Jahresbericht 2018-2019

Professur für Nanostrukturierte Polymermaterialien Prof. Dr. Felix H. Schacher 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 Wir beschäftigen uns mit der Herstellung von Membranen mit einstellbarer Morphologie und Porengröße durch Phaseninversionsprozesse. Hierbei kommen amphiphilie Blockcopolymere zum Einsatz, die wir durch sequentielle Polymeri- sation herstellen. Der hydrophobe Teil der Materi- alien bildet die Membran-Matrix aus, der hydro- phile Block befindet sich bei dieser Vorgehens- weise an der Porenoberfläche. Dadurch haben wir einen eleganten Zugang zu 3-dimensional porösen Strukturen bei gleichzeitiger Kontrolle über Art und Anzahl der funktionellen Gruppen auf der Porenoberfläche. Weiterhin können wir Membranen aus Blockcopolymeren — Stabilität und Einsatz als Träger für Katalysatoren durch externe Einflüsse (pH-Wert, Temperatur, etc.) das Quellverhalten dieser Ketten und damit die Porengröße und das Benetzungsverhalten dieser Membranen (reversibel) beeinflussen. In ersten Arbeiten im Rahmen des SFB Trans- regio 234 „CataLight“ konnten wir zeigen, dass sich anionische Polyoxometallate (C. Streb, Universität Ulm) oder verschiedene katalytisch aktive Komplexe (S. Rau, Universität Ulm) in der- artigen Membranen immobilisieren lassen. Die entstehenden porösen Hybridmaterialien stellen vielversprechende Systeme zur heterogenen (Oxidations-/Reduktions-) Katalyse unter Durch- fluss dar. Wir sind weiterhin daran interessiert, derartige Strukturen chemisch zu verändern, beispiels- weise durch eine nachgeschaltete Querver- netzung der Membran-Matrix. Damit sind die Materialien auch in organischen Lösungsmitteln einsetzbar bzw. mechanisch stabiler. 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 2017, 5, 15789-15796. 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. Abb. 1. Schematische Darstellung katalytisch aktiver Blockcopolymer-Membranen nach elektrostatischer Immobilisierung eines Polyoxometallates. 54 — FORSCHUNG