Supramolekulare Hydrogele mit steuerbaren rheologischen Eigenschaften basierend auf amphiphilen Peptiden und Cyclodextrin-modifizierten magnetischen Nanopartikeln

• Antragsteller: Professor Dr. Bart Jan Ravoo
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien ; Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 434181687

Hydrogele sind einzigartige Materialien, die zu einem Großteil aus Wasser bestehen und sich makroskopisch dennoch wie Feststoffe verhalten. Sie sind aus dreidimensionalen Polymernetzwerken aufgebaut, welche in ihren Poren aufgrund von Kapillareffekt und Grenzflächenspannung ein Vielfaches ihrer Eigenmasse an Wasser speichern können, ohne sich dabei aufzulösen. Darüber hinaus besitzen Hydrogele viskoelastische Eigenschaften, die dem menschlichen Gewebe sehr ähnlich sind.Das übergreifende Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung neuartiger supramolekularer Peptidhydrogele, die auf Basis von Magnetit Nanopartikeln steuerbare Eigenschaften aufweisen. Im Projekt sollen „doppelt supramolekulare“ Hydrogele untersucht werden, in denen amphiphile Peptide in wässriger Lösung durch Stapelung supramolekulare Polymere bilden, welche darüber hinaus durch Gast-Wirt-Chemie mit Cyclodextrin-modifizierten Magnetitnanopartikeln quervernetzen. Durch Einsatz von Gast-modifizierten Peptiden sollen Hydrogele entstehen, welche auf ein äußeres Magnetfeld oder/und auf Bestrahlung mit UV und sichtbarem Licht reagieren, d.h. fester oder weicher werden, oder sogar verflüssigen. Die Hydrogele sollen mit Hilfe von rheologischen und magnetorheologischen Experimenten umfassend charakterisiert werden. Des Weiteren sollen durch kombinierten Einsatz zweier unterschiedlichen Gast-modifizierten Peptide magnetische Hydrogele mit Formgedächtnis entstehen. Letztendlich sollen somit in diesem Projekt völlig neue dynamische und responsive Hydrogele entstehen, welche durch externe Reize gesteuert werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen