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Polymerforschung Polymere und Blockcopolymere im Fokus

| Redakteur: Dr. Ilka Ottleben

Warum Prof. Felix H. Schacher findet, dass die meisten Polymerforscher „Grenzgänger“ sind, lesen Sie in unserem LP-Exklusivinterview. Das Gespräch führte LP-Chefredakteur Marc Platthaus.

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Prof. Dr. Felix H. Schacher, Juniorprofessor, Institut für Organische Chemie und Makromolekulare Chemie, Jena Center for Soft Matter, Friedrich-Schiller-Universität Jena
Prof. Dr. Felix H. Schacher, Juniorprofessor, Institut für Organische Chemie und Makromolekulare Chemie, Jena Center for Soft Matter, Friedrich-Schiller-Universität Jena
(Bild: Friedrich-Schiller-Universität Jena)

LP: Herr Prof. Schacher, im vergangenen Jahr wurde Ihnen das Dr. Hermann-Schnell-Stipendium für Ihre Arbeiten auf dem Gebiet der Polymerwissenschaften verliehen. Womit genau hat sich Ihre Arbeitsgruppe beschäftigt?

Prof. Dr. Schacher: Wir beschäftigen uns hauptsächlich mit der Herstellung von Polymeren und Blockcopolymeren, also Makromolekülen, bei denen verschiedene Monomere blockartig angeordnet sind. Dabei nutzen wir unterschiedliche Techniken, beispielsweise ionische und radikalische Polymerisationsmethoden, aber auch Polymer-analoge Reaktionen, sprichwörtlich „Chemie am Polymer“. Hierbei interessieren uns besonders Systeme, die wir im Nachhinein noch „adressieren“ können, also z.B. selektiv quervernetzen, mit Metallen beladen oder einfach gezielt mit weiteren funktionellen Gruppen ausstatten. In den letzten Jahren haben wir uns u.a. mit porösen Strukturen beschäftigt, insbesondere Blockcopolymer-Membranen, deren Porengröße und Oberflächenladung durch den pH-Wert oder die Temperatur geregelt werden können. Des Weiteren haben wir untersucht, inwiefern sich Vernetzungsreaktionen in nanostrukturierten Materialien quantifizieren lassen, also beispielsweise in den Kernen von mizellaren Strukturen, die sich ausbilden wenn man ein Blockcopolymer in ein selektives Lösungsmittel einbringt. In diesem Fall ist einer der Blöcke löslich, der andere aber nicht und dies führt zur Selbstorganisa-tion der Makromoleküle zu Kugeln, Zylindern oder Vesikeln (Hohlkugeln).

LP: An welchen weiteren Projekten der Polymerforschung arbeiten Sie?

Prof. Dr. Schacher: Meiner Meinung nach sind Polymerforscher in den meisten Fällen „Grenzgänger“, das heißt sie bewegen sich meist an der Schnittstelle zu anderen Disziplinen, so beispielsweise zwischen den Bereichen Material- oder Lebenswissenschaften. Die zuerst genannten Projekte (Membranen und gezielte Quervernetzung) würde ich eher den Materialwissenschaften zuordnen. Wir interessieren uns aber auch sehr stark dafür, inwiefern Struktur, Ladung und Dynamik von Blockcopolymer-Mizellen sich auf deren Wechselwirkung mit Zellen auswirken. Hier kooperieren wir intensiv mit Mikrobiologen und Biotechnologen und versuchen, Zellaufnahme und Zelltoxizität von Mizellen oder Partikeln unterschiedlicher Größe und Form zu verstehen bzw. zu beeinflussen. Natürlich gibt es auch Projekte, die deutlich fundamentalerer Natur sind und bei denen wir versuchen, die Anwendbarkeit bekannter Polymerisationsmethoden zu verbessern oder, im umgekehrten Fall, die ideale Methode zur Polymerisation neuartiger oder bislang nur wenig untersuchter Monomere zu finden.

LP: Können Sie uns Beispiele nennen, für welche Anwendungen Blockcopolymere zukünftig interessant werden können?

Prof. Dr. Schacher: Blockcopolymere werden schon intensiv in der Lithografie genutzt und ich denke, dass sich dieser Trend noch verstärken wird. Zudem eröffnen solche Materialien völlig neue Perspektiven auch in der Mem-branforschung, beispielsweise für Membranen mit einheitlichen Porengrößen von 50 nm oder kleiner. Wir reden hier natürlich über Spezialanwendungen und (voraussichtlich) kostenintensive Herstellungsverfahren aber dafür können außerordentlich gute Selektivitäten für eine Trennung nach Größe oder Ladung erwartet werden. Darüber hinaus sind Blockcopolymere als grenzflächenaktive Substanzen interessant, um zukünftig verstärkt in Hybrid- oder Verbundwerkstoffen eingesetzt zu werden.

Vielen Dank für das Gespräch Herr Prof. Schacher.

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