Chemiedozententagung 2006 72 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 spezielle molekulare 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 werden. So bilden sich bereits bei einer der einfachsten Primärstrukturen, einer Blocksequenz aus A- und B-Baustei- nen, durch Selbstorganisation eine Vielzahl von Überstrukturen mit charak- teristischen Abmessungen im Nanome- ter-Bereich, wodurch quasi von selbst nanostrukturierte Kunststoffe entstehen (Abb. 1). Nanotemplate und -masken Die Struktur der Kunststoffe kann über Sol/Gel- oder lithographische Verfahren in eine entsprechende anorganische Struktur abgebildet werden. Dadurch können nanostrukturierte Halbleiter, Magnete oder poröse Materialien erhalten werden. Porendurchmesser und Porenform 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 microstructures. These structures serve as templates for the preparation of nanostructured semiconducting, magnetic and porous materials. Polymer vesicles are investigated as carriers for biotechnoligical and pharmaceutical applications. Inkjet methods are used to prepare functional nano- and microstructures. Research topics: Self-organizing polymers, polymer templates and masks, polymersomes, inkjets skopische Aufnahme eines porösen Silikats mit regelmässig angeordneten Poren von 16 nm Durchmesser. Nano- poröse Oxide sind als Träger für Kataly- satoren, Membranen und Wirkstoffträ- ger geeignet (Abb. 2). Polymersomen Durch Selbstorganisation können auch Nanokapseln erhalten werden, deren Struktur Liposomen sehr ähnlich sind, weshalb sie Polymersomen genannt werden. In diese lassen sich hydrophile Wirkstoffe einkapseln, transportieren und 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 Chemie Universität Hamburg Grindelallee 117 20146 Hamburg E-Mail: [email protected] hamburg.de Telefon: +49-(0)40-42838-3460 Telefax: +49-(0)40-42838-3452 Beruflicher Werdegang: 1983-89 Chemiestudium an der Uni- versität Mainz; 1992 Promotion, MPI für Polymerforschung, Mainz; 1992- 93 Post-Doc-Aufenthalt in Minneapo- lis, U.S.A.; 1993-99 Habilitation, MPI für Kolloid- und Grenzflächenfor- schung, Potsdam; seit 2000 C4-Pro- fessor an der Universität Hamburg; 2004 Ruf auf eine C4-Professur an die Universität Karlsruhe Abbildung 3: Elektronenmikroskopische Aufnahme von Polymersomen, die mittels Inkjet-Verfahren hergestellt wurden. Abbildung 2: Elektronenmikroskopische Aufnahme eines Oxids mit regelmässig angeordneten Nanoporen. Abbildung 1: Nanostrukturen, die durch Selbstorganisation von Polymeren gebildet werden rung wieder freisetzen. Durch moderne Inkjet-Technologien lassen sich Poly- mersomen mit enger Grössenvertei- lung herstellen (Abb. 3) und Wirkstoffe effizient einkapseln.

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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: [email protected]: +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.