen Nanopartikeln an die polymermodifizierten Oberflächen diskutiert.