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Licht verschiedener Farben reguliert Materialbeschaffenheit
Ein Berliner Forscher-Team hat ein neues Katalysatorsystem entwickelt, welches
die Regulierung mehrerer Polymerisationsprozesse zur Herstellung von
bioabbaubaren Kunststoffen durch Bestrahlung mit Licht verschiedener Farben
ermöglicht. Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden jetzt in Nature
Catalysisveröffentlicht.
Die Eigenschaften eines Kunststoffes sind stark von Faktoren wie der Art der
verknüpften Monomerbausteine sowie der Länge und Zusammensetzung der gebildeten
Polymerketten abhängig. Für gewöhnlich sind diese Faktoren durch die Wahl der
jeweiligen Polymerisationsbedingungen vorbestimmt. Um darüber hinaus jedoch die
Bildung der Polymere fernzusteuern und somit Kunststoffe mit neuartigen und
bislang nicht zugänglichen Charakteristika herzustellen, stellt die Regulation
durch externe Einflüsse wie Licht ein attraktives Ziel dar. Ähnlich wie bei
zahnärztlichen Füllungen dient Licht in diesem Fall dazu, den Ort und die Dauer
der chemischen Reaktionen während der Polymerbildung präzise zu kontrollieren.
Eine neue Methode zur lichtregulierten Herstellung von bioabbaubaren
Kunststoffen haben nun Wissenschaftler der Humboldt-Universität zu Berlin, der
Bundesanstalt für Materialforschung Berlin sowie der Heinrich-Heine-Universität
Düsseldorf entwickelt. Im Zentrum der Arbeit steht ein eigens entworfener
Katalysator, welcher in der Lage ist, seine Aktivität durch Bestrahlung mit
Licht unterschiedlicher Wellenlänge reversibel zu ändern. Damit konnten die
Forscher die Herstellung von Polylactid – einem Kunststoff basierend auf
Milchsäure – durch gezielte Lichtpulse wiederholt aus- und anschalten, wodurch
die Kettenlänge der Polymerstränge eingestellt werden kann. Zudem gelang es zum
ersten Mal, den Einbau zweier verschiedener Monomere in ein und dasselbe
Polymerrückgrat mit Licht zu regulieren.
„Mit unserem ferngesteuerten Katalysator sind wir nun erstmals in der Lage, die
Bildung von Polymersträngen durch ein bestimmte Abfolge von Lichtpulsen
gewissermaßen zu programmieren“, erläutern die HU-Chemiker Fabian Eisenreich und
Michael Kathan und Erstautoren der Studie. Ihre wegweisende Entwicklung ist ein
wichtiger Schritt in Richtung intelligenter Herstellungsprozesse von
(bioabbaubaren) Kunststoffen, um die wachsenden Anforderungen zukünftiger
Anwendungen, wie lichtgesteuertem 3D-Drucken, erfüllen zu können.
Veröffentlichung
“A photoswitchable catalyst system for remote-controlled (co)polymerization in situ”
Nature Catalysis(2018), DOI: 10.1038/s41929-018-0091-8
Autoren: Fabian Eisenreich, Michael Kathan, Andre Dallmann, Svante P. Ihrig,
Timm Schwaar, Bernd M. Schmidt and Stefan Hecht
https://www.nature.com/articles/s41929-018-0091-8
Visualisierung: Mit Hilfe eines photoschaltbaren Katalysatorsystems lassen
sich sowohl Kettenlänge (links) als auch Zusammensetzung (rechts) der gebildeten
Polymere durch Licht unterschiedlicher Wellenlänge kontrollieren.
Weitere Informationen
http://www.hechtlab.de
http://www.iris-adlershof.de
Kontakt
Prof. Stefan Hecht, Ph.D.
Institut für Chemie / IRIS Adlershof
Tel.: 030 2093-7365
sh@chemie.hu-berlin.de
Lihct kontrolliert die Wellenlänge von Polymeren
Urheber: Fabian Eisenreich
None
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars, Students, all interested persons
Chemistry, Environment / ecology, Social studies
transregional, national
Cooperation agreements, Research results
German
Lihct kontrolliert die Wellenlänge von Polymeren
Urheber: Fabian Eisenreich
None
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