Rasterkraftmikroskop

• Fachliche Zuordnung: Polymerforschung
• Förderung: Förderung in 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 161002807

• Erstellungsjahr: 2014

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Das Rasterkraftmikroskop (SFM) wurde in verschiedenen Forschungsprojekten eingesetzt, die von der DFG im Rahmen des SFB 985, der VolkswagenStiftung, dem BMBF, der EU, der AIF sowie der Alexander von Humboldt-Stiftung finanziert wurden. Dabei sind Protein-Polymer-Hybridpartikel, funktionale/hybride Mikrogelteilchen und Januspartikel grundlegend hinsichtlich ihrer pH- und Temperatur-Responsivität charakterisiert worden. Darüber hinaus wurde das SFM eingesetzt, um das Selbstassemblierungsverhalten dieser Bausteine zu zwei- und dreidimensionalen Aggregaten zu untersuchen. Auf diesem Weg erhaltene Hybridmembranen mit nanometergroßen Poren, lichtschaltbare Mikrogelstränge, Kapseln aus Nanopartikeln, Proteinbeschichtungen oder mineralisierte Strukturen konnten mit dem SFM z.T. auch in-situ in Wasser abgebildet und manipuliert werden. Zusätzlich wurde das SFM genutzt, um Oberflächenstrukturen zu charakterisieren, die durch kontrollierte Faltenbildung (surface wrinkling) oder gerichtete Selbstassemblierung von Blockcopolymeren erzeugt wurden. Hierbei konnten die Dynamik der Strukturbildung sowie das Phasenverhalten (ex- und in-situ) untersucht und der Einfluss von äußeren Feldern, wie Oberflächenfelder, Topographie oder elektrische Felder charakterisiert werden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• “Ceramic Nanowrinkles via a Facile Replication Process” J. Mater. Chem., 2011, 21, 11734
  S. Park, A. Böker
  
• “Guided Self-Assembly of Microgels: From Particle Arrays to Anisotropic Nanostructures” Soft Matter, 2011, 7, 8231
  S. Hiltl, M.P. Schürings, A. Balaceanu, V. Mayorga, C. Liedel, A. Pich, A. Böker
  
• “Hybrid Capsules via Self-Assembly of Thermo-Responsive and Interfacially Active Bionanoparticle-Polymer Conjugates” Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 2470
  N.C. Mougin, P. van Rijn, H. Park, A.H.E. Müller and A. Böker
  
• “Pickering emulsion templated soft capsules by self-assembling cross-linkable ferritin-polymer conjugates” Chem. Commun., 2011, 47, 8376
  P. van Rijn, N.C. Mougin, D. Franke, H. Park and A. Böker
  
• “Aqueous microgels modified by wedge-shaped amphiphilic molecules via acidebase interaction: Effect of alkyl chain length” Polymer, 2012, 53, 3117
  L. Lia, C. Cheng, M.P. Schürings, X. Zhu, A. Pich
  
• “Artificial Leaves via Reproduction of Hierarchical Structures by a Fast Molding and Curing Process” Macromol. Rapid Commun., 2012, 33, 1300
  S. Park, P. van Rijn, A. Böker
  
• “Guiding Block Copolymers into Sequenced Patterns via Inverted Terrace Formation” Macromolecules, 2012, 45, 2494
  S. Park, L. Tsarkova, S. Hiltl, S. Roitsch, J. Mayer, A. Böker
  
• “On the Alignment of a Cylindrical Block Copolymer: A Time- Resolved and 3-Dimensional SFM Study” Soft Matter, 2012, 8, 995
  C. Liedel, M. Hund, V. Olszowka, A. Böker
  
• “One-step screening process for optimal alignment of (soft) colloidal particles” Nanoscale, 2012, 4, 7338
  S. Hiltl, J. Oltmanns, A. Böker
  
• “Responsive Macroscopic Materials from Self-Assembled Crosslinked SiO2-PNIPAAm Core-shell structures” Adv. Funct. Mater., 2012, 22, 1724
  C. W. Pester, A. Konradi, B. Varnholt, P. van Rijn, A. Böker
  
• “Block Copolymer Nanocomposites in Electric Fields: Kinetics of Alignment” ACS Macro Lett., 2013, 2, 53
  C. Liedel, C.W. Pester, M. Ruppel, C. Lewin, M.J. Pavan, V.S. Urban, R. Shenhar, P. Bösecke, A. Böker
  
• “Copolymer microgels by precipitation polymerisation of N- vinylcaprolactam and N-isopropylacrylamides in aqueous medium” Colloid Polym. Sci., 2013, 291, 21
  A. Balaceanu, V. Mayorga, W. Lin, M.P. Schürings, D.E. Demco, A. Böker, M.A. Winnik, A. Pich
  
• “Cross-linking Density and Temperature Effects on the Self-Assembly of SiO2-PNIPAAm Core-Shell Particles at Interfaces” Chem. Eur. J., 2013, 19, 5586
  K. Özlem Nazli, C.W. Pester, A. Konradi, A. Böker, P. van Rijn
  
• “Electric Field Induced Alignment of Block Copolymer / Nanoparticle Blends” Small, 2013, 19, 3276
  C. Liedel, K.A. Schindler, M.J. Pavan, C. Lewin, C.W. Pester, M. Ruppel, V.S. Urban, R. Shenhar, A. Böker
  
• “Formation of catalytically active gold–polymer microgel hybrids via a controlled in situ reductive process” J. Mater. Chem. A, 2013, 1, 13244
  G. Agrawal, M.P. Schürings, P. van Rijn, A. Pich
  
• “Self-assembly process of soft Ferritin-PNIPAAm conjugate bionanoparticles at polar-apolar interfaces” Langmuir, 2013, 29, 276
  P. van Rijn, H. Park, K. Özlem Nazli, N.C. Mougin, A. Böker
  
• “Designing Zwitterionic SiO 2 NH 2 -Au Particles with Tunable Patchiness using Wrinkles” Part. Part. Syst. Charact., 2014
  R. Brüx, S. Hiltl, V. Schröder, C. von Essen, A. Böker
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1002/ppsc.201300354)
• “Enhancing Ordering Dynamics in Solvent-Annealed Block Copolymer Films by Lithographic Hard Mask Supports” Macromolecules, 2014
  A. Stenbock-Fermor, A.W. Knoll, A. Blöker, L. Tsarkova
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1021/ma500561q)