Projektstatus: Dieses Projekt befindet sich in der ersten Programmphase.
Dieses Projekt untersucht mit dem Rasterkraftmikroskop die mechanischen Eigenschaften einzelner, regelmässig verzweigter – sogenannt dendronisierter – Polymere. Diese könnten als Bausteine in Einzelmolekülventilen verwendet werden.
Hintergrund
Zur Nanotechnologie gehört die Miniaturisierung. Um funktionale Strukturen auf der Nanometerskala herzustellen, benötigt man sehr kleine Bausteine. Solche Bausteine können einzelne Polymerketten sein, die man beispielsweise verwendet, um mikroskopische Ventile zu schliessen und zu öffnen, oder um molekulare Motoren anzutreiben. Es sind jedoch kaum Polymere bekannt, deren mechanische Eigenschaften systematisch modifiziert werden können. Dendronisierte Polymere erinnern an lineare Polymere, weisen aber stark verzweigte und sperrige Seitenketten auf, die Dendrone genannt werden. Diese Dendrone sind entlang der Kette dicht gepackt, so dass die Polymere auf vielfältige äussere Veränderungen stark reagieren.
Ziel
Dieses Projekt hat zum Ziel, regelmässig verzweigte – sogenannt dendronisierte – Polymere zu untersuchen, von denen man erwartet, dass ihre elastischen Eigenschaften durch externe Parameter, wie beispielsweise die Temperatur oder die Zusammensetzung der Lösung, gesteuert werden könnten.
Bedeutung
Dendronisierte Polymere werden mit entsprechenden funktionellen Gruppen nach neuen, aber erprobten Verfahren synthetisiert und die mechanischen Eigenschaften der einzelnen Polymere mit dem Rasterkraftmikroskop (AFM) untersucht. Der besondere Vorteil der dendronisierten Polymere ist die Verfügbarkeit von verschiedenen «Generationen», was zu unterschiedlichen Durchmessern und Steifigkeiten führt. Auf diese Weise wird es möglich sein, eine systematische Beziehung zwischen den mechanischen Eigenschaften und ihrer chemischen Struktur herzustellen. Es wird ein grosser Entwicklungsschritt in der Nanotechnologie erhofft.
Anwendung
Die im Projekt angestrebten neuen Bausteine können zu neuartigen Anwendungen führen, zum Beispiel zur Verwendung von dendronisierten Polymeren als Einzelmolekülbausteine in mikroskopischen Ventilen oder molekularen Motoren.
Originaltitel: Single-molecule mechanics of dendronized polymers
Eckdaten und Publikationen zum Projekt
P3-Forschungsdatenbank
Projektverantwortliche
- Prof. Michal Borkovec, Département de chimie minérale analytique et appliquée, Université de Genève
- Prof. Dieter Schlüter, Institut für Polymere, ETH Zürich