Reibungseigenschaften komplexer Polymerbürsten

• Antragsteller: Dr. Torsten Kreer
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle und Theoretische Polymerphysik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 205858228

Das beantragte Projekt zielt auf die Untersuchung der Lubrikationseigenschaften komplexer Polymerbürsten ab. Doppelschichten von Polymerbürsten sollen mittels Molekulardynamiksimulationen unter Berücksichtigung hydrodynamischer Wechselwirkungen und analytischen Methoden studiert werden, wobei verzweigte Polymere und lineare Polymere mit gepfropften Nanoteilchen als verankerte Ketten zur Formierung der Bürsten dienen werden. Derartige Bürsten zeigen interessante Eigenschaften im Gleichgewicht, wie etwa die Ausbildung zweier Populationen mit unterschiedlichen Konformationseigenschaften und die Möglichkeit, im Falle gepfropfter Nanoteilchen, zwischen verschiedenen Konformationen zu schalten. Nach der Charakterisierung der statischen Eigenschaften von Einzelbürsten werden die Kraft-Abstands-Profile von Doppelschichten solcher Strukturen untersucht. Die Ergebnisse sollen mit bekannten theoretischen Ansätzen verglichen werden, wobei gegebenfalls neue analytische Konzepte entwickelt werden. Der Schwerpunkt der Untersuchungen wird auf dem Einfluß solcher strukturellen Modifikationen auf die Reibungseigenschaften in stationärer Scherbewegung und hochgradig nicht-stationären Prozessen, wie der (quasi-)instantanen Umkehrung der Scherrichtung, liegen. Die zu erwarteten Ergebnisse sollten Einsicht in Lubrikationsmechanismen geben, wie sie in biologischer Systemen, z.B. in der Glykokalyx von Zellen, vorkommen. Darüber hinaus werden mögliche Anwendungen komplexer Polymerbürsten als Schalter und Sensoren exploriert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen