Fakultätsbericht 2016-2017

Professur für Nanostrukturierte Polymermaterialien Prof. Dr. Felix H. Schacher ProExzellenz II-Professur Forschungsschwerpunkte  Kontrollierte / lebende Polymerisationsmethoden  Nanostrukturierte Materialien durch Selbstorganisation (Membranen, kompartimentierte Mizellen)  Hybridmaterialien (organisch / anorganisch, organisch / organisch)  Responsive Materialien  Polyelektrolyte, Polyampholyte, Polyzwitterionen  Polymermaterialien im Kontext biomedizinischer Anwendungen 50 — FORSCHUNG Wir beschäftigen uns mit der Herstellung von Membranen mit einstellbarer Morphologie und Porengröße durch Phaseninversionsprozesse. Hierbei kommen amphiphile Blockcopolymere zum Einsatz, die wir durch sequentielle Polymeri- sation herstellen. Der hydrophobe Teil der Mate- rialien bildet die Membran-Matrix aus, der hyd- rophile Block befindet sich bei dieser Vorgehens- weise an der Porenoberfläche. Dadurch haben wir einen eleganten Zugang zu 3-dimensional po- rösen Strukturen bei gleichzeitiger Kontrolle über Art und Anzahl der funktionellen Gruppen auf der Porenoberfläche. Weiterhin können wir durch ex- Membranen aus Blockcopolymeren ─ Stabilität und Einsatz als Träger für Katalysatoren terne Einflüsse (pH-Wert, Temperatur, etc.) das Quellverhalten dieser Ketten und damit die Po- rengröße und das Benetzungsverhalten dieser Membranen (reversibel) beeinflussen. In ersten Arbeiten haben wir gezeigt, dass sich anionische Polyoxometallate (C. Streb, Uni- versität Ulm) in derartigen Membranen immobili- sieren lassen und die entstehenden porösen Hy- bridmaterialien stellen vielversprechende Syste- me zur heterogenen (Oxidations-)Katalyse unter Durchfluss dar. Es zeigte sich, dass nur wenig Katalysator ausgelaugt wird und eine partielle Regeneration der katalytischen Aktivität nach mehreren Zyklen ist ebenfalls möglich. Wir sind weiterhin daran interessiert, derartige Strukturen chemisch zu verändern, beispielswei- se durch eine nachgeschaltete Quervernetzung der Membran-Matrix. Damit sind die Materialien auch in organischen Lösungsmitteln einsetzbar bzw. mechanisch stabiler. [1] Romanenko, I., Lechner, M., Wendler, F., Hörenz, C., Streb, C., Schacher, F.H., (2017): POMbranes: Polyoxometalate-functionalized Block Copolymer Membranes for Oxidation Catalysis, J. Mater. Chem. A 5, 15789-15796, DOI: 10.1039/C7TA03220J. [2] Hörenz, C., Pietsch, C., Goldmann, A.S., Barner-Kowollik, C., Schacher, F.H., (2015): Phase Inversion Membranes from Amphiphilic Diblock Terpolymers, Adv. Mater. Interfaces 2, 150042 DOI: 10.1002/ admi.201500042. Abb. 1. Schematische Darstellung katalytisch aktiver Blockcopolymer-Membranen nach elektrostatischer Immobilisierung eines Polyoxometallates.