Soft Matter in Mainz Uni Mainz Max-Planck-Institut für Polymerforschung Forschungsverbünde

Soft Matter in Mainz

• Uni Mainz

• Max-Planck-Institut für Polymerforschung

• Forschungsverbünde

Uni Mainz

Gruppe Prof. Binder

• F. Schmid Statistische Physik/Simulationen• W. Schirmacher Feldtheoretische Beschreibung• T. Schilling (U Luxenbourg) Simulationen, Colloide, LC• J. Schneider Simulationstechniken• M. Oettel Kolloide an Grenzflächen• P. Virnau• M. Weigel Zufällige Unordnung, frustierte Systeme

Tensid oder Lipid

Gruppe Prof. Palberg - PD Hans Joachim Schöpe

Weiche Materie, Kolloide

• Synthese, Präparation und Charakterisierung von kolloidalen Modellsystemen

• Struktur, Dynamik und Elastik von kolloidalen Modellsystemen

• Einfluß externer Felder auf weicher Materie

• Transportprozesse in kolloidalen Systemen

• Phasenumwandlungskinetik

• Photonischer Kristalle

• Entwicklung von Meßmethoden für die Physik der weich kondensierten Materie

Gruppe Prof. Schmidt

• Molecular boxes and molecular reactors

• Cylindrical brushes

• Molecular ion channels and metallic nanowires

• Polyelectrolytes

Beispiel: “Zylinderbürsten”-Polymere

Gruppe Prof. Sönnichsen

Gruppe Prof. Kühnle

Weitere Gruppen in der Physikalischen Chemie

Micheal MaskosPolymere Nanopartikel

Wolfgang SchärtlReaktive Nanopartikel

Bernhard WolfPolymere

Arbeitsgruppen in der Organischen Chemie

Prof. Holger FreyHyperverzweigte Polymere

Prof. Rudolf ZentelFlüssigkristalline PolymereKünstliche OpaleBiokompatibilität

Beispiel:

Photonische Kristalle aus künstlichen Opalen

Artikel in Chemie unserer Zeit

Blanco et al., Nature 405, 437 (2000)

invertierte Opale:

Brechungsindex der Kugelnkleiner als Brechungsindex derFüllmatrix

optisches Bandspektrum einesinvertierten Opals:x-Achse ist der Wellenvektor kin der Brillouin-Zone

Bandlücke erscheint schraffiert

Opale als Sensoren

Glukosesensor: Matrix ist ein funktionalisiertesHydrogel und expandiert bei Zuckeraufnahme→ Wellenlängenänderung

Asher et al., J.Am.Chem.Soc. 125, 3322 (2003)

Sensorik über Ausdehnung einer Defektschicht:beispielsweise durch Änderung einer DNA-Konformation oder der Einlagerung von Molekülen (hier: Unterscheidung einesAntitumormedikaments von seinem unwirksamenEnantiomer)

Fleischhaker et al., Adv.Mat. 18, 2387 (2006)

Max-Planck-Institut für

Polymerforschung

Struktur des MPIP

6 Direktoren

• Physik der Polymere (Prof. Butt)

• Materialforschung (N. N.)

• Theorie der Polymere (Prof. Kremer)

• Synthetische Chemie (Prof. Müllen)

• Polymer Spektroskopie (Prof. Spiess)

• Physikalische Chemie (Prof. Landfester)

Ca. 350 – 400 Wissenschaftler

Physik der Polymere (Prof. Butt)

Soft mechanics on small scales

Microdrops and Microfluidics

Surface Forces Colloids and Granular matter

Micro- and Nanostructuring of polymer surfaces

Scanning probe microscopy

Hybrid Nanomaterials

Microcantilever sensors

Structure and Dynamics of Polymers

Surface modification

Gruppenleiter:

G.K. AuernhammerR. BergerE. BonaccursoJ. GutmannM. KapplK. KoynovW. SteffenD. Vollmer

Current

The functional structures and their physical properties are characterized in real space via high resolution scanning probe microscopy.

Contact: J. Gutmann, R. Berger, E. Bonaccurso, M. Kappl

Height

Theorie der Polymere (Prof. Kremer)

Macroscopic Theory

Polyelectrolytes

Computational Chemistry

Analytical Theory

Multiscale Modelling

Molecular Electronics

Gruppenleiter:

D. AndrienkoL. Delle SiteB. DüwegC. HolmH. PleinerN. van der VegtT. Vilgis

Beispiel:“Multiscale Modelling” - “Adaptive Resolution Simulations”

Polymer in einem Lösungsmittel (Tetraheder: Wasser, Methan ...)

aber:

chem. PotentialDruckTemperatur

Übergangsregion zwischen atomar aufgelöster (A) und vergröberter Region (B)

freie Energie F hat Sprung

€

μA = μBpA = pBTA = TB

interpolierte Moleküle

Polymer-Spektroskopie (Prof. Spiess)

  NMR of Polymers and Soft Matter

  NMR of Organic and Inorganic Solids

  EPR on Soft Matter

  Ab Initio Calculations

  Hyperpolarised Gases, MRI

Gruppenleiter:

G. BrunklausR. GrafD. HindernbergerM. R. HansenK. MünnemannD. Sebastiani

MethodsHigh Resolution Solid State NMR Spectroscopy, Pulsed EPR Spectroscopy

Comparison of a 2D double quantum NMR spectrum of a chromophoric barbituric acid in the solid state at 850 and 500 MHz.

3He NMR Image of a lung under otherwise natural conditions (also 129Xe)

Chain Organization and Mobility in Semicrystalline and Amorphous Polymers

Chain organization and chain motion in semicrystalline polyethylene

Chain diffusion vs. local jump rate of melt crystallized polyetheylene

Physikalische Chemie (Prof. Landfester)

Polymer-Assisted Formation of Inorganic Nanostructures (Rafael Muñoz-Espí)

Structure and Dynamics of Complex Block Copolymer Aggregates(Anja Kroeger-Brinkmann)

Synthesis and properties of stretched emulsions and dispersions(Daniel Crespy)

Nanoparticles and Cells(Volker Mailänder)

Weitere Abteilungen am MPIP

Materialforschung (N. N.)

Synthetische Chemie (Prof. Müllen)

Forschungs-verbünde

Transregio Sonderforschungsbereich TR6Physics of Colloidal Dispersions in External Fields

Sonderforschungsbereich 625Von einzelnen Molekülen zu nanoskopisch strukturierten

Materialien

GRADUATE SCHOOL OF EXCELLENCEMAterials Science IN MainZ

Graduate class of excellence "Polymers in Advanced Technologies"POLYMAT (Uni Mainz und MPIP)

European Network of Excellence SoftComp (theoretical and experimental physics, computer simulation, chemistry and applied biology. )