q&more
Meine Merkliste
my.chemie.de  
Login  

News

Poren mit Erinnerungsvermögen

Poröse Polymerfilme mit Formgedächtnis

© Wiley-VCH

08.02.2018: Ob Trennprozesse oder Photovoltaik, Katalyse oder moderne Elektronik: Poröse Polymer-Membranen sind für viele Bereiche von großem Interesse. Membranen, deren Mikroporen sich gezielt zwischen verschiedenen Formen und Größen schalten lassen, könnten ganz neue Perspektiven eröffnen. Wissenschaftler stellen jetzt ein Verfahren vor, mit dem sich poröse Filme aus Formgedächtnis-Polymeren mit präzisen Abmessungen effektiv herstellen lassen. Die Porenform und –größe lassen sich mit Licht reversibel verändern. Eine mechanische Deformation, wie sonst üblich, entfällt.

Für die Anfertigung ihrer lichtschaltbaren porösen Filme haben die Forscher von der East China University of Science and Technology, Shanghai, China, dem Georgia Institute of Technology, Atlanta, USA, sowie der Pusan National University, Busan, Südkorea, eine unkonventionelle Strategie entwickelt. Erfolgsgeheimnis ist ein einfacher Ansatz auf der Basis sogenannter Kondensationsmuster. Kondensationsmuster entstehen, wenn Wasserdampf auf einer kalten festen oder flüssigen Oberfläche in Form regelmäßig angeordneter winziger Tröpfchen kondensiert, etwa beim Anhauchen einer Fensterscheibe. Diesen Effekt nutzen die Forscher um Shaoliang Lin und Zhiqun Lin, um ein Block-Copolymer mit einem Wabenmuster aus hochgeordneten Poren herzustellen.

Der eine Block des Polymernetzwerks verfügt über Seitenketten, die auf Licht reagieren – dank ihrer Azobenzol-Einheiten, die bei Bestrahlung ihre Konformation ändern (cis-trans-Isomerisierung). Der andere Block kann quervernetzt werden, um die Konfiguration des Films zu fixieren. Bei Bestrahlung mit UV-Licht oder durch Erwärmen wechselt ein Teil der Azobenzol-Einheiten in die gewinkelte cis-Form, bei Bestrahlung mit sichtbarem Licht nehmen die Einheiten bevorzugt die gestreckte trans-Form ein. Ist das sichtbare Licht linear polarisiert, richten sich die Seitenketten parallel zueinander aus. Es findet also eine Verschiebung von Material statt. Durch eine genaue Einstellung der Polarisationsrichtung konnten die Forscher die ursprünglich runden Mikroporen in eine Reihe verschiedener Formen bringen, z.B. abgerundete Rechtecke oder abgerundete Rhomben.

UV-Bestrahlung oder Erhitzen hebt die Ordnung der Seitenketten wieder auf und gibt den Poren ihre ursprüngliche Form und Größe zurück. Die Poren können immer wieder von Neuem umgeschaltet werden. Außerdem kann der Copolymer-Film auch zuerst durch Bestrahlung mit einer bestimmten Porenform versehen und anschließend quervernetzt werden, um lichtschaltbare Filme mit unterschiedlichen Porenformen zu erhalten.

Die Forscher versprechen sich von ihrem neuen Herstellverfahren robuste, schaltbare Filme für Elektronik und Photonik, für effiziente Trennungen und Reinigungsprozesse sowie als funktionale Biomaterialien für regenerative Therapien.

Originalveröffentlichung:
Wei Wang, Dingfeng Shen, Xiao Li, Yuan Yao, Jiaping Lin, Aurelia Wang, Jiwoo Yu, Zhong Lin Wang, Suck Won Hong, Zhiqun Lin, Shaoliang Lin; "Light-Driven Shape-Memory Porous Films with Precisely Controlled Dimensions"; Angew. Chem.; 2018
Wei Wang, Dingfeng Shen, Xiao Li, Yuan Yao, Jiaping Lin, Aurelia Wang, Jiwoo Yu, Zhong Lin Wang, Suck Won Hong, Zhiqun Lin, Shaoliang Lin; "Light-Driven Shape-Memory Porous Films with Precisely Controlled Dimensions"; Angew. Chem. Int. Ed.; 2018

Fakten, Hintergründe, Dossiers

  • Biomaterialien
  • Polymere
  • Formgedächtnis-Materialien
  • Polymermembranen

Mehr über Wiley-VCH

  • News

    Intelligente Fluoreszenzfarbstoffe

    Die größte Schwierigkeit bei der Entwicklung von Fluoreszenz- und Phosphoreszenzfarbstoffen liegt in der exakten Einstellung der angeregten Elektronenzustände. Wissenschaftler in Japan haben nun ein organisches Lumineszenzsystem mit einem ungewöhnlichen reizresponsiven Farbumschlag entwicke ... mehr

    Ein elastischer Lufthauch

    Luftig, luftiger, Aerogel. Hohe Brüchigkeit limitierte bisher allerdings die praktische Anwendung dieser hauchzarten Feststoffe, die fast nur aus luftgefüllten Poren bestehen. Das könnte jetzt anders werden: Japanische Wissenschaftler stellen extrem elastische Aerogele vor, die sich gut bea ... mehr

    Maßgeschneiderte Polymere aus dem Drucker

    Immer mehr Beschichtungsstoffe, wie Kleber, Druckfarben und Lacke, aber auch Zahnfüllungen und Zahnersatz werden durch Bestrahlung mit Licht ausgehärtet. Homogene, maßgeschneiderte Polymernetzwerke sind so jedoch nicht herstellbar und die entstehenden Materialien sind eher spröde, was komme ... mehr

q&more – die Networking-Plattform für exzellente Qualität in Labor und Prozess

q&more verfolgt den Anspruch, aktuelle Forschung und innovative Lösungen sichtbar zu machen und den Wissensaustausch zu unterstützen. Im Fokus des breiten Themenspektrums stehen höchste Qualitätsansprüche in einem hochinnovativen Branchenumfeld. Als moderne Wissensplattform bietet q&more den Akteuren im Markt einzigartige Networking-Möglichkeiten. International renommierte Autoren repräsentieren den aktuellen Wissenstand. Die Originalbeiträge werden attraktiv in einem anspruchsvollen Umfeld präsentiert und deutsch und englisch publiziert. Die Inhalte zeigen neue Konzepte und unkonventionelle Lösungsansätze auf.

> mehr zu q&more

q&more wird unterstützt von:



Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.