Molekulare Aufklärung des Quellverhaltens von polymeren Modellnetzwerken

• Antragsteller: Dr. Michael Lang
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle und Theoretische Polymerphysik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 329888557

Das Projekt gliedert sich in zwei Teile, die jeweils auf ein besseres Verständnis von Verhakungen und reversiblen Bindungen in polymeren Netzwerken abzielen.Im ersten Teil soll ein geeignetes Modell erarbeitet werden für die Deformation und Quellung von idealen Netzwerken, die nur aus Verhakungen bestehen. Dies geschieht basierend auf Slip-Tube Modellen und den bisherigen Ergebnissen zur Quellung von Olympischen Gelen und zusätzlichen Simulationsdaten zur Deformation und Quellung von idealen Slide-Ring Gelen und Olympischen Gelen, die das vorliegende Projekt beisteuern soll. Dieses Modell für Netzwerke aus Verhakungen soll zu einem geeigneten Modell für reale Slide-Ring Gele mit einer Vielzahl an Cyclodextrinen erweitert werden, um die Elastizität dieser speziellen Netzwerke und das Wechselspiel von Verhakungen und eingeschränkter Diffusion der Cyclodextrine entlang der Ketten während Quellung und Deformation besser verstehen zu können. Dabei soll auch der wechselseitige Einfluss von Netzpunkten und Verhakungen auf die Nicht-Affinität von Quellung und Deformation anhand einer Serie von Olympischen Gelen und/oder Slide-Ring Netzwerken mit zunehmender Anzahl an zusätzlichen chemischen Netzpunkten untersucht werden. Ziel dieser Arbeit ist es, ein quantitatives Modell für die nicht-affinen Beiträge zu Deformation und Quellung auch von kovalent gebundenen Netzwerken zu erhalten.Im zweiten Teil soll die Theorie zur Rekombinationsdynamik reversibler Bindungen auf spannungsabhängige Bindungsauflösung und Netzwerke mit Verhakungen erweitert werden. Die Simulation der Deformation und Energiedissipation von partiell reversiblen Modell-Netzwerken hat zum Ziel kollektive Umlagerungsprozesse und Spannungsrelaxation als Folge eines Bindungsbruches zu quantifizieren und in einem Modell abzubilden. Der Einfluss der Architektur molekularer Bausteine auf die Relaxation partiell reversibler Netzwerke soll anhand zweier Modellklassen (lineare Ketten mit Stickern entlang der Ketten und sternförmige / verzweigte Polymere mit Stickern an den Enden) herausgearbeitet und verstanden werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen