Erzeugung von Oberflächennanostrukturen mittels kristallisierbarer Diblockcopolymere

Schulze, Robert GND

Die Selbstorganisation von Diblockcopolymeren ist ein vielversprechender Ansatz zur Erzeugung von periodischen Nanostrukturen, welche sich mittels dünner Filme auch auf Oberflächen übertragen lassen. Bei kristallinen Diblockcopolymeren kann die Form und Größe der Nanostrukturen direkt über den Kristallisationsprozess beeinflusst werden, was die Herstellung einstellbarer Nanostrukturen ermöglicht. Ziel der Arbeit war die Erzeugung von definiert einstellbaren Oberflächennanostrukturen durch kontrollierte Kristallisation semi- und doppelkristalliner Diblockcopolymere. Dabei wurde erstmals gezeigt, dass sich im Rahmen eines kombinierten Selbstnukleationsexperimentes die Oberflächennanostrukturen eines semikristallinen Diblockcopolymers durch thermisch induzierte Verdickung kristalliner Lamellen kontrolliert und vorhersagbar einstellen lassen. Die Umordnungsprozesse während der Verdickung wurden in situ untersucht, visualisiert und auf molekularer Ebene diskutiert. Dabei wurde ebenfalls erstmals die Bildung kristalliner Doppellamellen direkt nachgewiesen. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass Verzweigungen des kristallinen Blockes die Einstellbarkeit sowie die Fernordnung resultierender lamellarer Nanostrukturen stark limitieren. Anhand eines doppelkristallinen Blockcooligomers konnte außerdem erstmals demonstriert werden, dass sich die aus ausgestreckten Ketten bestehende lamellare Bulknanostruktur auch auf der Oberfläche der entsprechenden Dünnfilme induzieren lässt. Die gewonnenen Erkenntnisse erweitern das Bild der Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von kristallisierbaren Diblockcopolymeren und zeigen neue Möglichkeiten und Ansätze auf, wie sich definiert einstellbare Oberflächennanostrukturen erzeugen lassen und welchen Limitationen sie unterliegen. Dadurch wird das Spektrum der Diblockcopolymernanostrukturen sowie deren potentieller Anwendungsbereich erweitert. Derartige Nanostrukturen sind unter anderem interessant für Anwendungen in der Bioanalytik oder Photonik.

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Schulze, Robert: Erzeugung von Oberflächennanostrukturen mittels kristallisierbarer Diblockcopolymere. 2014.

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