Elektrochemisches Schalten von funktionellen Polymerbürsten und Polymercoronas (“E-Brush”)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Alexander Muench, Ph.D.; Professor Dr. Felix Plamper; Privatdozentin Petra Uhlmann, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 543627338

Dieses Projekt zielt darauf ab, Elektrodenpotentialdifferenzen als neuartigen Schaltauslöser für binäre Bürsten aus Polymeren mit gegensätzlichem Schaltverhalten einzusetzen. Dabei wird die Elektrochemie als Stimulus genutzt, der schnell an der polymerdekorierten Elektrode wirkt und den Zustand des Films und damit die Oberflächeneigenschaften beeinflusst. Die Auswirkung der Filmarchitektur wird anhand neuartiger Polymerbürsten, die über das Pfropfverfahren hergestellt werden, und Filmen aus adsorbierten Mizellen untersucht. In diesen Strukturen sind verschiedene Polymere kombiniert, deren Konformationen "antagonistisch" auf die angelegten Potentialunterschiede reagieren. Diese Änderung der gegensätzlichen Streckung/Kollabierung der verschiedenen Polymere wird durch ein entgegengesetztes Wechselwirkungsmuster zwischen den verschiedenen Polymeren und demselben elektroaktiven Komplexierungsreagenz hervorgerufen, das seinen Oxidationszustand bei Polarisierung der Elektrode ändert. So kann ein bestimmtes Polymer gegenüber der Lösung exponiert werden, während das andere zurückgezogen wird (und umgekehrt). Das tiefgreifende Verständnis dieses neuen Schaltprinzips steht im Mittelpunkt der Untersuchung und wird verallgemeinerbares Wissen schaffen, das den Ausgangspunkt für neuartige Anwendungen bildet. Anhand einer schaltbaren Enzymkatalyse soll das Potenzial des entwickelten Konzepts erstmalig demonstriert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen