Modul 1: Mechanisch-Responsive Materialien

F/E

In der Natur existieren vielfältige Prozesse, die ein Einwirken mechanischer Kräfte in chemische Reaktionen oder umgekehrte chemische Reaktionen in mechanische Veränderungen umsetzen. So werden unterschiedlichste, lebenswichtige Funktionen ermöglicht. Das Interesse daran diesen Ansatz der Natur in neuartigen Polymermaterialien nachzuahmen und die Umwandlung mechanischer Kräfte in chemische Prozesse als Funktion zu nutzen, hat in letzter Zeit erheblich zugenommen. Beispiele solcher Materialien, in denen mechanochemische Prozesse im Festkörper zur Änderung von Eigenschaften führen, bleiben allerdings seltene Ausnahmen. Inspiriert von den Wirkprinzipien der Natur beabsichtigen wir in diesem Modul Richtlinien für die Herstellung neuer Materialien zu entwickeln, in denen mechanische Belastungen zu vordefinierten Abläufen auf molekularer Ebene führen, wie auch für Materialien in denen eine mechanische Reaktion chemisch ausgelöst werden kann. Diese Erkenntnisse werden dann genutzt, um neuartige Materialien mit nützlichen, stimuli-responsiven Funktionalitäten zu entwickeln.

 Forschungsprojekte:

  • Funktionale Polymere durch Mechanochemie.
  • Untersuchung der Widerstandskraft einzelner Makromoleküle per Rasterkraftmikroskopie.
  • Selbstorganisation biomimetischer Nanostrukturen mit stimuli-responsiven Blockcopolymeren.
  • Polymere mit molekular-auxetischen Eigenschaften.
  • Stimuli-responsive Kapseln für mechanisch abstimmbare Materialien.

 Ziele:

  • Die Synthese von supramolekularen Polymeren, Mechanophoren und „Nanorattles“, wie auch die Untersuchung der Struktur-Eigenschaftsbeziehung der resultierenden Materialien.
  • Entwicklung experimenteller Methoden zur Einzelmolekül-kraftspektroskopie.
  • Synthese mechanisch-responsiver Blockcopolymere und deren Selbstorganisation zu responsiven Kapseln.
  • Synthese von Polymeren, die sich unter Kraftanwendung reorientieren.
  • Herstellung funktionaler Mikrokapseln, die bei externer Belastung Chemikalien freisetzen.
The National Centers of Competence in Research (NCCR) are a research instrument of the Swiss National Science Foundation
Hosted by: Adolphe Merkle Institute - Chemin des Verdiers 4 - CH-1700 Fribourg - Phone +41 26 300 9266