Oberflächen noch gezielter gestaltbar

Doktorandenpreis für Polymerbürsten-Gradientenschichten

Den Doktorandenpreis des Vereins zur Förderung des Leibniz-Instituts für Polymerforschung Dresden e. V. (IPF) erhält in diesem Jahr Dr. Leonid Ionov.

Die Dissertation von Dr. Ionov beschäftigt sich mit sogenannten Polymer-Bürsten-Oberflächen; d. h. Schichten aus absorbierten Polymeren, die so dicht an Oberflächen gepfropft sind, dass die einzelnen Polymerketten sich von dem Substrat weg strecken müssen – und in der schematischen Darstellung eben an Bürsten erinnern. Dass solche ultradünnen und sehr stabilen Schichten ein großes Potential zur Herstellung von funktionellen Oberflächen besitzen, wurde bereits in früheren Arbeiten gezeigt. Pfropft man verschiedene Polymere mit unterschiedlichen Eigenschaften an eine Oberfläche, lassen sich Schichten erzeugen, deren Eigenschaften schaltbar sind und die gegenüber Umwelteinflüssen reagieren können. Das im IPF entwickelte Prinzip der schaltbaren Ultrahydrohobie, mit dem Oberflächeneigenschaften zwischen benetzbar bzw. wasserabweisend reversibel geschaltet werden können, war bereits früher vorgestellt und 2003 mit dem Innovationspreis ausgezeichnet worden.

Herr Dr. Ionov hat in seiner Dissertation die Technik zur Herstellung von Polymer-Bürsten-Schichten weiter entwickelt, so dass nunmehr erstmalig auch Gradientenschichten, d. h. Schichten mit graduell variierter Zusammensetzung innerhalb der Schicht, synthetisiert werden können. Außerordentlich interessant ist das u. a. zur Weiterentwicklung kombinatorischer Untersuchungsmethoden, da an einer Probe beispielsweise die Adsorption von Proteinen bei unterschiedlichen Pfropfdichten und Zusammensetzungen der Schicht studiert werden kann.

In Experimenten, die Herr Dr. Ionov nach Abschluss seiner Promotion im Sommer dieses Jahres am Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden durchgeführt hat, gelang es, bioaktive Oberflächen aus Polymer-Bürsten-Gradientenschichten mit einer graduell abgestuften Dichte von Motorproteinen herzustellen und mit Hilfe der Motorproteine Mikrotubuli nach ihrer Größe auf der Oberfläche zu sortieren. Sowohl Motorproteine als auch Mikrotubuli spielen wichtige Rollen bei Transportprozessen in Zellen. Mit der von Dr. Ionov entwickelten Technik wurde erstmals eine selbst-organisierende Sortierung von Proteinverbindungen auf Oberflächen erreicht.

Hier könnte ein zukünftiges Einsatzgebiet der neu entwickelten Schichten liegen, weitere vielversprechende Anwendungsfelder werden z. B. in der Stofftrennung, in der Mikrofluidik oder der Sensorik gesehen.

Herr Dr. Ionov hatte für seine Dissertation im Oktober bereits den REHAU-Preis Technik erhalten.