Synthetisierung von "Janus"-Partikeln
In der römischen Mythologie ist Janus der Gott des Anfangs und der Übergänge und wird oft mit zwei Gesichtern, die in entgegengesetzte Richtungen blicken, dargestellt. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts "Responsive Janus inorganic/polymeric hybrid particles and their self-assembly" (JANUS HYBRIDS) entwickelten Forscher reagierende, anorganische hybridpolymere Janus-Partikel, die ihre Morphologie ändern können. Solche Partikel können potenziell in einer Vielzahl an Bereichen wie etwa der Werkstoffkunde, der Mikroelektronik oder der Nanobiotechnologie angewendet werden. Das Projektteam entwickelte ein Eintopfverfahren, um Janus-Partikel in großen Mengen herstellen zu können, indem die Phasenseparation innerhalb von Tropfen mit einem Sol-Gel-Prozess kombiniert wurde. Dabei entstanden zwei Arten von Janus-Partikeln: Copolymere und anorganische Hybridpolymer-Partikel. Indem die Forscher die Morphologie und Struktur der Partikel kontrollierten, konnten sie Eigenschaften wie die Reaktion auf Anreize und den Übergang zwischen Hydrophilie und Oleophilie untersuchen. Die Reaktionsbereitschaft der hybriden Partikel führte zu deren kontrollierter Aggregation. Die Wissenschaftler wendeten chemische Strategien an, welche eine selektive Funktionalisierung der Phasen ermöglichten, um so die hybriden Partikel zu modifizieren. Die hybriden Partikel assemblierten von selbst auf einer Metalloberfläche, wodurch eine intelligente, reagierende Hybridoberfläche entstand. Ferner vollzogen die Partikel eine kontrollierte Selbstassemblierung, indem sie mit Biotingruppen ausgestattet wurden und mit Streptavidin aggregiert wurden. Es wurde aufgedeckt, dass die Partikel in einer Mischung aus Öl und Wasser emulgieren und zwischen Öl-in-Wasser-Emulsionen und Wasser-in-Öl-Emulsionen wechseln können. Auch ihre Verwendung als Katalysatoren wurde demonstriert. Die Projektergebnisse eröffnen eine breite Palette an Möglichkeiten, da die Janus-Partikel in einer Vielzahl an Anwendungen eingesetzt werden können.
Schlüsselbegriffe
Morphologie, Janus, anorganisch, Polymer, hybrid, Partikel, reagierend, Phasenseparation, Sol-Gel, Biotin, Streptavidin, Katalysator
