Programmierbare Selbstassemblierung polymerer Nanopartikel zu funktionalen 2D/3D Nanopartikel-Gittern

Grunddaten zu diesem Projekt

Beschreibung

In diesem Emmy Noether Projekt sollen Konzepte der Block Copolymer Selbstassemblierung sowie der supramolekularen und suprakolloidalen Chemie kombiniert werden, um hochkomplexe Nanomaterialien aufzubauen. Folgenden Ziele werden angestrebt: Die Herstellung von Polymer-Nanopartikeln mit hochaufgelöster Oberflächen-Topographie sowie deren Verwendung zur gerichteten Selbstassemblierung funktionaler, offener Nanopartikelgitter. Verknüpfbare Polymere erlauben dabei das Abspalten einzelner Blöcke sowie die kombinatorische Synthese unterschiedlicher Nanopartikeln mit zugänglicher Nanotopographie (Erhebung oder Aussparung). Kryogene Transmissionselektronentomographie liefert dazu als moderne Methode eine genaue Analyse der Nanopartikeloberfläche. Die eingearbeitete Oberflächensymmetrie und Chemie der Partikel wird anschließend in ein Nanopartikelgitter mit kontrollierter Periodizität übertragen, wobei Nanopartikel mit Aussparungen für die Co-Assemblierung mit komplementär geformten organischen, anorganischen oder biologischen Bausteinen untersucht werden (Schlüssel-Schloss-Prinzip). Um ein tiefgreifenderes Verständnis zu Assemblierungskinetiken zu erlangen, wird die Überstrukturbildung zeitaufgelöst in einer TEM Flüssigzelle in situ verfolgt. Schließlich wird das gewonnene Wissen angewandt, um offene Nanopartikelgitter mit Diamantstruktur durch Selbstassemblierung aufzubauen, deren experimentelle Realisierung neue Eigenschaften und potentiell neue Anwendungen hervorbringen könnten.