Strukturbildung kolloidaler Precursorsysteme im Bulk und in dünnen Schichten

Amphiphile Blockcopolymere bilden unterschiedliche molekulare Aggregate in Wasser. Erste Untersuchungen wurden an Di- und Triblockcopolymeren durchgeführt, die als wasserlöslichen Block Poly(ethylenoxid) oder Poly(methacrylsäure) enthalten. Der hydrophobe Block besteht aus einem Poly(methacrylat) mit n-Perfluoroalkylseitenkette. Diese Blockcopolymere bilden in Wasser Mizellen in einer Größenordnung von 20 nm und teilweise Nanocontainer mit einem Durchmesser um 80 nm. Diese Daten wurden mit der Elektronenmikroskopie und der dynamischen Lichtstreuung erhalten.
Besonders Triblockcopolymere zeigen eine starke Tendenz zur Netzwerk- bzw. Hydrogelbildung. Dieser Prozeß in wäßrigen Triblockcopolmerlösungen mit kolloidalem Gold soll zur Bildung dreidimensional geordneter Strukturen eingesetzt werden. Hierbei kann sowohl die Kinetik der Strukturbildung in Bulk als auch in dünnen Schichten während der Geldbildung und beim Sol-Gel-Übergang durch Verdampfen des Wassers untersucht werden. Dabei soll eine quasi-kristalline 3D-Struktur aufgebaut werden.
Ein Ziel ist auch die quantitative Trennung von Mizellen (20 nm) und Nanocontainer (80 nm). Als experimentelle Methode wird besonders die Röntgenkleinwinkelstreuung (SAXS) und die Röntgenreflexion eingesetzt. Diese können nach partieller Deuterierung der Polymere auch durch die entsprechenden Untersuchungen mit Neutronen ersetzt werden, wobei durch gezielte, partielle Deuterierung zusätzliche Informationen (z.B. Segmentbeweglichkeiten) erhalten werden können.