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Wir beschäftigen uns mit der Herstellung von Membranen
mit einstellbarer Morphologie und Porengröße durch
Phaseninversionsprozesse (Abb. 2). Hierbei kommen am-
phiphile Blockcopolymere zum Einsatz, die wir durch se-
quentielle Polymerisation geeigneter Monomere herstel-
len. Der hydrophobe Teil der Materialien bildet später die
Membran-Matrix, der hydrophile Block befindet sich an
der Oberfläche der Poren. Durch externe Einflüsse kön-
nen wir jetzt das Quellverhalten dieser Ketten und damit
Porengröße und Benetzungsverhalten dieser Membranen
Abb. 2. REM-Aufnahme einer freitragenden
Blockcopolymermembran nach Quervernetzung der
Membran-Matrix.
FORSCHUNG — 47
Abb. 4. TEM-Aufnahme und Skizze von durch Kristallisation
gebildeten Kern-Schale-Corona Zylindern aus wässriger Lösung.
Abb. 3. Steuerung der Quellung einer auf einer Oberfläche
verankerten Polymerkette durch externe Einflüsse:
pH-Wert, Temperatur, Bestrahlung mit Licht.
Membranen aus Blockcopolymeren
Die gezielt induzierte Kristallisation von Polymersegmenten
in Lösung ist eine starke Triebkraft zur Ausbildung anisotro-
per Strukturen. Wir nutzen dies aus, indem wir sphärische
Bausteine aus Blockcopolymeren aufbauen (z. B. Kern-
Schale-Corona Mizellen), die eine kristallisierbare Corona
tragen. Durch beispielsweise Erwärmen einer verdünnten
Lösung kann diese Corona zur Kristallisation gebracht wer-
den. Bei adäquater Konzentration und geeignetem Masse-
anteil der Corona können kooperative Effekte erzielt wer-
den, die zur Bildung anisotroper Kern-Schale-Corona Struk-
turen führen (Abb. 4). Das Besondere hierbei ist, dass wir
gezielt anisotrope Strukturen aus isotropen Vorstufen oder
Bausteinen aufbauen können bzw. das Verhalten der Bau-
steine maßgeblich von der Corona bestimmt wird. Bei ge-
eigneter Wahl der weiteren Segmente (Kern, Schale) kön-
nen diese Materialien zur Herstellung anisotroper Hybrid-
materialien (z. B. Einlagerung von Gold NP) oder als Zugang
zu kompartimentierten zylindrischen Nanostrukturen
eingesetzt werden.
Anisotrope nanoskalige Materialien
steuern (Abb. 3). Weiterhin sind wir daran interessiert,
derartige Strukturen chemisch zu verändern (Vernetzung
der Matrix, Aufpfropfen weiterer Polymerketten) oder als
Template zu benutzen, beispielsweise zur Herstellung
poröser Metalloxide. Durch die Breite der uns zur Verfü-
gung stehenden Polymerisationsmethoden können eine
Vielzahl an Monomerkombinationen realisiert und durch
Anpassung der Prozessparameter in poröse Strukturen
überführt werden.