Jahresbericht 2018-2019

Lehrstuhl für Organische Chemie II Prof. Dr. Ulrich S. Schubert Forschungsschwerpunkte  Polymere für die Lebenswissenschaften: Gesundheit, Nanomedizin und Wirkstofftransport  Polymere für die Energiespeicherung und -wandlung: Redoxaktive Polymere für Batterien, organische Solarzellen und photokatalytische Wasserspaltung  Nachhaltigkeit: Intelligente und schaltbare Polymere (z. B. Formgedächtnispolymere) sowie selbstheilende Materialien  Hochdurchsatzsynthesen und Automatisierung  Nanolithographie und Nanochemie  Detaillierte Charakterisierung der Materialien — von der molekularen Ebene bis zu bildgebenden Methoden (z. B. Elektronenmikroskopie) Polymere nehmen in den Lebenswissenschaften eine zentrale Rolle ein. Sie finden z. B. Anwen- dung als dreidimensionale Gerüstmaterialien, als Oberflächenbeschichtungen oder als Hilfsstoffe in Arzneimitteln. Sie können an Wirkstoffe gebun- den werden oder diese in Nanopartikel einschlie- ßen, um deren Wirksamkeit zu erhöhen [1]. So werden in verschiedenen Projekten inner- halb des Sonderforschungsbereiches 1278 der DFG „PolyTarget“ Bibliotheken von Polymeren synthetisiert, zusammen mit Wirkstoffen zu Na- nopartikeln formuliert und auf ihre Wirksamkeit gegen entzündungsrelevante Krankheiten unter- Polymere für die Lebenswissenschaften: Gesundheit, Nanomedizin und Wirkstofftransport sucht (Abb. 1). So wurde die Transfektions- effizienz von genetischem Material mittels kationischer Polymere auf diese Weise optimiert [2]. Durch den Einbau von durch Licht spaltbaren Linkern können Mikro- oder Nanopartikel herge- stellt werden, die sich nach Bestrahlung mit Licht auflösen und damit gezielt ihr Cargo freisetzen [3]. Ein weiteres Forschungsfeld bildet die 3D-Strukturierung von Polymeren mittels ver- schiedener Techniken. In Kooperation mit Partnern wurden neue Initiatoren und Makromonomere für die 2-Photonen-Polymerisation hergestellt und 3D-Strukturen „geschrieben“ [4]. [1] Englert C., Brendel J. C., Majdanski T. C., Yildirim T., Schubert, S., Gottschaldt, M., Windhab, N., Schubert, U. S. (2018): Pharmapolymers in the 21st century: Synthetic polymers in drug delivery applications. Progress in Polymer Science, DOI: 10.1016/ j.progpolymsci.2018.07.005. [2] Trützschler, A.-K., Bus, T., Sahn, M., Traeger, A., Weber, C.,Schubert, U. S. (2018): The power of shielding: Low toxicity and high transfec- tion performance of cationic graft copolymers containing poly(2- oxazoline) side chains. Biomacromolecules, DOI: 10.1021/ acs.biomac.8b00362 . [3] Englert, C., Nischang, I., Bader, C., Borchers, P., Alex, J., Prohl, M., Hentschel, M., Hartlieb, M., Traeger, A., Pohnert, G., Schubert, S., Gottschaldt, M., Schubert, U. S. (2017): Photocontrolled release of chemicals from nano- and microparticle containers. Angewandte Chemie International Edition, DOI: 10.1002/anie.201710756. [4] Wloka, T., Czich, S., Kleinsteuber, M., Moek, E., Weber, C., Gottschaldt, M., Liefeith, K., Schubert, U. S. (2019): Microfabrication of 3D-hydrogels via two-photon polymerization of poly(2-ethyl-2- oxazoline) diacrylates. European Polymer Journal, DOI: 10.1016/ j.eurpolymj.2019.109295. Abb. 1. Laser-Scanning Mikroskopie zur Untersuchung der Aufnahme von polymeren Nanopartikeln in Zellen. Foto: Jan-Peter Kasper. 56 — FORSCHUNG