Leibniz Institute für Polymerforschung Dresden Institut Physikalische Chemie / Polymerphysik Bachelorthemen 2016

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Stefanie Albrecht
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1 Leibniz Institute für Polymerforschung Dresden Institut Physikalische Chemie / Polymerphysik Bachelorthemen 2016

2 Übersicht / Schwerpunktsthemen Nanostrukturierte Materialien Herstellung oxidationsstabiler Silbernanopartikel durch Überwachsung mit Gold (Fery) Anordnung von plasmonischen Nanopartikeln zu geordneten Strukturen mit optischer Funktionalität (Fery) Neuartige Anti-Eis-Schichten (Uhlmann) Modifikation von Partikeln und Oberflächen Eisadhäsion auf heterogenen Oberflächen (Synytska) Schaltbare Kern/Schale Partikel für die Immobilisierung von Enzymen (Synytska) Dynamik auf molekularer Ebene Spin-Label EPR Spektroskopie (Lappan) Dynamik in Polymeren unter mechanischer Last (Scheler) Wechselwirkung von Dendrimeren mit Polyelektrolyten (Scheler) Abtrennung von Schwermetallionen von Abwasser (Schwarz)

3 Nanopartikelsynthese und Modifikation AG Fery, Ziel: Herstellung von oxidationsstabilen Silberpartikeln durch Überwachsung mit Gold Partikel Synthese - Definierte Form und Größe - Kolloidale Stabilität Partikelmodifikation - Beschichtung durch Liganden-Austausch - Überwachsung mit Gold/Silber Charakterisierung - Optische Spektroskopie - Elektronenmikroskopie (REM, TEM) 100 nm

Geordnete Nanostrukturen AG Fery, fery@ipfdd.

Nanopartikeln zu geordneten Strukturen mit

Charakterisierung von Partikelanordnungen 1 cm

Partikeldruck auf Oberflächen 500 nm 1 cm

4 Geordnete Nanostrukturen AG Fery, Ziel: Anordnung von plasmonischen Nanopartikeln zu geordneten Strukturen mit optischer Funktionalität Herstellung & Charakterisierung von Partikelanordnungen 1 cm Anordnung in Faltenstruktur Kolloidaler Partikeldruck auf Oberflächen 500 nm 1 cm Partikeldruck spin coating release with water lift-off drying wrinkled substrate H2O

Thema: Neuartige Anti-Eis-Schichten nordnung der Arbeiten in

attachment of polymers at technical surfaces use of two basic

point depression winter flounder reduction of ice crystal growth

of effects Tausalzeffekt Anti-Freeze-Protein Effekt Patent US8202620

5 Thema: Neuartige Anti-Eis-Schichten nordnung der Arbeiten in laufendes BMBF-Verbund-Projekt, IPF-Team: 1 Postdoc, 2 Techniker attachment of polymers at technical surfaces use of two basic principles spruce budworm de-icing salt effect colligative freezing point depression winter flounder reduction of ice crystal growth interaction with aqueous environment in the surface region addition of effects Tausalzeffekt Anti-Freeze-Protein Effekt Patent US vereint in einer nanometerdünnen Beschichtung Ansprechpartnerin: Petra Uhlmann uhlmannp@ipfdd.de

grafting to using an anchor polymer layer

6 Fragestellung und Aufgaben 1. Schichtpräparation Preparation method: grafting to using an anchor polymer layer polymers applying: dipping, spin-coating, solution casting Substrates: metallic (Alu, Cu), oxidic, silica Anchoring layer with epoxy groups 2. Schichtcharakterisierung 3. Vereisungsmessungen: Grafting of functional polymers Schichtdicke und Benetzbarkeit Eishaftung und Reifschichtdicke Ziel: Aufklärung des Zusammenhanges zwischen Polymerstruktur, Schichteigenschaften und Anti-Eis-Wirkung?

7 Eisadhäsion auf heterogenen Oberflächen basierend auf Kern-Schale Partikeln Dr. Synytska AG, Ziel: Heterogene Oberflächen mit reduzierter Eisbildung und adhäsion Vollbeschichtete Partikel Herstellung & Charakterisierung von Beschichtungen Geometrie Benetzbarkeit (Kontaktwinkel) chemische Zusammensetzung Topographie (REM, OPM) Partikel Synthese Eisbildung & -adhäsion Eisadhäsionsmessung via Scherkräfte Zentrifugale Kräfte Bachelorthemenvorstellung, TU Dresden, Fachrichtung Chemie und Lebensmittelchemie, Mül/ELCH,

Schaltbare Kern-Schale-Partikel für die Immobilisierung

immobilisierten Enzymen Synthese Charakterisierung

Funktionalität TGA GPC Pfropfungsdichte in Zusammenarbeit

8 Schaltbare Kern-Schale-Partikel für die Immobilisierung von Enzymen Dr. Synytska AG, Ziel: Entwicklung von schaltbaren Kern-Schale-Partikeln für den mehrfachen Einsatz von immobilisierten Enzymen Synthese Charakterisierung Enzym-Immobilisierung Schaltbare Kern-Schale-Partikel dynamische Lichtstreuung Elektrophorese Elektronenmikroskopie Partikelgeometrie chemische Funktionalität TGA GPC Pfropfungsdichte in Zusammenarbeit mit der TU Dresden Biochemie Bachelorthemenvorstellung, TU Dresden, Fachrichtung Chemie und Lebensmittelchemie, Mül/ELCH,

Spin-Label-EPR-Spektroskopie Mittels Spinmarkierung und EPR-Spektroskopie ist es möglich, Erkenntnisse zur Kettensegmentbeweglichkeit von Makromolekülen in Lösung zu gewinnen.

Der Vergleich von experimentellen und simulierten Spektren liefert quantitative Aussagen über die Beweglichkeit des Spinmarkers und damit der Polymersegmente.

9 Spin-Label-EPR-Spektroskopie Mittels Spinmarkierung und EPR-Spektroskopie ist es möglich, Erkenntnisse zur Kettensegmentbeweglichkeit von Makromolekülen in Lösung zu gewinnen. Dazu werden paramagnetische Spinmarker (Nitroxide) kovalent an Polyionen gebunden und diese anschließend in Polyelektrolytkomplexe (PEC) eingebaut. Der Vergleich von experimentellen und simulierten Spektren liefert quantitative Aussagen über die Beweglichkeit des Spinmarkers und damit der Polymersegmente. Polyelektrolytkomplex aus Polykation (im Überschuss) und spinmarkiertem Polyanion O zm zr xm D O N HO zr OH O O N H OH ym Aufgaben Einfluss von ph und Ionenstärke auf Beweglichkeit des Polyanions im PEC untersuchen PEC herstellen und EPR-Spektren in Abhängigkeit von der Temperatur registrieren Spektrensimulationen durchführen ~ ~ O Sie haben Interesse oder noch Fragen? Dr. Uwe Lappan Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.v. Tel lappan@ipfdd.de

Dynamik in Polymeren unter mechanischer Last t =500ms ex 1 0.9 0.8 S MQ 0.7 0.6 Ref start DQnorm start Ref l = 1.5 DQnorm l = 1.5 Ref l=2 DQnorm l = 2 Ref l = 2.5 DQnorm l = 2.5 0.5 0.4 0.3 0.2 0.

10 Dynamik in Polymeren unter mechanischer Last t =500ms ex S MQ Ref start DQnorm start Ref l = 1.5 DQnorm l = 1.5 Ref l=2 DQnorm l = 2 Ref l = 2.5 DQnorm l = excitation time [ms] In-situ Niedrfeld-NMR im Zug-Dehnungsversuch direkte Messung der Antwort der Polymerdynamik zeitabhängige Untersuchung in teilkristallinen Polymeren molekulares Verständnis von mechanischer Spannungsrelaxation Kontakt Dr. Ulrich Scheler, scheler@ipfdd.de

11 Wechselwirkung von Dendrimeren mit Polyelektrolyten 8 mobility [10-4 cm²/vs] chemical shift [ppm] Die Wechselwirkung / Bindung zwischen Dendrimeren und lineare Polyelektrolyten wird über die hydrodynamische Größe und die effektive Ladung bestimmt Der Einfluss des Dissoziationsgrades und des Verhältnisses der Molmassen wird untersucht. Kontakt Dr. Ulrich Scheler, scheler@ipfdd.de

12 Abtrennung von Schwermetallionen aus Abwasser Polyelektrolyte in der Wasseraufbereitung Abtrennung von Schwermetallionen ist großes Thema Ersatz synthetischer Polykationen durch natürliche wie Chitosan Kontakt Dr. Simona Schwarz,

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