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Chemiedozententagung 200672

Selbstorganisierende Polymere

Die Materialwissenschaften beschäf-tigen sich heute zunehmend mit Nano-und Mikrostrukturen Zum Aufbau sol-cher Strukturen kann die Natur als Vor-bild dienen. Hier führt die speziellemolekulare Struktur (Primärstruktur)der Peptidketten zur spontanen Selbst-organisation der Proteine in Überstruk-turen. Dieses Prinzip der Selbstorgani-sation kann mit Hilfe einfacher syntheti-scher Makromoleküle nachgestellt wer-den. So bilden sich bereits bei einer dereinfachsten Primärstrukturen, einerBlocksequenz aus A- und B-Baustei-nen, durch Selbstorganisation eineVielzahl von Überstrukturen mit charak-teristischen Abmessungen im Nanome-ter-Bereich, wodurch quasi von selbstnanostrukturierte Kunststoffe entstehen(Abb. 1).

Nanotemplate und -masken

Die Struktur der Kunststoffe kann überSol/Gel- oder lithographische Verfahrenin eine entsprechende anorganischeStruktur abgebildet werden. Dadurchkönnen nanostrukturierte Halbleiter,Magnete oder poröse Materialien erhal-ten werden. Porendurchmesser undPorenform können über die Blockse-quenzlängen genau eingestellt werden.Abbildung 2 zeigt eine elektronenmikro-

Polymere Nano- und Mikrostrukturen

The main research topics are the assembly of polymers into nano- and microstruc-tures. These structures serve as templates for the preparation of nanostructuredsemiconducting, magnetic and porous materials. Polymer vesicles are investigatedas carriers for biotechnoligical and pharmaceutical applications. Inkjet methods areused to prepare functional nano- and microstructures.

Research topics: Self-organizing polymers, polymer templatesand masks, polymersomes, inkjets

skopische Aufnahme eines porösenSilikats mit regelmässig angeordnetenPoren von 16 nm Durchmesser. Nano-poröse Oxide sind als Träger für Kataly-satoren, Membranen und Wirkstoffträ-ger geeignet (Abb. 2).

Polymersomen

Durch Selbstorganisation können auchNanokapseln erhalten werden, derenStruktur Liposomen sehr ähnlich sind,weshalb sie Polymersomen genanntwerden. In diese lassen sich hydrophileWirkstoffe einkapseln, transportierenund gezielt, z.B. bei pH-Wert-Verände-

Literatur

[1] Förster, S. et al. Angew. Chem. Int. Ed.2002, 41, 688.

[2] Förster, S., Top. Curr. Chem. 2003, 226, 1.[3] Hauschild, S. et al. Small 2005, 1, in press

Prof. Dr. Stephan Förster

Institut für Physikalische ChemieUniversität HamburgGrindelallee 11720146 Hamburg

E-Mail: forster@chemie.uni-hamburg.deTelefon: +49-(0)40-42838-3460Telefax: +49-(0)40-42838-3452

Beruflicher Werdegang:1983-89 Chemiestudium an der Uni-versität Mainz; 1992 Promotion, MPIfür Polymerforschung, Mainz; 1992-93 Post-Doc-Aufenthalt in Minneapo-lis, U.S.A.; 1993-99 Habilitation, MPIfür Kolloid- und Grenzflächenfor-schung, Potsdam; seit 2000 C4-Pro-fessor an der Universität Hamburg;2004 Ruf auf eine C4-Professur andie Universität Karlsruhe

Abbildung 3: ElektronenmikroskopischeAufnahme von Polymersomen, die mittelsInkjet-Verfahren hergestellt wurden.

Abbildung 2: ElektronenmikroskopischeAufnahme eines Oxids mit regelmässigangeordneten Nanoporen.

Abbildung 1: Nanostrukturen, die durchSelbstorganisation von Polymeren gebildetwerden

rung wieder freisetzen. Durch moderneInkjet-Technologien lassen sich Poly-mersomen mit enger Grössenvertei-lung herstellen (Abb. 3) und Wirkstoffeeffizient einkapseln.