Polymerdekorierte Tensid-Doppelschichten

Verena Posselt, Oktober 2009

Die Selbstaggregation amphiphiler Moleküle wird durch polymere Gastmoleküle sowohl in Mikroemulsionen in Form des efficiency-boosting-Effekts als auch in komplexen biologischen Lipid-Doppelschichten beeinflusst. In dieser Arbeit wird der Einfluss von Stickerpolymeren auf die Eigenschaften binärer Wasser-Tensid-Systeme und insbesondere auf Tensid-Doppelschichten als Modelle für biologische Membranen untersucht. Durch die Zugabe kleiner Mengen Stickerpolymere des Typs n-Dodecylpolyoxyethylen (C₁₂E_n) dehnen sich die in wässrigen Systemen von n-Alkylpolyglycolethern (C_iE_j) existierenden verdünnten lamellaren L_α und L₃-Phasen bis zu ultra-niedrigen Konzentrationen aus. In einfacheren Systemen werden diese Phasen sogar erst induziert. Kleinwinkelneutronen- (SANS), Kleinwinkelröntgen- (SAXS) sowie Lichtstreu-Experimente und die Analyse der hieraus gewonnenen Streudaten mittels vorgegebener Strukturmodelle und der modellfreien generalisierten indirekten Fourier Transformation (GIFT) lieferten CAILLÉ-Parameter sowie Dicke und Abstand der Doppelschichten. Entgegen der Intuition verringert sich letzterer bei Zugabe von Polymer, was durch die Abnahme der Undulationen erklärt werden kann, da die quantitative Analyse eine mit zunehmendem Polymeranteil steigende Biegesteifigkeit κ des polymerdekorierten Bilayers liefert. Weiter konnte gezeigt werden, dass der Effekt des Polymers auf die Biegesteifigkeit nicht nur von der Oberflächenbedeckung abhängt, sondern auch von der Größe des hydrophilen Blocks des Polymers. Neutronen-Spin-Echo- (NSE) Untersuchungen belegen eine durch das Polymer bedingte Verlangsamung der Membrandynamik. Die aus den dynamischen Streufunktionen ermittelten Biegesteifigkeiten stimmen mit den aus den Streuexperimenten erhaltenen Werten überein.

AIF-Projekt 14832: Produktgewinnung und Katalysatorrückführung bei Reaktionsführung in Mizellaren Systemen und Mikroemulsionen: Nutzung der Mischungslücke der Systeme für extraktive Trennoperationen.