Podcasts about polymere

Er wusste, dass seine Erfindung für irgendwas gut sein würde. Er wusste nur sehr lange nicht, wofür. Als Spencer Silver einen Kleber entdeckt, der zwar fest haftet, aber sich genauso leicht wieder lösen lässt, kann er seinen Arbeitgeber damit erst gar nicht überzeugen. Er hatte komplett an der Aufgabenstellung vorbei gearbeitet. Aber manchmal lohnt sich das. Ihr wollt mehr Kleber-Geschichten? Hier findet ihr die Geschichte von Mr. Super Glue, dessen Kleber sogar Menschen fliegen lassen konnte: https://rb.gy/ku8rkl Willkommen zu unserem True Science-Podcast! Wir reden über die absurden, irren, romantischen und verworrenen Geschichten hinter Entdeckungen und Erfindungen. Denn in der Wissenschaft gibt es jede Menge Gossip! Wir erzählen zum Beispiel, wie die Erfinderin des heutigen Schwangerschaftstests mit Hilfe einer Büroklammerbox den Durchbruch schaffte, oder wie eine Hollywood-Schauspielerin den Grundstein für unser heutiges WLAN legte. Immer samstags - am Science-Samstag. Wir, das sind Marie Eickhoff und Luisa Pfeiffenschneider. Wir haben Wissenschaftsjournalismus studiert und die Zeit im Labor schon immer lieber zum Quatschen genutzt. Schreibt uns: podcast@behindscience.de I Instagram: @behindscience.podcast Wir sind gelistet im Reiseführer für Wissenschaftspodcasts: https://bitly.ws/3eGBW #WissPod Hinweis: Werbespots in dieser Folge erfolgen automatisiert. Wir haben keinen Einfluss auf die Auswahl. Vermarktung: Julep Media GmbH | Grafikdesign: Mara Strieder | Sprecherin: Madeleine Sabel | Fotos: Fatima Talalini

Diese Frau ist unsere persönliche Superheldin. Denn sie erschuf eine der stärksten Fasern der Welt. Durch viel Tüftelei und Überzeugungsarbeit schaffte sie es, ein hitzebeständiges, kugelsicheres und trotzdem leichtes Material zu erstellen, das heute noch in kugelsicheren Westen genutzt wird und wahrscheinlich tausenden Menschen das Leben gerettet hat. Damit ging sie nicht nur in die " National Inventors Hall of Fame", sondern auch in die Chemie-Geschichte ein. Wir finden: Sie verdient einen Platz im Marvel-Universum! Hier werden die unglaublichen Kräfte in den Kevlar Fasern erklärt: https://bit.ly/4fAeTEi Willkommen zu unserem True Science-Podcast! Wir reden über die absurden, irren, romantischen und verworrenen Geschichten hinter Entdeckungen und Erfindungen. Denn in der Wissenschaft gibt es jede Menge Gossip! Wir erzählen zum Beispiel, wie die Erfinderin des heutigen Schwangerschaftstests mit Hilfe einer Büroklammerbox den Durchbruch schaffte, oder wie eine Hollywood-Schauspielerin den Grundstein für unser heutiges WLAN legte. Immer samstags - am Science-Samstag. Wir, das sind Marie Eickhoff und Luisa Pfeiffenschneider. Wir haben Wissenschaftsjournalismus studiert und die Zeit im Labor schon immer lieber zum Quatschen genutzt. Schreibt uns: podcast@behindscience.de I Instagram: @behindscience.podcast Wir sind gelistet im Reiseführer für Wissenschaftspodcasts: https://bitly.ws/3eGBW #WissPod Hinweis: Werbespots in dieser Folge erfolgen automatisiert. Wir haben keinen Einfluss auf die Auswahl. Vermarktung: Julep Media GmbH | Grafikdesign: Mara Strieder | Sprecherin: Madeleine Sabel | Fotos: Fatima Talalini

Das Handyladekabel wäre starr. Und die Blutkonserve ließe sich nicht in einem kälteunempfindlichen Beutel lagern. Ohne Weichmacher müssten wir auf viele praktische Dinge verzichten. Aber diese Stoffe belasten auch unseren Körper. Und sie sind überall - in Frischhaltefolien, Kunstleder und manchmal in Sonnenschutzmitteln. // Alle Quellen und weiteren Spezials findest Du hier: https://www.quarks.de/daily-quarks-spezial/ Von Marlis Schaum ;Magdalena Schmude.

In einer Welt, in der PET 6 % der weltweiten Kunststoffproduktion ausmacht & 5 Milliarden Tonnen Plastik in der Umwelt & auf Deponien landeten, beleuchten wir die verheerenden Auswirkungen. Erfahrt, wie Plastik nicht nur 31 % der weltweiten Polymere in Form von kurzlebiger Verpackung darstellt, sondern auch für 3,4 % der klimaschädlichen Emissionen verantwortlich ist. Von den sieben Schichten in Chips-Tüten bis zur Tatsache, dass 2050 mehr Plastik als Fische in unseren Ozeanen schwimmen werden – wir werfen heute einen kritischen Blick auf die Probleme der Plastikindustrie. Nur 9 % des weltweiten Plastiks werden aktuell recycelt & deswegen sprechen wir heute mit Wirtschaftsjournalistin, Jacqueline Goebel, über die drängenden Herausforderungen & zeigen Wege auf, wie wir gemeinsam eine nachhaltigere Zukunft schaffen können. Jacqueline hat von 2009 – 2012 Politikwissenschaft, Kommunikation & Soziologie in Düsseldorf studiert. Sie arbeitete die letzten 9 Jahre bei der Wirtschaftswoche. Im Juni 23 hing sie ihren Job an den Nagel & ging auf Weltreise. 2023 hat sie dann zusammen mit Benedict Wermter das Buch „Die Plastiksucht“ geschrieben & heute ist sie zu Gast bei ZWEIvorZWÖLF. Links LinkedIn Instagram: https://www.instagram.com/umgeschaut/ Buch: Die Plastiksucht von Jacqueline Goebel & Benedict Wermter Empfehlungen Film: Die Recycling-Lüge ZWEIvorZWÖLF Infos/Kontakt Website: https://www.zweivorzwoelf.info/ Instagram: https://www.instagram.com/zweivorzwoelf/ Produktion & Musik: David Wehle david@ZWEIvorZWOELF.de, https://www.instagram.com/david_wehle/ Redaktion & Interviews: Andrea Gerhard https://www.instagram.com/andreagerhard_tall_area/?hl=de ZWEIvorZWÖLF ist offen für Sponsoren & Partner. Wir wissen, dass Nachhaltigkeits-Unternehmen oft nur ein kleines Marketing-Budget haben. Kontaktiert uns einfach & wir finden eine Lösung. ZWEIvorZWÖLF Infos/KontaktZur WebsiteZu Instagram Produktion & Musik: David Wehle david@ZWEIvorZWOELF.de, https://www.instagram.com/david_wehle/Redaktion & Interviews: Andrea Gerhard @andreagerhardZWEIvorZWÖLF ist offen für Sponsoren & Partner. Wir wissen, dass Nachhaltigkeits-Unternehmen oft nur ein kleines Marketing-Budget haben. Kontaktiert uns einfach und wir finden eine Lösung

In dieser Folge haben Matthias und Alex ein Start-Up zu Gast. Die Gründer der Polytives GmbH Victoria Rothleitner und Oliver Eckardt berichten warum einfache Ideen oft zu genialen Lösungen führen können, was es mit verzweigten Polymeren auf sich hat und welchen Nutzen Additive wie Fließverbesser bieten. Links: Mehr zu den Polytives: https://polytives.com/ Das erwähnte Whitepaper (und viele andere) findet ihr hier: https://www.skz.de/whitepaper Eine Weiterbildung zum Thema Rheologie hier: https://www.skz.de/bildung/kurs/rheologie-fuer-kunststoffverarbeiter

Im gemeinsamen Gespräch mit Klaus Krause, Vizepräsident und Leiter des European Technical Centers von Hankook Tire, haben wir über die spezifischen Herausforderungen und Innovationen bei der Entwicklung von Reifen für Elektrofahrzeuge gesprochen. Hankook Tire, ein weltweit führendes Unternehmen im Reifensegment, ist bekannt für seine Expertise in PKW- und LKW-Reifen sowie im Rennsport. Mit dem European Technical Center in Hannover spielt Hankook eine zentrale Rolle in der Forschung und Entwicklung neuer Reifenprodukte. Krause betonte die Notwendigkeit, dass Hankook frühzeitig auf die Besonderheiten von Elektrofahrzeugen reagierte. Im Gegensatz zu herkömmlichen Fahrzeugen erfordern Elektroautos spezielle Reifen, die den unterschiedlichen Spezifikationen und Charakteristika gerecht werden. Die iON-Reifenserie von Hankook zielt dabei insbesondere auf Premium-Elektrofahrzeuge ab. Die Zusammenarbeit mit Fahrzeugherstellern ist ein wesentlicher Aspekt der Reifenentwicklung. Hankook entwickelt und passt Reifen speziell für verschiedene Fahrzeugmodelle an, wobei die Anforderungen je nach Fahrzeugtyp variieren. Dieser Prozess umfasst die Berücksichtigung von Faktoren wie Gewicht, Performance und Rollwiderstand. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, investiert das Unternehmen in hochwertige Materialien und spezielle Polymere. Ein zentrales Thema in Krauses Ausführungen war die Nachhaltigkeit. Hankook hat sich das Ziel gesetzt, bis 2030 Reifen mit einem Nachhaltigkeitsanteil von 60 % zu produzieren. Dies beinhaltet die Verwendung nachhaltiger Materialien und die Berücksichtigung des gesamten Produktlebenszyklus. Die Nachhaltigkeit spiegelt sich nicht nur in den Produkten selbst wider, sondern auch in der gesamten Herstellungskette. Im Detail versteht dies Krause besser zu erläutern. Auch, warum sich spezielle E-Autoreifen auf die Reichweite positiv auswirken.

In der Mittagsfolge sprechen wir heute mit Johanna Baare, Co-Founder und COO von Traceless Materials, über die erfolgreich abgeschlossene Series-A-Finanzierungsrunde in Höhe von 36,6 Millionen Euro.Traceless Materials hat einen ganzheitlich nachhaltigen Biowerkstoff entwickelt. Das Material ist zertifiziert vollständig biobasiert, heimkompostierbar und plastikfrei. Durch die Verwendung von landwirtschaftlichen Reststoffen werden außerdem wertvolle Biomasseressourcen geschont. Die zum Patent angemeldete Technologie basiert auf natürlichen Polymeren, enthält keine potenziell schädlichen Chemikalien und hat einen minimalen ökologischen Fußabdruck. Im Vergleich zu Plastik werden 91 % der CO2-Emissionen und 89 % des fossilen Energiebedarfs bei Produktion und Entsorgung eingespart. Um die innovative Technologie erstmals im industriellen Maßstab umzusetzen, baut das Startup eine Demonstrationsanlage in Hamburg. Mit dieser Produktionsanlage wird das Unternehmen jährlich mehrere tausend Tonnen konventionellen Kunststoff ersetzen und gleichzeitig eine erhebliche Menge an CO2-Emissionen, fossilen Ressourcen, Wasser und landwirtschaftlichen Flächen einsparen. Parallel dazu entwickelt das Startup mit seinen Kunden und Partnern Pilotprodukte aus Traceless®-Materialien. Die Materialien werden in Form eines Granulats hergestellt, das mit Standardtechnologien der Kunststoff- und Verpackungsindustrie weiterverarbeitet werden kann. So kann das Material in einer breiten Palette von Endprodukten eingesetzt werden. So möchte das Unternehmen einen Beitrag bei der Bekämpfung der globalen Plastikverschmutzung sowie bei den Herausforderungen im Zusammenhang mit dem Klimawandel, der Ressourcenknappheit und dem Verlust der Artenvielfalt leisten. Traceless Materials wurde im Jahr 2020 von Anne Lamp und Johanna Baare in Hamburg gegründet. Mittlerweile beschäftigt das Unternehmen mehr als 40 Mitarbeitende.Nun hat das Hamburger Bioeconomy-Startup in einer Series A 36,6 Millionen Euro unter der Führung des Private-Equity-Fonds UB Forest Industry Green Growth Fund eingesammelt. Außerdem beteiligten sich der Blue-Ocean-Fonds, ein lokales Bankenkonsortium, bestehend aus der GLS Bank Hamburg und der Hamburger Sparkasse, sowie die Bestandsinvestoren Planet A Ventures, High-Tech Gründerfonds und b.value an der Runde. Unabhängig von der Finanzierungsrunde wird das Unternehmen vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit mit über 5 Millionen Euro gefördert. Das frische Kapital soll für die Skalierung der Lösung und das Wachstum des Startups eingesetzt werden.

Wie könnte man technische Geräte immer besser machen? Mithilfe der sogenannten Oberflächenchemie könnten zukünftig metallische Bauteile durch kohlenstoffbasierte Polymere ersetzt werden. Im neuen InfoCast von Alles Chlor! beantworten wir alle wichtigen Fragen rund um das junge Forschungsgebiet der Oberflächenchemie. Dabei gehen wir sowohl auf die Grundlagen und untypischen Reaktionsbedingungen ein, als auch auf bereits gefundene Anwendungen.

Carl Warkentin ist ein viel beschäftigter Mann. Neben dem Start-up GRND kümmert er sich als Co-Founder um die Geschicke des nachhaltigen Schuhmodelabels Monaco Ducks. Beide Schuhlabels haben sich auf die Fahne geschrieben, einen echten Mehrwert in Bezug auf nachhaltige Produktionsmethoden zu liefern, entscheidend etwas zu verändern in Bezug auf recycling- und kreislauffähige Produkte. Eines der Ziele ist es, Textilmüll am besten gar nicht entstehen lassen, und diesem auf jeden Fall entgegenwirken. Warkentin ist ein waschechter Visionär. Neben einem notwendigen Umdenken sieht er in der Kreislaufwirtschaft eine große Chance für Unternehmen weltweit. Um weitere Prozesse in dieser Richtung anstoßen zu können, hat er »Circular Textile Platforms« gegründet. Diese ist Teil der Initiative »Circular Republic«. Das Ziel der Initiative: möglichst alle Nachhaltigkeitsthemen aus Branchen wie Textilien und Polymere, Elektronikschrott und Batterien zusammenzubringen und an Lösungen für eine nachhaltige Zukunft zu arbeiten. „Nur durch Zusammenarbeit kann eine echte Kreislaufwirtschaft erreicht werden“, ist Warkentin überzeugt. Welche weiteren Schritte Warkentin auf dem Weg in eine nachhaltige Zukunft für wichtig erachtet, hat Ralf Kerkeling in dieser Episode von »Made in Green« mit ihm besprochen. Über »Made in Green« Im SAZsport-Podcast-Format »Made in Green« tauscht sich Ralf Kerkeling, freier Journalist und Storyteller in den Bereichen Sport und Outdoor, einmal im Monat mit Entscheidern und Machern aus Industrie und Handel zum Thema Nachhaltigkeit aus. Die Fragen nach Produktionsorten und sozialen Standards bei Produktionen werden dabei genauso beantwortet wie der aktuelle Stand im Hinblick auf Kreislaufwirtschaft und neuen ressourcenschonenden Materialien. Viel Spaß beim Hören!

Die Vernetzung von Kunststoffen bietet viele Vorteile. Das Recycling dieser Polymere stellt jedoch ein Problem dar. Sie können in der Regel nicht mit klassischen mechanischen Verfahren recycelt werden. Eine Möglichkeit für die Aufbereitung von strahlenvernetzten Polymeren bietet nun ein spezielles Verfahren. Wie das funktioniert, darüber sprachen Melanie Ehrhardt und Florian Streifinger mit Dr. Dirk Fischer von BGS Beta-Gamma-Service und Udo Grabmeier von Webasto Roof & Components.

Prof. Dr. Wolfang Binder und Dr. Anja Marinow von der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg entwickeln selbstheilende Batteriematerialien mithilfe nanostrukturierter Polymer-Materialien. Das sind Verbundstoffe, die als feste Elektrolyt-Kunststoffe aus sich wiederholenden Einheiten (Monomeren) bestehen. Ziel dieser speziellen Polymere ist es, die klassischen Alterungsprozesse sowohl im Elektrolyten als auch an den Elektroden zu verlangsamen oder sogar komplett zu verhindern.

Waschpulver ist in wirklich jedem Haushalt zu finden, in der Regel ist es in Plastik verpackt und selbst die Inhaltstoffe enthalten Polymere, Mikroplastik und Allergene. "Saubere Sache" möchte es schaffen, dass in möglichst vielen Haushalten Hamburgs auf gekauftes Waschpulver verzichtet und stattdessen selbstgemachtes Waschpulver genutzt wird. Und das soll kinderleicht sein, sagen sie. Herzlich Willkommen im Weltverbesserer Podcast, Tamara Will und Katrin Kilianski. Meine erste Frage an Euch ist naheliegend: wie kann das "kinderleicht" sein?

Als die Fridays for Future Bewegung vor rund 4 Jahren entstand bezogen sich ihre Protagonist*innen bei Aussagen zur akuten Klimakrise immer auf die Wissenschaft. Damit nahmen sie allen Kritiker*innen den Wind aus den Segeln, die behaupteten, dass die junge Protestbewegung komplett übertreiben würde und das Thema lieber den Profis zu überlassen sei. Trotz vieler konkreter Politikveränderungen die die Fridays for Future Bewegung angestoßen hat, steigen die CO2 Emissionen weiter und das Fenster zum Handeln schließt sich immer schneller. Ist es jetzt Aufgabe der Wissenschaft selber bei der Kommunikation in der breiten Öffentlichkeit noch stärker mitzuwirken? Ist es der richtige Weg, dass sich die Wissenschaftler an Banken und in Luxus-Autohäusern festketten? Das fragt David Wortmann Sebastian Seiffert, Prof. für physikalische Chemie der Polymere an der Universität Mainz und einer der Mitbegründer der Scientists for Future, der sich bereits selber mit einem bemerkenswerten Video an die Wissenschaft gewandt hat. Sein Video ging zwar viral, aber nicht bei der Zielgruppe – den Wissenschaftler*innen. Warum? Das fragt David Wortmann Lea Dohm, Psychotehapeutin bei der Deutschen Allianz Klimawandel und Gesundheit und Mit-Iniatioring der Phsychologists for Future. Was kann uns die Phsychologie darüber verraten, warum sich selbst in Teilen der Wissenschaft eine lähmende Inaktivität beim Kampf gegen die Klimakrise trotz besseren Wissens breit macht – und was kann man dagegen ausrichten? Wie so häufig nach diesen Podcast-Aufnahmen, führt David mit seinen Gästen ein kurzes Nachgespräch, was eigentlich nicht zur Veröffenltichung gedacht ist. Dieses Mal haben wir uns anders entschieden und Euch noch etwas mithören lassen, da unsere sehr offene aktuelle Lageeinschätzung vielleicht von einigen geteilt, aber von anderen aber auch gut widersprochen werden könnte… Viel Spaß bei dieser Episode von Lets Talk Change. Das nimmst Du mit: - muss die Wissenschaft beim Klimaschutz noch deutlicher kommunizieren? - warum fällt es selbst der Wissenschaft schwer aus der eigenen Comfort-Zone rauszukommen? - wie gelingt aus psychologischer Sicht erfolgreiche Klimakommunikation? - kann man trotz großer Skepsis immer noch optimistisch sein, dass die Klimawende gelingt?

Diese Woche in der Zukunft: Was muss eigentlich geschehen, damit endlich etwas geschieht? Eine Folge über die Suche nach Kompromissen und die Härte von Naturgesetzen. Zwei Wissenschaftler:innen und ein Politiker im Gespräch über den Klimanotstand und unsere Schwierigkeit, eine angemessene Antwort zu finden. Maren Urner ist Professorin für Medienpsychologie und Neurowissenschaftlerin, Sebastian Seiffert ist Professor für physikalische Chemie und bei Scientists for Future engagiert, Daniel Baldy sitzt für die SPD im Deutschen Bundestag. Erste Frage: Wissen wir eigentlich genug über das Klimaproblem? Jedenfalls wohl nicht das Richtige. Was klingt wie die Einleitung zu einer Querdenkerbroschüre, fußt auf der Neurowissenschaft. Wir Menschen müssen Wissen be-greifen. Wir müssen etwas Fühlen, damit es bei uns ankommt. Die nächste Publikation der Klimaforschung ist es eben noch nicht. Wir brauchen Nähe: Räumliche Nähe, zeitliche Nähe, soziale Nähe. Unser Hirn ist nicht gut darin, langfristige Entwicklungen zu erkennen, wohl aber sehr gut bei kurzfristigen. Das Problem der Klimakrise: Wenn wir wirklich spüren, wie sie wirkt, ist es wohl zu spät, um noch gegensteuern zu können. Überhaupt: Klimakrise. Klimawandel. Die Begriffe an sich leiten noch nicht zum Handeln an. Maren schlägt vor, konsequent von der Klimanotlage zu sprechen. Sebastian unterstützt das aus naturwissenschaftlicher Sicht: Wenn wir auch nur eine Chance haben wollen, die Welt im Rahmen der Pariser Verträge zu halten, dann müssen wir in einen Notfallmodus wechseln. Er sieht die Wissenschaft in der Pflicht, stimmgewichtiger zu werden, der Politik deutlicher zu vermitteln, worin der Unterschied zwischen menschlichen Gesetzen (Darfst du nicht!) und Naturgesetzen (Kannst Du nicht!) zu vermitteln. Eine objektive Schwierigkeit für die Politik, deren Wesen es ist, Kompromisse auszuhandeln und Mehrheiten zu finden. Die Wirkmechanismen der Natur verhandeln eben nicht. Wir leben gesellschaftlich in einer Art Realitätsverweigerung und Normalitätssimulation. Die gute Nachricht ist: Wenn wir beginnen, Strukturen zu ändern, klimagerechtes Verhalten auch so zu belohnen, dass Menschen sich aus rein praktischen Gründen für angemessenes Verhalten entscheiden, und langfristiges Denken zu etablieren, dann geht es uns objektiv besser. Unser Hirn liebt das. Entscheidung auf das Wohlergehen von nach-nachfolgenden Generationen auszurichten, macht unser Denken glücklich. Neben allem anderen. Zu Gast in dieser Woche:Sebastian Seiffert, Chemiker, Physikalische Chemie der Polymere, Professor der Johannes Gutenberg-Universität MainzMaren Urner, Neurowissenschaftlerin, Professorin für Medienpsychologie, Autorin & Mitgründerin von Perspective DailyDaniel Baldy, Bundestagsabgeordneter für Mainz und Mainz-Bingen

Judith entdeckt im Supermarkt jede Menge Kaugummis. Die Süßigkeiten liegen an der Kasse. Olaf ist zwar kein Fan davon. Aber er weiß, woraus Kaugummi gemacht ist.

Das sind die ecozentrisch Wochenchampions in der 15. KW:Heliox entwickelt Ladesystem für E-Fähren in der NordseeLadesysteme für Elektro-Fähren in der Nordsee:Die Firma Heliox Energy wird Partner bei der Elektrifizierung des Fährverkehrs zwischen Norddeich und der Insel Norderney. Damit wird Heliox einer von 19 europäischen Partnern Teil eines EU-Projektes zu diesem Zweck. Ziel ist es, Ladeinfrastruktur für E-Fähren zu standardisieren, batteriebetriebene Boote zu entwickeln und den Fährbetrieb nachhaltiger und schneller zu machen. Das holländische Unternehmen soll ein Ladesystem für Fähren mit einer Leistung von 2 Megawatt entwickeln. Auch Hafenfahrzeuge sollen diese Ladeinfrastruktur nutzen können.https://www.ee-news.ch/de/article/48426/nachhaltiger-fahrbetrieb-nach-norderney-heliox-gewinnt-im-europaischen-hypobatt-projekt-auftrag-uber-ladesystem-fur-e-fahren?utm_source=feedly&utm_medium=feed&utm_campaign=feedAudi übertrifft CO2-Flottenziele für 2021 Deutlich übertroffener CO2-Flottenwert bei Audi:Der Autobauer hat seine CO2-Ziele für die Europäische Union, Norwegen und Island im Jahr 2021 deutlich erfüllt. Das zeigen vorläufige Werte für das vergangene Jahr. Der gesetzlich vorgegebene Zielwert liegt bei 129 Gramm Co2 pro Kilometer. Der Flottenwert der Marke Audi lag jedoch nur bei 122 Gramm pro Kilometer. Auch der Wert des gesamten Volkswagenkonzerns lag unter den gesetzlichen Anforderungen. Größten Einfluss für diese Entwicklung hat die deutlich beschleunigte Anzahl an ausgelieferten Elektroautos. So kann das Unternehmen eine Steigerung von 49,8 Prozent bei der Auslieferung von vollelektrischen Modellen verzeichnen. So ist beispielsweise der Audi e-tron das meistverkaufte voll-elektrische Fahrzeug im Premium-SUV-Segment. https://www.umweltdialog.de/de/wirtschaft/mobilitaet/2022/Audi-erreicht-2021-CO2-Flottenziele-fuer-Europa-deutlich.phpNeue Wasserstoff-Produktionsanlage von WPD und LhyfeWasserstoff-Großprojekt in Schweden geplant:Der Windkraftanlagen-Entwickler WPD und der Hersteller von grünem Wasserstoff Lhyfe wollen gemeinsam eine Wasserstoff-Produktionsanlage im Großformat installieren. Die Anlage für 600 Megawatt soll in Schweden entstehen. Vor Ort sollen täglich bis zu 240 Tonnen grüner Wasserstoff hergestellt werden. Das Projekt soll ab 2025 umgesetzt werden und wird nach Fertigstellung eines der größten in ganz Europa sein. Die Produktionsanlage entsteht nahe des Offshore-Windparks Storgrundet. Verwendet werden soll der entstehende grüne Wasserstoff in der Industrie und im Verkehrssektor. https://www.unendlich-viel-energie.de/presse/branchenmeldungen/wpd-und-lhyfe-kooperieren-fuer-wasserstoffgrossprojekt-mit-600-mw-%C2%A0Krajete will Fermenter zur Gaserzeugung in Privathaushalten entwickelnBiogas im privaten Haushalt herstellen:Dazu entwickelt jetzt die Firma Krajete Fermentationsanlagen für den Hausgebrauch. Mit Haushalts-Abfällen soll qualitativ hochwertiges Bio-Gas in attraktiven Mengen herstellbar sein. Möglich wird das durch eine spezielle Bio-Booster-Technologie. Dabei wird nachhaltig hergestellter Wasserstoff in den Fermenter eingespeist. Damit werden die Fermentationsprozesse angeregt.Außerdem wird eine bestimmte Mikroben-Art verwendet, die reines Methan aus CO2 und Wasserstoff herstellen können. Der Fermenter im Familienhaushalt soll dann bis zu 1.000 Kilo Küchenabfälle verwerten und bis zu 1.000 Kilowattstunden Gas in guter Qualität herstellen. https://www.ee-news.ch/de/article/48425/fermenter-fur-den-familienhaushalt-gas-aus-rube-rucola-und-rasenschnitt-statt-aus-russland?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=feedRecycelte Trendfarben von LifocolorSchicke Farben aus recyceltem Material:Die Firma Lifocolor aus Lichtenfels stellt ihre jährliche Trendfarbenserie Colour Road vor. Das besondere hierbei ist, dass diese erstmals auf der Basis von vollständig recyceltem Polypropylen entwickelt wurde. Es handelt sich um 12 Blau- und Grüntöne sowie Rot-Akzente. Damit wird man auch veränderten Anforderungen an Farbstoffe für zirkuläre Kunststoffe gerecht. Zur so entstandenen Hauptlinie für Kunststoffe will das Unternehmen außerdem spezielle Farben für die Kosmetik-Industrie für das kommende Jahr herausbringen. Auch dafür will man einige Farbtöne auf der Basis von vollständig recyceltem Polypropylen herstellen. https://www.kunststoffweb.de/technologie-news/lifocolor_trendfarben_auf_recycling-basis_tn104640Mattel setzt erneuerbare Polymere von Sabic für Spielzeugautos einErneuerbare Polymere für den Einsatz bei Kinderspielzeug:Mattel will bei der Produktion seiner Produkte zertifizierte erneuerbare Polymere nutzen. Die ersten Spielsachen mit dem Werkstoff Sabic PP werden bereits in diesem Jahr erhältlich sein. Geplant sind Produkte in den Linien Mega und Matchbox. Begonnen wird mit dem Produkt Mega Bloks Green Town, das sich damit den Titel der ersten kohlenstoffneutral zertifizierten Spielzeugproduktlinie sichert. Aber auch die bekannte Marke Matchbox wird einbezogen. Hier plant man, dass bis 2030 alle Matchbox Druckguss-Autos, Spielsets und Verpackungen aus vollständig recyceltem, recyclebarem oder biobasiertem Material bestehen. https://www.digital-engineering-magazin.de/nachhaltigkeit-kinder-spielen-bald-mit-autos-aus-erneuerbaren-polymeren/ALDI: Verzicht auf brasilianisches RindfleischKein Rindfleisch aus Brasilien mehr im Angebot:Aldi will ab Sommer 2022 entsprechende Produkte aus dem Sortiment nehmen. Als Grund gibt der Discounter an, dass man nicht indirekt die Zerstörung des Regenwaldes in dem südamerikanischen Land unterstützten will. Denn durch die Ausdehnung von Futter- und Weideflächen geht der Regenwald immer weiter zurück. Daher will man sich noch stärker auf Produkte aus Deutschland oder der jeweiligen Region konzentrieren. Aldi verkauft rund 85 Prozent seiner Frischfleischprodukte aus deutscher Produktion. Auch bei Futter-Sojabohnen wird bereits darauf geachtet, dass diese aus entwaldungsfreiem Anbau stammen. https://www.watson.de/nachhaltigkeit/gute%20nachricht/377331757-schutz-des-regenwaldes-aldi-kauft-kein-rindfleisch-mehr-aus-brasilien-einUnsere allgemeinen Datenschutzrichtlinien finden Sie unter https://art19.com/privacy. Die Datenschutzrichtlinien für Kalifornien sind unter https://art19.com/privacy#do-not-sell-my-info abrufbar.

Synthetische Polymere sind große Plastikmoleküle, die im Labor hergestellt werden. In der Arzneimittelmedizin werden sie dazu eingesetzt, Wirkstoffe zielgenau im Körper zu transportieren. In seinem Vortrag erklärt Chemiker Ulrich Schubert, welche Möglichkeiten Polymere eröffnen und auch wie ihr Einsatz die Forschung herausfordert. ****************** Mehr zu diesem Thema auf deutschlandfunknova.de ****************** Weitere Hörsaal-Folgen: Wissenschaft und Politik - Die Macht des Wissens als Gefahr für die DemokratieSoziologie - Lehren aus der Pandemie: Umdenken in der ArbeitspolitikEvangelische Kirche in der DDR - Wehrkunde vs. Erziehung zum Frieden ****************** Deutschlandfunk Nova bei Instagram: https://www.instagram.com/dlfnova/

Hören Sie jeden Abend ausgewählte KURIER Artikel der Morgenausgabe schon als Podcast. Ob entspannt vorm Schlafengehen, beim Frühstückskaffee oder auf dem Weg zur Arbeit. Immer bestens informiert mit der neuen Audio-Ausgabe des KURIER. Da haben Sie unsere Geschichten im Ohr. Abonniert unseren Podcast auch auf Apple Podcasts, Spotify, FYEO oder Google Podcasts und  hinterlasst uns eine Bewertung, wenn euch der Podcast gefällt. Mehr Podcasts gibt es unter www.kurier.at/podcasts

Das sind die ecozentrisch News am 31. Mai:Deutschland fördert 62 Wasserstoff-ProjekteDie Nummer 1 in der Welt bei der Wasserstoff-Technologie werden – das ist das Ziel, dass Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier ausgibt....https://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Pressemitteilungen/2021/05/20210528-bmwi-und-bmvi-bringen-wasserstoff-grossprojekte-auf-den-weg.htmlAustralische Regierung zum Schutz der jungen Generation verurteilt Wieder ein historisches Urteil: Ein australisches Bundesgericht hat die Regierung des Landes dazu verurteilt, junge Menschen besser vor Klimaschäden zu schützen. ...https://www.tagesschau.de/ausland/australien-klimaurteil-kohle-101.htmlMehr Arbeit in Grüner Energie in GroßbritannienGroßbritannien steht der ökologische Wechsel bald bevor: in der Nordsee könnte dort bereits im Jahr 2030 die grüne Energie den Fossilen Brennstoffen den Rang ablaufen....https://www.theguardian.com/business/2021/may/25/north-sea-green-energy-could-overtake-oil-and-gas-by-2030-says-studyWettervorhersage für Klima-ResilienzZu heiß, zu kalt oder Unwetter: all das sind Folgen des Klimawandels.Die Wetterbedingungen werden auch in Zukunft immer extremer werden und können große Schäden verursachen. ...https://www.solarify.eu/2021/05/20/660-mehr-klimaresilienz-durch-verbesserte-saisonale-vorhersagen/Polymere aus Biomasse gut zu recyclenKunststoffe können gut für die Umwelt sein: es kommt darauf an, wie sie hergestellt werden. Forschende an der Universität St. Petersburg haben festgestellt, dass Kunststoffe aus Biomasse besonders umweltschonend sind....https://www.umweltdialog.de/de/wirtschaft/Innovation-Forschung/2021/Gut-recycelbar-Polymere-aus-Biomasse.phpUnsere allgemeinen Datenschutzrichtlinien finden Sie unter https://art19.com/privacy. Die Datenschutzrichtlinien für Kalifornien sind unter https://art19.com/privacy#do-not-sell-my-info abrufbar.

Ca. 5 Gramm Mikroplastik nimmt ein Mensch im globalen Durchschnitt pro Woche auf, das entspricht in etwa dem Gewicht einer Kreditkarte. Lecker! Mikroplastik ist bereits überall. In unserer Luft, auf unseren Feldern und in unseren Seen, Flüssen und Weltmeeren. Mikroskopisch kleine Partikel lösen sich z.B. beim Waschen aus unseren Textilien und gelangen dann über das Abwasser in die Kläranlagen. Über den Klärschlamm gelangt das Mikroplastik schließlich als Dünger auf unsere Felder und auf diesem Weg auch in unsere Böden und ins Trinkwasser. Im Interview mit dem Naturschutzbund Deutschland (NABU) gehen wir den Ursachen von Mikroplastik auf den Grund und erläutern die Auswirkungen auf unsere Umwelt, die Organismen und unsere Gesundheit. www.nabu.de www.wwf.de www.fraunhofer.de www.bund.net Der Beitrag Mikroplastik – Die unsichtbare Gefahr erschien zuerst auf Green Life.

Autor: Böddeker, Michael Sendung: Forschung aktuell Hören bis: 19.01.2038 04:14 "Paediatric Inflammatory Multisystem Syndrome" - kurz PIMS Covid-19 kann auch für Kinder gefährlich sein China Neue Variante der Afrikanischen Schweinepest Bluthochdruck Welcher Sport am besten hilft Interview mit Prof. Dr. Henner Hanssen, Universtät Basel Computerchips aus Plastik Sind leitfähige Polymere reif für die Praxis? Wissenschaftsmeldungen Sternzeit 24. März 2021 Die lange Pause bei den Gravitationswellen Am Mikrofon: Michael Böddeker

Autor: Grotelüschen, Frank Sendung: Forschung aktuell Hören bis: 19.01.2038 04:14

In dieser Folge des Wissenspodcasts "Stimmt die Chemie?" sprechen die beiden Studentinnen über das Thema Kunststoffe. Dabei erklären sie Kunststoffe auf chemischer Ebene und beantworten Fragen wie: Welche Kunststoffklassen gibt es und was sind ihre Eigenschaften? Was versteht man unter Monomeren und Polymeren? Wie werden diese aufgebaut? Was ist Kevlar? Wo liegt der Unterschied zwischen biobasierten und biologisch abbaubaren Kunststoffen? Welches ist der meist verwendete Kunststoff? Woraus werden die meisten Kunststoffe hergestellt? Und was mögen Sophia und Antonia lieber: OC oder PC? https://www.facebook.com/stimmtdiechemie/

Privat liebt sie die Freiheit des Campings, beruflich brennt sie für die Implantatentwicklung – Prof. Dr. Svea Petersen ist Professorin für Chemie und Oberflächenmodifikation polymerer Biomaterialien, seit kurzem nicht mehr mit einer halben, sondern ganzen Professur. „Es ist perfekt“, sagt sie und das, obwohl ihre Bewerbung an der Hochschule vor fünf Jahren eigentlich nur eine Übungsaufgabe war. Im Podcast sprechen wir mit ihr außerdem darüber, warum Chemie im Alltag zwar uns alle betrifft, für die meisten aber erstmal abschreckend ist, warum wir eine Kunststoffkrise haben und das Thema trotzdem sexy und aktueller denn je ist, was wir von Kindern lernen können und wieso es verschenkte Zeit ist, eine Vorlesung nur zu konsumieren.

Benjamin beobachtet beeindruckende Begebenheiten und Paul probiert pinke Polymere. Wir suchen gemeinsam nach dem Unbekannten in uns und dem Ursprung davon. Nach des Pudels Kern, wenn man so will. Das Intro ist aus der Mystery-Serie »X-Factor: Das Unfassbare«, die in Deutschland auf RTLII läuft. Schreib uns Deine Meinung oder folge uns auf instagram unter @derwelltraum oder schreib eine mail an huhu@derwelltraum.de

Bis zu acht Mal am Tag müssen Eltern die Windeln ihrer Jüngsten wechseln. Um den Babypopo schnell, sicher und auch für die Eltern einigermaßen hygienisch zu säubern, greifen viele zu Feuchttüchern. Doch die sind nicht unbedingt das Beste für die zarte Kinderhaut.

Festkörperbatterien sollen das Reichweitenproblem von E-Autos lösen und werden deshalb intensiv erforscht. Im Projekt ARTEMYS arbeitet das Unternehmen Rehm Thermal Solutions gemeinsam mit Partnern an vollkeramischen Festkörperbatterien, die ohne Polymere auskommen.

Gudrun war in Dresden zu Gast am Leibniz Institut für Polymerforschung. Sie spricht dort mit Axel Spickenheuer und Lars Bittrich über deren Forschungsfeld, das Tailored-Fiber-Placement-Verfahren (TFP). Anlass des Treffens in Dresden war der Beginn einer gemeinsamen Masterarbeit. Das Institut für Polymerforschung hat - zusammen mit Vorgängerinstitutionen - eine längere Geschichte in Dresden. Seit 1950 gab es dort ein Institut für Technologie der Fasern (als Teil der Akademie der Wissenschaften der DDR). Dieses wurde 1984 zum Institut für Technolgie der Polymere und nach der Gründung des Freistaates Sachsen schließlich am 1.1. 1992 neu als Institut für Polymerforschung Dresden e.V. gegründet. Seitdem wird dort auch schon an der TFP-Technologie gearbeitet. Seit 2004 gehört das Institut der Leibniz-Gemeinschaft an. Es ist damit der anwendungsnahen Grundlagenforschung verpflichtet. Ein wichtiges Thema im Haus ist Leichtbauforschung. Die TFP-Verfahren beinhalten Verstärkung von Geweben oder Thermoplasten durch feste Fasern aus z.B. Glas, Kohlenstoff und Aramiden. Diese Verstärkung kann man so aufbringen, dass sie in allen Richtungen gleich stark wirkt (isotrop) oder aber so, dass sich sehr unterschiedliche Materialeigenschaften bei Beanspruchung in unterschiedlichen Richtungen ergeben (anisotrop). In den so entstehenden zusammengesetzten Materialien geht es darum, für die Bauteile Masse zu reduzieren, aber Steifigkeit und/oder Tragfähigkeit stark zu erhöhen. Besonderes Potential für Einsparungen hat die anisotrope Verstärkung, also die (teuren) Fasern genau so zu einzusetzen, wie es den berechneten Anforderungen von Bauteilen am besten entspricht. Das führt auf sehr unterschiedliche Fragen, die in der Forschungstätigkeit des Dresdner Instituts beantwortet werden. Sie betreffen u.a. die tatsächliche Herstellung an konkreten Maschinen, die Kommunikation zwischen Planung und Maschine, die Optimierung des Faserverlaufs im Vorfeld und die Prüfung der physikalischen Eigenschaften. Die Verstärkungsstruktur wird durch das Aufnähen einzelner sogenannter Rovings auf dem Basismaterial erzeugt. Das Grundmaterial kann eine textile Flächenstruktur (Glasgewebe, Carbongewebe, Multiaxialgelege) oder für thermoplastische Verstärkungsstrukturen ein vernähfähiges Folienmaterial sein. Die Verstärkungsstrukturen werden durch die Bewegung des Grundmaterials mit Hilfe einer CNC-Steuerung und der gleichzeitigen Fixierung des Rovings mit Hilfe des Nähkopfes gefertigt. Um eine hohe Effektivität zu erhalten, können Verstärkungsstrukturen mit bis zu 1000 Stichen pro Minute hergestellt werden. Für die Mathematik besonders interessant ist die Simulation und Optimierung der sehr komplexen Verbundstoffe. Um optimale Faseranordnungen umsetzen zu können, braucht es natürlich numerische Methoden und prozessorientierte Software, die möglichst alle Schritte der Planung und Herstellung automatisiert. Traditionell wurde oft die Natur zum Vorbild genommen, um optimale Verstärkungen - vor allem an Verzweigungen - nachzuahmen. Hier gibt es einen Verbindung nach Karlsruhe ans KIT, denn Claus Mattheck hat hier über viele Jahrzehnte als Leiter der Abteilung Biomechanik im Forschungszentrum Karlsruhe richtungsweisend gearbeitet und auch mit dem Institut für Polymerforschung kooperiert. Ein weiterer Ansatz, um gute Faserverläufe zu konstruieren ist es, die Hauptspannungsverläufe (insbesondere 1. und 2. Hauptspannung) zu berechnen und das Material entsprechend zu verstärken. Dies ist aber für die komplexen Materialien gar nicht fundiert möglich. Eine der derzeit wichtigsten Problemstellung dabei ist die hinreichend genaue Modellbildung für eine Finite Elemente Analyse (FEA). Erst dadurch lassen sich exakte Vorhersagen zum späteren Bauteilverhalten bzgl. Steifigkeits- und Festigkeitsverhalten treffen. Besonders schwierig sind dabei die Berücksichtigung der lokal variablen Dicken im FE-Modell bzw. die genaue Wiedergabe der lokalen Faserorientierung darin. Vorzeigebeispiele für die Leistungsfähigkeit der Technologie sind die Fenster des Airbus und ein sehr leichtgewichtiger Hocker (650g), der bis zu 200 kg Last tragen kann und auch noch schick aussieht. Er wurde inzwischen in vielen technischen Ausstellungen gezeigt, z.B. im Deutschen Museum München. Mit Hilfe der am Institut entwickelten Softwaretools EDOPunch und AOPS (nach der Kommerzialisierung wurden daraus die Produkte EDOpath und EDOstructure der Complex Fiber Structures GmbH) ist es nun möglich, ausgehend von einem nahezu beliebigen TFP-Stickmuster, 3D-FEA-Simulationsmodelle zu erstellen, die in einem makroskopischen Maßstab sowohl die lokale Dickenkontur (sozusagen den Querschnitt) als auch die lokale Faserorientierung entsprechend abbilden können. Erste Ergebnisse zeigen, dass sich hierdurch sehr gut das Steifigkeitsverhalten solcher variabelaxialer Faserverbundbauteile berechnen lässt. Neben dem Vorgehen zum Erstellen entsprechender Simulationsmodelle wird anhand verschiedener experimentell ermittelter Bauteilkennwerte die Leistungsfähigkeit des verwendeten Modellansatzes immer wieder demonstriert. Die Weiterentwicklung dieser Software geht über die Ziele des Instituts für Polymerforschung hinaus und wird seit März 2013 in der Ausgründung Complex Fiber Structures erledigt. Ziel ist es, allen Ingenieuren die mit Faserverbünden arbeiten, sehr einfach handhabbare Tools zur Planung und Entwicklung zur Verfügung stellen zu können. Es gibt hierfür sehr unterschiedliche typische Nutzungsfälle. Im Gespräch geht es z.B. darum, dass Löcher in klassischen Bauteilen regelmäßig zu starken Festigkeitseinbußen führen. Allerdings kann man sehr oft nicht auf Löcher im Bauteil verzichten. TFP-Lösungen können aber so umgesetzt werden, dass im Verbundmaterial die Festigkeitseinbuße durch Löcher nicht mehr vorhanden ist. Damit Ingenieure diesen Vorteil für sich nutzen können, brauchen sie aber gute Software, die ihnen solche Standardprobleme schnell zu lösen hilft, ohne sich erst in den ganzen Hintergrund einzuarbeiten. Axel Spickenheuer hat Luft-und Raumfahrttechnik an der TU Dresden studiert und arbeitet seit 2005 am Institut für Polymerforschung. Seit vielen Jahren leitet er die Gruppe für Komplexe Strukturkomponenten und hat 2014 zum Thema TFP-Verfahren promoviert. Lars Bittrich hat an der TU Dresden Physik studiert und zu Quantenchaos promoviert. Dabei hat er schon viel mit numerischen Verfahren gearbeitet. Seit Ende 2010 ist er Mitglieder von Axels Gruppe. Literatur und weiterführende Informationen L. Bittrich e.a.: Buckling optimization of composite cylinders for axial compression: A design methodology considering a variable-axial fiber layout more. Composite Structures 222 (2019) ID110928 L. Bittrich e.a.: Optimizing variable-axial fiber-reinforced composite laminates: The direct fiber path optimization concept more. Mathematical Problems in Engineering (2019) ID 8260563 A. Spickenheuer: Zur fertigungsgerechten Auslegung von Faser-Kunststoff-Verbundbauteilen für den extremen Leichtbau auf Basis des variabelaxialen Fadenablageverfahrens Tailored Fiber Placement Promotionsschrift TU Dresden, 2014. Podcasts H. Benner, G. Thäter: Formoptimierung, Gespräch im Modellansatz Podcast, Folge 212, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2019. M. An, G. Thäter: Topologieoptimierung, Gespräch im Modellansatz Podcast, Folge 125, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2017. A. Rick, S. Ritterbusch: Bézier Stabwerke, Gespräch im Modellansatz Podcast, Folge 141, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2017. P. Allinger, N. Stockelkamp, G. Thäter: Strukturoptimierung, Gespräch im Modellansatz Podcast, Folge 053, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2015.

Die Architektur der Olympischen Bauten in München ist einzigartig. Was die wenigsten wissen: Sie gehören zu den ersten, bei deren Beton eine polymervergütete Mörtelmischung eingesetzt wurde. Polymere wie VAE-Copolymer von WACKER machen den Beton flexibler und lassen ihn besser haften. Neu war damals, dass sie in trockener Form zum Mörtel gemischt werden konnten, was nicht [...]

Poylmere sehen etwa so aus wie gekochte Spaghetti - nur eben sehr viel kleiner. Miriam Unterlass nutzt diese Polymere um etwa Satelliten vor kosmischer Strahlung zu schützen. Ihr Startup "UGP Materials" verbindet Wissenschaft und Technik. Ein streng geheimes Projekt der europäischen Weltraumbehörde ESA vertraut derzeit auf die Arbeit der österreichischen Chemikerin Miriam Unterlass. Ihre Forschung zu Polymeren an der Technischen Universität Wien ist bereits mit dem rennomierten START-Preis des Wissenschaftsfonds ausgezeichnet worden. Jetzt hat Miriam Unterlass ihr eigenes Startup gegründet: "UGP Materials". Welche Chancen tun sich für UnternehmerInnen und ForscherInnen auf, wenn sie gemeinsam an Projekten arbeiten? Welche Schwierigkeiten musste sie überwinden? Und wie sieht ein perfektes Team aus? Darüber spricht Miriam Unterlass im Talk mit Start Me Up. Außerdem: Florian Freistetter ist Astronom und Science Buster. Jetzt ist er für den österreichischen Kabarettpreis nominiert - neue Folgen der Science Busters werden gerade gedreht (und werden ab 4. Dezember im ORF ausgestrahlt). Im Talk mit Start Me Up spricht er über den großen Physiker Stephen Hawking, der im März diesen Jahres verstorben ist, die Raumsonde BepiColombo, die gerade zum Merkur gestartet ist und den nächsten Weltraumball in Wien! Foto: (c) Dietmar Gombotz, UGP materials

Eigentlich mögen sie sich nicht: Holz ist polar, Polymere wie Polypropylen unpolar. Um sie zu einem homogenen Verbundwerkstoff zu verarbeiten, braucht es einen Heiratsvermittler: Genioplast® von Wacker. Aus den Holzverbundwerkstoffen werden zum Beispiel Innenverkleidungen von Autos gefertigt. Und die Firma Pinuform stellt daraus unter anderem langlebige, pflegeleichte Terrassendielen her.

MedTech Day 2015: Im medizinischen Bereich kommen häufig Polymere und Hydrogele zum Einsatz. Luciano Boesel nutzt diese Fasern in Wundverbänden, um beispielsweise Medikamente abzugeben oder den Heilungsprozess zu überwachen.

Schwerpunkt: Leonie Barner vom Karlsruher Institut für Technologie über lange Molekülketten, die Forscher im Labor gezielt zusammensetzen und so für verschiedene Anwendungen optimieren || Nachrichten: Tarnkappe lässt Schatten verschwinden | Staub verdunkelt Gammablitze | GREAT öffnet Fenster zu neuem Wellenlängenbereich || Veranstaltungen: Darmstadt | Karlsruhe | Oldenburg

Polymere mit Halbleiter-Eigenschaften haben ein großes Anwendungspotential in der organischen Photovoltaik, da sich ihre optischen und elektronischen Eigenschaften über die molekulare Struktur gezielt ändern lassen. Durch die Synthese von Copolymeren mit besonders kleiner optischer Bandlücke (low-bandgap Copolymere) konnte die Absorption von Sonnenlicht weiter in den infraroten Spektralbereich ausgedehnt und somit die Konversion von Sonnenlicht in elektrische Energie deutlich verbessert werden. Diese neuartigen Donor-Akzeptor Materialien basieren auf einer alternierenden Anordnung von elektronen-reichen und -armen Blöcken, die durch elektronische Kopplung neue Energieniveaus mit kleinerer optischer Bandlücke bilden. Ziel dieser Arbeit ist die eingehende Untersuchung der photophysikalischen Eigenschaften dieser weitgehend unerforschten Moleküle. Die ersten drei Kapitel bieten dem Leser eine Einführung in das Forschungsgebiet und in die theoretische Beschreibung konjugierter Polymere, sowie einen Überblick über den aktuellen technischen Stand organischer Photovoltaik. Kapitel 4 gibt eine Zusammenfassung der verwendeten experimentellen und theoretischen Methoden. Der erste Teil der Untersuchung von Donor-Akzeptor Materialien gilt den Photoanregungen und der korrekten Zuordnung ihrer spektralen Signaturen (Kap. 5). Diese ermöglicht eine Zuordnung der spektralen Signaturen zu stark gebundenen, elektrisch neutralen Exzitonen, bzw. leichter zu trennenden Ladungsträgerpaaren mit kleinerer Bindungsenergie, sogenannten Polaronenpaaren. Aufgrund der schwachen elektrischen Abschirmung von Ladungen in organischen Materialen liegen die meisten Photoanregungen als Exzitonen vor. In dieser Hinsicht zeigen spektroskopische Messungen auf Femtosekunden-Zeitskala erstmals den andersartigen Charakter von Donor-Akzeptor Materialien und demonstrieren den großen Einfluss ihrer Struktur auf die Art der erzeugten Photoanregungen. Sie zeigen, dass bei Photoanregungen dieser neuartigen Materialien neben Exzitonen auch ein beträchtlicher Anteil an Polaronenpaaren entsteht. Diese Donor-Akzeptor Materialien weisen einen Polaronenpaar-Anteil von bis zu 24% aller Photoanregungen auf, was dem Dreifachen der Effizienz vergleichbarer Homopolymere entspricht (Kap. 6). Weitere Untersuchungen zeigen außerdem eine erhöhte Erzeugungsrate bei kürzeren Anregungswellenlängen. Dies kann auf eine Korrelation mit einem ausgeprägten Elektronentransfer der involvierten Wellenfunktion zurückgeführt werden, welcher in theoretischen Simulationen deutlich wird (Kap. 7). Zusammenfassend geben die in dieser Arbeit dargestellten Ergebnisse einen detaillierten Einblick in die optischen und elektronischen Eigenschaften von Donor-Akzeptor Copolymeren und den starken Einfluss der molekularen Struktur auf die ersten Schritte der photovoltaischen Stromerzeugung. Zusammenhänge zweier Schlüsselfaktoren für die Effizienzsteigerung zukünftiger organischer Solarzellen mit Materialparametern werden deutlich. Dies sind die Erzeugungseffizienz und die Lebensdauer von Polaronenpaaren und deren Abhängigkeit von der Elektronegativität und der Abstand von Akzeptor- zu benachbarten Donorsegmenten. Weiterhin konnte eine ausgeprägte Polaronenpaar Erzeugung über das ganze Absorptionsspektrum nachgewiesen werden. Diese Erkenntnisse bieten eine große Hilfestellung bei der weiteren Optimierung von Polymeren für Photovoltaik. Außerdem heben sie den wichtigen Beitrag der Ultrakurzzeit Spektroskopie zum grundlegenden Verständnis der Polaronenpaarerzeugung hervor. Mit diesen Mitteln könnte eine Verringerung des Spannungsverlustes möglich werden, der zur Ladungsträgertrennung in organischen Materialien nötig ist.

China ist für WACKER der wichtigste Wachstumsmarkt. Dafür steht auch der Standort Nanjing, wo das Unternehmen bis 2013 40 Mio. Euro in zwei neue Produktionsanlagen für Vinylacetat-Ethylen-Dispersionen und Polyvinylacetat-Festharze investiert.

Das Jungunternehmen Optotune mit Sitz an der Empa will den Optik-Markt erobern: Künftig soll jedes Kamera-Handy mit einer ihrer Linsen ausgestattet werden. Doch zunächst musste sich Optotune am Jungunternehmer-Wettbewerb «Venture» vor einer hochkarätigen Jury bewähren mit Erfolg.

Das Jungunternehmen Optotune mit Sitz an der Empa will den Optik-Markt erobern: Künftig soll jedes Kamera-Handy mit einer ihrer Linsen ausgestattet werden. Doch zunächst musste sich Optotune am Jungunternehmer-Wettbewerb «Venture» vor einer hochkarätigen Jury bewähren mit Erfolg.

Das Jungunternehmen Optotune mit Sitz an der Empa will den Optik-Markt erobern...

Ingenieur und Freizeitruderer Silvain Michel arbeitet am wohl visionärsten Projekt der Empa. Mit künstlichen Muskeln...

Diese Arbeit besch"aftigt sich mit der Bestimmung elastischer Konstanten in amorphen Materialien. Im Mittelpunkt steht die Elastizit"at heterogener Netzwerke aus steifen, stabartigen Polymeren. Diese Netzwerke spielen eine wichtige Rolle in der Zell-Biologie, z.B. in der Form des Zytoskeletts, welchem die Zelle einen Gross teil ihrer mechanischen und dynamischen Eigenschaften verdankt. Bei der Bestimmung der elastischen Konstanten im Rahmen der Elastizit"atstheorie erh"alt der Begriff der `Affinit"at'' eine besondere Bedeutung, da er das Deformationsfeld emph{homogener} elastischer Systeme charakterisiert. Im Gegensatz dazu ist es in den hier interessierenden emph{heterogenen} Materialsystemen gerade die Abwesenheit dieser affinen Deformationen, die im Mittelpunkt des Interesses steht. Im Verlauf der Arbeit wird deutlich, wie Nichtaffinit"at aus einem Zusammenspiel geometrischer Eigenschaften der Mikrostruktur und mechanischer Eigenschaften der Einzelpolymere entstehen kann. Durch die Kombination von Computersimulation und analytischer Beschreibung werden wichtige Aspekte bez"uglich der Rolle der heterogenen Mikrostruktur in der Ausbildung makroskopischer Elastizit"at gekl"art. Der Ber"ucksichtigung nicht-affiner Deformationen kommt dabei au{ss}erordentliche Bedeutung bei der pr"azisen Bestimmung makroskopischer elastischer Konstanten zu. Es zeigt sich, dass die Struktur der Polymer-Netzwerke im Allgemeinen durch zwei L"angenskalen beschrieben werden muss. Neben der mittleren Maschenweite $a$ tritt eine mesoskopische L"angenskala $l_fgg a$ auf, die aus der stabartigen Form der Polymere folgt. Es wird gezeigt, dass diese ``Faserl"ange'' -- und nicht die Maschenweite -- die Rolle der Einheitszelle des Polymernetzwerkes spielt. Neben dieser geometrischen Komponente spielen die elastischen Eigenschaften der Einzelpolymere eine wesentliche Rolle f"ur die makroskopische Elastizit"at. Diese orientieren sich an den bekannten Kraft-Ausdehnungs-Relationen steifer Polymere und k"onnen mit Hilfe des ``worm-like chain'' Modells berechnet werden. Dar"uber hinaus wird ein neues ``worm-like bundle'' Modell entwickelt, das vergleichbare Aussagen zu statistischen und mechanischen Eigenschaften von Polymer-emph{B"undeln} erlaubt. Der erste Teil der Arbeit besch"aftigt sich mit der athermischen Elastizit"at des Netzwerkes, d.h. der entropische Anteil der Kraft-Ausdehnungs-Relation wird vernachl"assigt. Eine selbst-konsistente `effective-medium'' Theorie wird entwickelt, die auf der Annahme beruht, dass die Filamente sich wie emph{inextensible}, biegesteife St"abe verhalten. Die Annahme der Inextensibilit"at kann mit der anisotropen Elastizit"at steifer Polymere begr"undet werden, deren Biegesteifigkeit, $kperp$, im Allgemeinen sehr viel kleiner ist, als deren Strecksteifigkeit, $kpar gg kperp$. Das sich ergebende nicht-affine Deformationsfeld kann explizit konstruiert werden (``non-affine floppy modes'') und erlaubt eine Berechnung der elastischen Konstanten der Netzwerke, welche mit den Ergebnissen fr"uherer Simulationen "ubereinstimmen. Desweiteren erlaubt die Theorie, in Verbindung mit dem worm-like bundle Modell, eine Erkl"arung der rheologischen Eigenschaften eines in-vitro Modellsystems aus verkn"upften Polymerb"undeln. Der zweite Teil der Arbeit diskutiert thermische Effekte, indem die entropische Strecksteifigkeit der Polymere in der Modellierung ber"ucksichtigt wird. Es besteht ein charakteristischer Unterschied zwischen diesem entropischen Beitrag zur Strecksteifigkeit, $kpar$, und einem energetischen Beitrag, $k_s$, der sich z.B. aus der Streckung des Polymer-R"uckgrats ergibt. Dieser Unterschied betrifft die Abh"angigkeit von der L"ange $l$ des betrachteten Polymersegments. Die starke Abh"angigkeit $kparsim l^{-4}$ (im Vergleich zu $k_ssim l^{-1}$) f"uhrt dazu, dass thermische Netzwerke steifer Polymere eine starke Sensitivit"at f"ur strukturelle Unordnung aufweisen, die in athermischen Netzwerken nicht vorhanden ist. Im numerischen Modellsystem "au{ss}ert sich dieser Effekt durch die Existenz einer Nichtaffinit"ats-L"ange und dazugeh"origer anomaler Exponenten der elastischen Konstanten. Ein Skalenargument wird entwickelt, das den Zusammenhang aufzeigt zwischen Heterogenit"at des Netzwerks (hier charakterisiert durch die Verteilung $P(l)$) und elastischer Eigenschaften des Einzelpolymers ($kpar(l)$).

Die Adhäsion von Polymeren an festen Oberflächen ist von großem wissenschaftlichen Interesse. Ebenso bedeutend ist die Polymerhaftung aber auch für eine Vielzahl industrieller Anwendungen. Bei Klebungen beispielsweise kommt der Adhäsion von Polymeren, die zwei Oberflächen überbrücken, besonderes Interesse zu. Die außergewöhnlichen Materialeigenschaften von Biomineralien und damit verbunden ihre Bedeutung für die Entwicklung zukünftiger Werkstoffe basieren auf der Wechselwirkung von Biopolymeren mit Mineraloberflächen. Eine gezielte Materialentwicklung mit vorhersagbaren Hafteigenschaften ist derzeit jedoch wegen des eingeschränkten Wissens über die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen und Wechselwirkungen der Polymeradsorption noch nicht in zufriedenstellender Weise möglich. AFM-basierte Kraftspektroskopie ermöglicht die Untersuchung von Konformationen und Wechselwirkungen von Makromolekülen sowie die hochpräzise Bestimmung inter- und intramolekularer Kräfte. Desorptionsmessungen an einzelnen oberflächenadsorbierten Polyelektrolytketten können dabei zu einem besseren Verständnis der molekularen Wechselwirkungen beitragen. Sie ermöglichen die hochpräzise Quantifizierung der Wechselwirkungskraft zwischen Polymer und Oberfläche. Darüber hinaus bietet eine gesteuerte Veränderung der experimentellen Bedingungen und damit der Desorptionskraft Einsichten in die unterschiedlichen Wechselwirkungen. Im Fall oberflächenüberbrückender Polymere adsorbiert die Polymerkette auf zwei Oberflächen, die sozusagen in Konkurrenz zueinander stehen, so dass kompetitive Aspekte der Adhäsion eine wichtige Rolle spielen können. Im Rahmen dieser Arbeit konnte mit AFM-Desorptionsmessungen erfolgreich veranschaulicht werden, dass die Adhäsionseigenschaften beider Oberflächen berücksichtigt werden müssen. Daraus ergibt sich zum Beispiel eine Abhängigkeit der Länge des überbrückenden Polymersegments von der Dichte der Moleküle auf der Oberfläche, da benachbarte Moleküle die Wechselwirkung des Polymers mit der Oberfläche örtlich einschränken können. Intra- und intermolekulare Wechselwirkungen können zudem zu einem konturlängenabhängigen Dissoziationsverhalten des Polymers führen, das in Unterschieden der gemessenen Desorptionskraft resultiert. Bei Biomineralien mangelt es an Wissen über die Struktur der häufig sauren Makromoleküle und die komplexen Wechselwirkungen mit den Mineraloberflächen. An einem Modellsystem aus Polyglutaminsäure und Calcit konnte gezeigt werden, dass mit AFM-Desorptionsmessungen dieses molekulare Zusammenspiel von Wechselwirkungen auf der Basis von Wechselwirkungskräften sehr detailliert untersucht werden kann. Dies ist notwendig, da geringe Veränderungen auf der molekularen Skala große Effekte auf der makroskopischen Skala hervorrufen können. Es stellte sich außerdem heraus, dass Hochenergiekristallflächen von Calcit in guten Lösungsmitteln ohne stabilisierende Polymeradditive nicht existieren können, sondern sich in die stabile Calcit (104)-Fläche umwandeln.

Ein Ziel dieser Arbeit ist die Darstellung toxikologisch unbedenklicher M2+-salen-Komplexe (M: Ca, Mg) die als Starter für die Ringöffnungspolymerisation von Lactiden zur Herstellung biologisch abbaubarer Polylactide eingesetzt werden können. In Zusammenarbeit mit Feijen et al. an der Universität Twente (Niederlande) wird das Calciumsalen auf seine Eigenschaften als Initiator für die Ringöffnungspolymerisation (ROP) von Lactiden (LA) untersucht. Es zeigt sich, dass in Gegenwart von iso-Propanol eine schnelle, kontrollierte Polymerisation über ein aktiviertes Monomer von LA unter sehr milden Bedingungen (RT) stattfindet, wobei praktisch keine Nebenreaktionen wie Racemisierung oder Transveresterung auftreten. Es werden Polymere mit hohen mittleren Molmassen Mn erhalten. Stereoselektive Polymerisationen eines rac-LA wird durch das Calciumsalen trotz der Verwendung des enantiomerenreinen Jakobsen-Liganden bei der Synthese nicht initiiert. Eine neue Perspektive für stereoselektive Polymerisationen über aktivierte Monomere stellt die Magnesiumsalen-Verbindung dar, da hier der sterische Einfluss des chiralen Liganden für eine Koordination an das Metallzentrum größer ist. Im zweiten Teil dieser Arbeit werden die Parameter der oxidativen C-C-Kupplungsreaktion von (Trialkylsilyl)(2-pyridylmethyl)aminen mit metallorganischen Reagenzien untersucht. Ersetzt man den Trialkylsilyl-Substituenten durch einen weiteren 2-Pyridylmethyl-Substituenten, so kann die Reaktion schrittweise untersucht werden. Hierbei sind die Reaktionsfaktoren Stöchiometrie, Zeit und Temeratur maßgeblich für die Bildung der Produkte. Unter anderem gelingt so die Synthese von reaktiven vicinalen Dianionen die sich durch Delokalisierung der negativen Ladung über den benachbarten Pyridyl-Substituenten stabilisieren. Ebenso sind Azaallylverbindungen des Zinks und des Zinns durch Wasserstoff-Eliminierung zugänglich. Erstmals geling auch die strukturelle Aufklärung eines zweifach zinkierten primären Amins und der bisher unbekannten cis-bent Struktur des Zinns.

Die Dynamik von Makromolekülen spielt bei Transportprozessen in weicher Materie eine wichtige Rolle. Fluoreszenz-Korrelations-Spektroskopie (FCS) kann die Dynamik spezifisch fluoreszenzmarkierter Moleküle in Lösung verfolgen. Das Prinzip der Methode basiert auf der Analyse von Intensitätsfluktuationen innerhalb eines Volumens in der Größenordnung eines Femtoliters (1 fl = 1 Kubikmikrometer). In dieser Arbeit wurde mit FCS die Dynamik von DNA, Aktin und Hyaluronsäure untersucht. Die Schwerpunktsdiffusion in Lösung, die intramolekulare Kettendynamik und das Verhalten von Polymerlösungen im Scherfluss wurden studiert. Die Möglichkeit für Messungen der Dynamik an Grenzflächen wurde geschaffen. Die Autokorrelation fluoreszenzmarkierter DNA in Lösung zeigt auf verschiedenen Zeitskalen charakteristische Abfälle, die ihre Ursache in unterschiedlichen dynamischen Prozessen haben. Mit den in dieser Arbeit entwickelten Modellfunktionen für die Autokorrelation lassen sich die charakteristischen Größen der verschiedenen Prozesse durch Anpassung an die experimentellen Daten gewinnen. Bei kurzen Zeiten im Mikrosekundenbereich fällt die Korrelationsfunktion auf Grund photochemischer Prozesse der Fluoreszenzfarbstoffe exponentiell ab. Im Bereich von 10-100 Mikrosekunden zeigen die Daten einen weiteren Abfall, der stark von der Anzahl der Farbstoffe auf der Polymerkette abhängt. Die On-Off-Kinetik eines Ensembles von Fluorophoren wurde in ein Modell für die Korrelationsfunktion umgesetzt. Intensitätsfluktuationen im Bereich von 1 - 100 Millisekunden stammen von der Diffusion und den internen Relaxationsmoden der Polymerketten. Ein Modell für die Korrelationsfunktion der Schwerpunktsdiffusion für Polymerketten mit kontinuierlicher Farbstoffverteilung entlang der Kontur wurde entwickelt und mit experimentellen Daten von DNA-Fragmenten unterschiedlicher Länge (1019 bp bis 7250 bp) bestätigt. Ausgehend von den dynamischen Strukturfaktoren der Modelle von Rouse, Zimm und semiflexibler Ketten in Lösung wurden Korrelationsfunktionen für interne Relaxationen berechnet und an Messdaten mit Lambda-DNA (48502 bp) angepasst. Über den Abstand der Farbstoffe entlang der Polymerkontur werden Moden selektiert, deren Relaxationsdynamik sich in die Autokorrelationsfunktion überträgt. Bei Abständen, die viel größer als die Persistenzlänge der DNA sind, liefert das angepasste Modell die erwarteten Werte für die Zimm-Dynamik. Aktinfilamente mit Längen im Bereich von 100 Nanometern bis 50 Mikrometer wurden als Modellsysteme semiflexibler Polymere untersucht. Für Filamentlängen, die kleiner als das Beobachtungsvolumen sind, ist die Korrelationsfunktion bestimmt durch die Schwerpunktsdiffusion. Für längere Filamente dominieren die Biegemoden. Charakteristisch für diese Form der internen Relaxation ist das zeitliche Skalenverhalten mit dem Exponenten 3/4. Theoretische Korrelationsfunktionen, die in Zusammenarbeit mit Roland Winkler vom Forschungszentrum Jülich entstanden sind, zeigen eine sehr gute Übereinstimmung mit den experimentellen Daten. Erstmals wurden Korrelationsfunktionen einzelner Aktinfilamente im halbverdünnten Bereich gemessen. Die charakteristische Abfallzeit der Korrelationsfunktion als Maß für die Dynamik der Biegemoden sinkt mit steigender Aktinkonzentration. Für Aktinkonzentrationen von 0,01 mg/ml bis 1 mg/ml folgt die Abfallzeit einem Skalengesetz tau ~ c^(-0,48 +- 0,03). Neben der Diffusion wurde in dieser Arbeit die Dynamik in Strömungen untersucht. Zur Verfolgung von gerichteten Transportprozessen wurden zwei Foki mit einem lateralen Abstand von 5 Mikrometern erzeugt. Durch eine Kreuzkorrelation der beiden getrennten Intensitätssignale lässt sich die Zeit bestimmen, die die Teilchen zum Durchlaufen des Abstandes der beiden Foki benötigen. Mit dieser mikroskopischen "Lichtschranke" wurden Flussgeschwindigkeiten in einem 100 Mikrometer hohen Kanal mit mikrometergenauer Ortsauflösung gemessen. Die Scherverdünnung einer Hyaluronsäurelösung konnte anhand des Geschwindigkeitsprofils nachgewiesen und eine kritische Scherrate von 285 +- 30 s^(-1) bei einer Polymerkonzentration von 2,5 mg/ml bestimmt werden.

In den vergangenen zehn Jahren wurden große Fortschritte hinsichtlich einer möglichen Gentherapie angeborener Lungenerkrankungen wie Mukoviszidose oder a1-Antitrypsinmangel erzielt. Dabei spielt die Gentherapie mittels nichtviraler Genvektoren zunehmend eine größere Rolle. Doch trotz ermutigender Ergebnisse aus einer Reihe von klinischen Studien ist die Effizienz des nichtviralen Gentransfers über eine topische Applikation in die Atemwege bis heute zu gering. Ziel dieser Arbeit war es, zu untersuchen, welchen Wechselwirkungen nichtvirale Genvektorkomplexe im Milieu der Atemwege unterliegen. Dabei konnten Veränderungen der inneren Struktur nichtviraler Genvektorkomplexe unter Einfluss von Surfactant bzw. bronchoalveolärer Lavageflüssigkeit mit Hilfe von Fluoreszenz-Quenching-Assays und Fluoreszenz-Resonanz-Energietransfer (FRET) nachgewiesen werden. Auch die Oberflächenladung der kationischen Genvektorkomplexe wurde beeinflusst, wobei in Anwesenheit hoher Konzentrationen von Surfactant eine Ladungsumkehr hin zu negativen Werten gemessen wurde. In Bezug auf die äußere Struktur der kationischen Genvektorkomplexe konnte gezeigt werden, dass in Anwesenheit von Surfactant bei Lipoplexen eine starke Zunahme der Größe beobachtet wurde, während die Größe von Polyplexen sogar leicht abnahm. Ebenfalls konnte gezeigt werden, dass die An- oder Abwesenheit von Salz in physiologischen Konzentrationen bei der Herstellung der Genvektorkomplexe einen Einfluss hat auf die Interaktion von Surfactant mit den Genvektorkomplexen. Um zu ermitteln, inwieweit die Veränderung biophysikalischer Parameter die Funktion der Genvektorkomplexe beeinflusst, wurden das Adhäsionsverhalten der Genvektorkomplexe an der Zelloberfläche und ihre Transfektionseffizienz untersucht. Auch hier waren die Folgen der Interaktion mit Surfactant sehr unterschiedlich ausgeprägt, je nach dem, ob kationische Liposomen oder kationische Polymere als Genvektorsystem verwendet wurden. Um die Effizienz des nichtviralen Gentransfers in die Lunge zu erhöhen, gibt es eine Reihe unterschiedlicher Ansätze. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Anwendbarkeit der Magnetofektion auf die Transfektion von Atemwegsepithelien untersucht. Die Magnetofektion beruht auf dem Prinzip der Anreicherung von Genvektorkomplexen am Zielgewebe mit Hilfe magnetischer Anziehungskräfte. Es konnte eine deutlich bessere Dosis-Wirkungs-Beziehung der über kationische Polymere vermittelten Magnetofektion verglichen mit dem konventionellen über kationische Polymere vermittelten Gentransfer nachgewiesen werden. Hierfür waren sowohl eine stärkere als auch eine schnellere Anreicherung der Genvektorkomplexe an der Zelloberfläche verantwortlich. Die Effizienz der Magnetofektion war bei gegebener Inkubationszeit der Transfektionseffizienz konventioneller nichtviraler Gentransfersysteme deutlich überlegen. In elektronenmikroskopischen Untersuchungen konnte eine Aufnahme der Genvektorkomplexe in Zellen intakter Atemwegsepithelien mit Hilfe der Magnetofektion nachgewiesen werden.

Ausgangspunkt dieser Arbeit war das erste hocheffiziente literaturbekannte PR System: in situ polbare Komposite auf PVK/ECZ Basis mit Azofarbstoffen als elektrooptische (EO) Komponente und TNF oder TNFM als Sensibilisatoren. Diese sogenannten "weichen" PR Komposite ermöglichen es, hocheffiziente Hologramme durch den Effekt der Orientierungsverstärkung, d.h. durch eine periodische Änderung der Doppelbrechung, aufzuzeichnen. An diesem Standardsystem wurden grundlegende Experimente durchgeführt, um die Abhängigkeit der holographischen Eigenschaften von der Zusammensetzung und den Meßbedingungen zu untersuchen. Danach wurden durch gezielte Variation der chemischen Zusammensetzung neue Materialien mit höheren Sensitivitäten entwickelt. Im folgenden werden die Ergebnisse der Untersuchungen im tabellarischen Stil zusammengefaßt. Untersuchungen am Standardsystem & Die Ansprechzeit von in situ polbaren organischen PR Materialien hängt von der Aufbaugeschwindigkeit des Raumladungsfeldes und von der Beweglichkeit der EO Chromophore in der Matrix ab. Durch Messungen des PR Gitteraufbaus unter verschiedenen Anfangsbedingungen wurde erkannt, daß die Ansprechzeit im Standardmaterial für kleine Schreibintensitäten und kurze Schreibzeiten nicht von der Chromophororientierung sondern von der Aufbauzeit des Raumladungsfeldes limitiert ist. Für längere Schreibzeiten ist die Geschwindigkeit des Gitteraufbaus hingegen durch die Chromophororientierung begrenzt. Nur in diesem Bereich bewirkt eine Vorpolung der Materialien eine Beschleunigung des Gitteraufbaus. Zudem wurde festgestellt, daß eine Beleuchtung der Proben vor dem Einschreiben des Hologramms zu einer Verlangsamung des Aufbaus des Raumladungsfeldes führt. & Die Dichte der Ladungsträgerfallen von PR Materialien ist ein wichtiger Parameter, da sie die maximale Größe des Raumladungsfeldes und damit die Stärke des Hologramms bestimmt. Durch Messung der Phasenverschiebung zwischen dem Interferenzmuster und der induzierten Brechungsindexmodulation sowie der Anwendung des Kukhtarev Modells wurde die effektive Fallendichte im Standardmaterial bestimmt. Sie liegt in der Größenordnung von 1016-1017 cm-3 und hängt zum einen von der Zahl der ionisierten Sensibilisatormoleküle und zum anderen von der Glasübergangstemperatur der Komposite ab. Damit konnte bestätigt werden, daß in PR Kompositen die Fallendichte sowohl durch die Zahl der Rekombinationszentren als auch durch konformative Fallen in der Lochleiter DOS gegeben ist. Die konformativen Fallen haben eine dynamische Natur, d.h. ihre Energie ist zeitlich nicht konstant. & Die Phasenseparation der EO Komponente wird bislang als größtes Stabilitätsproblem von PR Kompositen betrachtet. Modifikation des Standardmaterials unter Verwendung einer ternären Azofarbstoffmischung lieferte ein Material, welches stabil gegen Phasenseparation ist. Eine Langzeitmessung von einer Woche brachte jedoch einen weiteren Degradationsprozeß zu Tage: bei Dauergebrauch wurde neben einer geringfügigen Verbesserung der Beugungseffizienz eine Zunahme der Ansprechzeit (Faktor 4) gefunden. Die Ursache für diese Effekte ist noch nicht geklärt, die Erzeugung von tiefen Fallenzuständen scheint dabei eine wichtige Rolle zu spielen. Untersuchungen an vollfunktionalisierten, vorgepolten Polymeren Vollfunktionalisierte Materialien haben den Vorteil, stabil gegen Phasenseparation zu sein. Vorgepolte, d.h. nicht in situ polbare Materialien haben aufgrund der sofort auftretenden Brechungsindexänderung durch den Pockels-Effekt Ansprechzeiten, die nur vom Aufbau des Raumladungsfeldes limitiert sind. Hier wurden Polymere mit einem inerten Rückrad untersucht, an welches Azofarbstoffe und Carbazoleinheiten als funktionelle Gruppen angebunden waren. Als Sensibilisator diente TNF. Die Materialien zeigten eine ausgezeichnete Stabilität gegen dielektrisches Durchschlagen und Phasenseparation, die erreichten Brechungsindexmodulationen waren jedoch eine Größenordnung kleiner als in vergleichbaren nieder- Tg Materialien. Dies ist durch die Abwesenheit der Orientierungsverstärkung in "harten" Materialien bedingt. Die Ansprechzeiten waren ähnlich denen in nieder-Tg Materialien. Dies bestätigt, daß die Ansprechzeit in den ausreichend weichen Standardmaterialien nicht von der Chromophororientierung limitiert ist. Die Sensitivität der vorgepolten Materialien ist aufgrund der geringen Brechungsindexmodulationen vergleichsweise niedrig. Insgesamt bieten vorgepolte PR Materialien daher außer ihrer hohen Stabilität keine Vorteile gegenüber nieder-Tg Materialien. Komposite mit DBOP-PPV als Lochleiter Durch Ersetzen des PVK Polymers im Standardsystem durch das PPV-Ether Derivat DBOP-PPV gelang es, den Aufbau des Raumladungsfeldes zu beschleunigen. Dies ist auf die im Vergleich zu PVK höhere Lochmobilität des konjugierten DBOP-PPV zurückzuführen. Diese Materialien reagierten im Gegensatz zum Standardsystem mit PVK nicht mit einer Verlangsamung des Gitteraufbaus bei Vorbeleuchtung. Diese Studie zeigte auch, wie wichtig neben der Photoleitfähigkeit die Matrixqualität eines Polymers für die Anwendung in PR Kompositen ist. Die DBOP-PPV Materialien waren wegen ihrer schlechten Kompatibilität zu den verwendeten Farbstoffen nicht stabil gegen Phasenseparation. Komposite mit TPD-PPV als Lochleiter & Der Einsatz des Polymers TPD-PPV, dessen Lochmobilität höher als die der Polymere DBOP-PPV und PVK ist, ermöglichte es, PR Komposite zu entwickeln, die bei 633 nm Schreibwellenlänge Ansprechzeiten im Bereich von Millisekunden zeigten. Gegenüber dem Standardsystem wurde eine zwanzigfache Beschleunigung des Raumladungsfeldaufbaus sowie eine Verbesserung der Brechungsindexmodulation im Gleichgewichtzustand um 30 % erreicht. Die Sensitivität war durch die hohe Absorption des Materials einschränkt und lag im Bereich der besten literaturbekannten Materialien. & Das TPD-PPV Material zeigte trotz geringer Absorption auch im NIR Bereich (hier 830 nm) eine ausreichende Photosensitivität. Es wurde ein großer Einfluß der Beleuchtung des Materials vor dem Einschreiben des Hologramms gefunden. Die Ansprechzeit nimmt stark ab (Faktor 40), während gleichzeitig eine etwas höhere Brechungsindexmodulation im Gleichgewichtszustand erreicht wird. Diese Effekte hatten sich schon bei den DBOP-PPV Kompositen angedeutet. Ursache für diesen "Gating"-Prozeß ist die hohe Dichte von Ladungsträgern, die beim Vorbeleuchten erzeugt wird. Der Prozeß der Umverteilung dieser Ladungsträger durch das NIR Interferenzmuster ist wesentlich schneller als die Erzeugung und Umverteilung nur durch das NIR Licht. Wie hier zum ersten Mal gezeigt werden konnte, kann die Vorerzeugung von Ladungsträgern auch chemisch durch partielle Oxidation des Lochleiters erfolgen. Der Gating Effekt tritt allgemein in Materialien auf, die in ihrer Ansprechzeit durch die Ladungsträgererzeugung bei der Schreibwellenlänge limitiert sind, und in welchen durch Vorbeleuchtung relativ langlebige Ladungsträger erzeugt werden können. Mit dem TPD-PPV/PCBM Komposit wurden unter Ausnutzung des Gating- Mechanismus eine von organischen PR Materialien bislang unerreichte Sensitivität im NIR Bereich erzielt. Im Vergleich zum Standardmaterial wurde die Sensitivität um einen Faktor von ~240 erhöht. So konnte das Schreiben von Hologrammen mit hohen Wiederholungsraten (> 100 Hz) im NIR demonstriert werden. ATOP Chromophore als EO Komponente ATOP Chromophore sind Farbstoffe, die speziell für den Einsatz als EO Komponente in nieder-Tg PR Materialien entwickelt wurden. Sie zeigen im Vergleich zu den im Standardsystem verwendeten Azofarbstoffen eine wesentlich höhere Anisotropie der Polarisierbarkeit, wodurch die Orientierungsverstärkung der Brechungsindexmodulation effizienter wird. Mit diesen Chromophoren wurden zum einen PR Komposite auf PVK/ECZ/TNFM Basis hergestellt, zum anderen konnte eines der ATOP Derivate ohne jeden Zusatz als PR Glas eingesetzt werden. Diese Materialien zeigen die zur Zeit höchsten literaturbekannten Brechungsindexmodulationen bei niedrigen Polungsfeldern (∆n= 0.012 bei Eext= 28 V/µm). Die ATOP Chromophore erwiesen sich als vollfunktionale Komponenten, die auch die Erzeugung und Umverteilung von Ladungsträgern und damit das Raumladungsfeld beeinflussen. Das Ansprechverhalten dieser Materialien war dadurch sehr komplex, hier sind noch weitere Untersuchungen nötig. Trotz der hohen Brechungsindexmodulationen ist die Sensitivität der ATOP-Materialien aufgrund der langsamen Ansprechzeit und der hohen Absorption nicht besser als die des Standardsystems. Phasenkonjugation mit PR Polymeren bei 532 nm Das Einschreiben von Hologrammen in einen Langzeitspeicher mit Hilfe von phasenkonjugierten Objektstrahlen ist eine vielversprechende Architektur zur Verwirklichung von holographischen Massenspeichern. Für diese Technik sind reversible holographische Kurzzeitspeicher nötig, die als "virtuelle Strahlmodulatoren" dienen können. Für diese Anwendung wurden PR Komposite entwickelt, die sich zur Erzeugung von phasenkonjugierten Objektstrahlen bei 532 nm Schreibwellenlänge eignen. Mit einem auf dem Chromophor 7DCST basierenden Komposit konnte die Phasenkonjugation erfolgreich demonstriert werden. Die Übertragung und Speicherung des phasenkonjugierten Objektstrahls konnte allerdings noch nicht erfolgreich durchgeführt werden. Ein Grund hierfür ist das zu schnelle Löschen des Hologramms im PR Komposit während des Auslesens. Demonstrationsaufbauten Die Praxistauglichkeit von PR Polymeren konnte mit zwei Demonstrationsaufbauten gezeigt werden. Mit dem Standardmaterial konnte ein „Matched Filter“ Korrelator mit einem LCD-Display als Eingabemaske verwirklicht werden. Das TPD-PPV Material erlaubte durch Anwendung des Gatings das holographische Abbilden eines Objektes in Videorate (30 Hz) bei 830 nm und kleiner Schreibleistung (6 mW). Zusammenfassend läßt sich sagen, daß in dieser Arbeit durch den Einsatz neuer funktioneller Substanzen und die Weiterentwicklung der Meßmethodik die Sensitivität von amorphen, organischen photorefraktiven Materialien als holographische Speichermedien entscheidend verbessert wurde. Auch Fragen der Stabilität und Alltagstauglichkeit wurden adressiert. Diese Arbeit liefert eine Reihe von Antworten, wirft aber ebenso viele Fragen auf. Vom umfassenden Verständnis des PR Effekts in Polymeren ist man noch weit entfernt, vor allem was die theoretische Beschreibung des Aufbaus des Raumladungsfeldes anbelangt. Hier wurde ein eher pragmatischer Ansatz gewählt: Ein auf chemischen Konzepten basierendes empirisches Vorgehen erwies sich als guter Weg die Materialien zu verbessern.

Die vorliegende Arbeit befasste sich mit der Möglichkeit und den Strategien zur Herstellung von Delayed Release-Systemen in Abhängigkeit von Wirkstoffeigenschaften. Dabei diente das Prinzip eines durch Sprengmittelquellung verursachten Aufplatzens des Filmüberzuges als Basis für eine zeitlich verzögerte Wirkstofffreisetzung von Hydrocortison sowie von Aminophyllin. Als Grundlage wurden Formulierungen für Tabletten, die einerseits eine hohe Stabilität für den anschließenden Wirbelschichtprozess und andererseits eine rasche Freisetzung des Wirkstoffes sicherstellen, untersucht. Außerdem wurden Pellets mit vergleichbaren Freisetzungen hergestellt. Ein besonderes Interesse galt der vergleichenden Untersuchung der Einflüsse verschiedener Filmbildner auf die Verzögerung der Freisetzung von Hydrocortison als hydrophobem Wirkstoff gegenüber dem hydrophilen Arzneistoff Aminophyllin aus Tabletten. Die Tabletten und Pellets wurden mit magensaftresistentem Filmbildner überzogen, um die Freisetzung durch den pH-Wert zu steuern. Ferner wurde der Einfluss von Viskosität und von lipophilen Zusätzen bei wässrig aufgebrachten Hydrogelbildnern auf die Verzögerung der Freisetzung vergleichend untersucht. Weiterhin wurden vier wasserunlösliche Polymere untersucht, von denen zwei Cellulosederivate darstellen und zwei aus der Gruppe der vollsynthetischen Polymethylmethacrylat- Derivate stammen. Ferner wurden organische Filmlösungen und wässrige Dispersionen, unterschiedliche Weichmacher und Porenbildner sowie Antiklebemittel und der Einfluss thermischer Nachbehandlung miteinander verglichen. Außerdem waren Freisetzungsuntersuchungen in unterschiedlichen Medien zum Vergleich der unterschiedlichen Darreichungsformen in Hinblick auf eine abzuschätzende in-vitro/in-vivo-Beziehung von Bedeutung. Wichtig war ferner die Lagerstabilität der Freisetzungen und die chemische Stabilität der Wirkstoffe nach Lagerung bei definierten Temperaturen über bis zu 2 Jahren. Untersuchungen zur chronopharmakologischen Arzneistoffapplikation von Hydrocortisonhemisuccinat mittels elektronischer Infusionspumpen wurden als weitere Möglichkeit für eine verzögerte Freisetzung einbezogen. Im wesentlichen ergaben sich folgende Befunde: 1. Für hohe Wirkstoffdosen mit schwer verpressbaren Substanzen stellt die Formulierung einer Tablette, die eine große Härte aufweist und dennoch eine rasche Freisetzung des Wirkstoffes gewährleistet, eine besondere Aufgabe dar. Mit Mannit und Explotab® als Sprengmittel konnten Tabletten mit Aminophyllin und ebenso auch mit Hydrocortison in niedriger Dosierung hergestellt werden. Ferner wurde ein Einfluss des Sprengmittelanteils auf die Verzögerung der Freisetzung von überzogenen Tabletten festgestellt. 2. Eudragit S100, ein Filmbildner, der sich bei einem Schwellen-pH-Wert von etwa 7,5 löst, ergab für Hydrocortisontabletten Überzüge, die nach Herstellung bei sauren pH-Werten bis einschließlich pH 7,0 stabil waren, jedoch nach einer Lagerung von 12 Monaten ihre Stabilität verloren. Gleiches galt für Hydrocortisonpellets, die jedoch bereits nach kürzerer Lagerung instabil wurden. Als Ursache konnte eine Verflüchtigung des Weichmachers nachgewiesen werden. Mit dem hydrophilen basischen Aminophyllin war es nicht möglich, säureresistente Tabletten, die über pH 6,0 stabil waren, herzustellen. 3. Bei der Herstellung von Überzügen spielt der Zeitaufwand eine entsprechende Rolle. Für Überzüge mit hochviskosen quellenden Substanzen wird eine lange Phase der Quellung und Lösung der Filmbildner für die Überzugszubereitung sowie für den Wirbelschichtprozess benötigt. Durch Zusatz von lipophilen Stoffen konnte sowohl die Prozesszeit verringert als auch die Verzögerung der Freisetzung erhöht werden. Besonders wirtschaftlich ist die Verwendung von mittelviskoser Methocel® K4M und 40 % Cetylalkohol. Die Überzüge sind für Hydrocortison gut, für Aminophyllin wegen der Diffusion durch den Film ungeeignet. In verschiedenen Freisetzungsmedien wurden stark unterschiedliche Verzögerungen festgestellt. Eine sehr gute Lagerstabilität war gegeben. 4. Ethylcellulose ist sowohl als organische Lösung als auch als wässrige Dispersion aufgetragen für Hydrocortison- und Aminophyllintabletten gleichermaßen geeignet. Ein Porenbildneranteil von 10 % Hydroxypropylmethylcellulose K4M im Filmüberzug ist für eine reproduzierbare Verzögerung von fünf Stunden ideal. Polyethylenglykol als Porenbildner erwies sich als ungeeignet. Einsatz des hydrophilen Weichmachers Triethylcitrat ergab nach Ermittlung einer geeigneten Konzentration bei gleichen Schichtdicken längere Verzögerungszeiten als lipophiles Acetyltributylcitrat. Dagegen war bei Verwendung von lipophilem Weichmacher die Freisetzungsstabilität über zwei Jahre besser. Durch die Schichtdicke konnte die Verzögerungszeit eingestellt werden. Ferner ist die Abhängigkeit der Freisetzung vom Freisetzungsmedium sehr gering. 5. Mittels Hochdruckhomogenisation konnten wässrige Dispersionen mit Celluloseacetat hergestellt werden, deren Teilchengröße mit im Handel befindlichen Dispersionen anderer Polymere vergleichbar waren. Mit Triethylcitrat als Weichmacher und Methocel® als Porenbildner eigneten diese sich für Hydrocortisontabletten gut. Aminophyllin wurde hingegen durch Diffusion schon vor dem Aufplatzen freigesetzt. Hohe Zeitunterschiede mit dem Faktor 3 wurden bei den Freisetzungsuntersuchungen in verschiedenen Medien festgestellt. Bei Lagerung kam es nach 12 Monaten zu einer Verlängerung der verzögerten Freisetzung. 6. Eudragit RS-Film ist mit 10 % Porenbildner Methocel® K4M für Hydrocortisontabletten sehr gut geeignet. Mit kurzen Prozesszeiten und geringen Schichtdicken wurden lange Verzögerungen der Freisetzung erreicht. Die Freisetzungszeiten t60% variierten allerdings in verschiedenen Medien um den Faktor 2, wobei diese nach Lagerung über 12 Monate stabil waren. Aminophyllin dagegen interagiert als ionische Substanz mit dem ebenfalls ionischen Filmbildner und wurde durch Diffusion durch die Filmmembran freigesetzt und ist daher unter diesen Bedingungen für solche Überzüge ungeeignet. 7. Das Polymer Eudragit NE eignet sich in Kombination mit dem Porenbildner Methocel ® K4M gegenüber dem Porenbildner Polyethylenglykol 20.000 sehr gut für die Befilmung von Hydrocortisontabletten, da bei kurzen Herstellungszeiten lange Verzögerungszeiten eingestellt werden konnten. Jedoch verdoppelte sich die Verzögerungszeit in verschiedenen Freisetzungsmedien, während die Lagerstabilität sehr gut war. Für Aminophyllin ist Eudragit NE ungeeignet. Die Tabletten blähten sich im Freisetzungsmedium auf und setzten den Wirkstoff durch Diffusion frei. 8. Ein wichtiges Kriterium für die Bewertung eines Filmbildners für ein Delayed Release- System stellt die Robustheit der Freisetzungseigenschaften in verschiedenen Freisetzungsmedien dar. Je unabhängiger von unterschiedlichen Ionenstärken und pH-Werten die Freisetzung erfolgt, desto besser ist auch eine Übertragung der in-vitro-Befunde auf in-vivo Bedingungen denkbar. Bei in-vivo Anwendung müssen zu den in-vitro Bedingungen noch weitere Parameter berücksichtigt werden wie die Motilität des Magen-Darm-Traktes sowie die Flüssigkeitsverhältnisse, ferner Enzyme, Gallensalze und Nahrungseinfluss. 9. Die thermische Nachbehandlung zur beschleunigten Nachverfilmung ist zwar für Aminophyllintabletten mit einer Gelbfärbung der Oberfläche verbunden, trägt jedoch bei allen Filmbildnern zu einer Verlängerung und Stabilisierung der Verzögerungszeit bei. 10. Die Wirkstoffe waren in allen Zubereitungen nach Lagerung von bis zu 24 Monaten bei 20 °C und 30 °C stabil. 11. Wie die vorliegenden Untersuchungen zeigen, sind Freisetzungseigenschaften von Wirkstoffen für Delayed Release-Systeme zur peroralen Anwendung in hohem Masse insbesondere von den physikalischen Eigenschaften der Wirkstoffe abhängig. Konstruktionen von Arzneiformen mit allgemeiner Anwendbarkeit sind deshalb in der Regel Wunschvorstellungen. 12. Die chemische Stabilität von Hydrocortisonhemisuccinat erwies sich bei der Verwendung in elektronischen Infusionspumpen als ausreichend. Auch die Dosierungsgenauigkeit der untersuchten Pumpen wies nur geringe Standardabweichungen auf. Eine Anwendung der Pumpen als Delayed Release-System für die zeitverzögerte parenterale Applikation anderer wasserlöslicher und ausreichend stabiler Arzneistoffe erscheint als möglich.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden erstmals Poly(4,4’-dimethoxybithiophen)-Filme als polymere Anoden mit variabler Austrittsarbeit für die Injektion von Löchern in organische Halbleiter- Systeme und OLEDs verwendet. Dabei konnte gezeigt werden, dass sich diese Injektionsschichten prinzipiell dazu eignen, die Eigenschaften von OLEDs zu verbessern. Es ist schon relativ lange bekannt, dass die optischen und elektrischen Eigenschaften von π- konjugierten Polymeren, wie Absorption bzw. Leitfähigkeit, vom elektrochemischen Oxidationspotential abhängig sind. Der Aspekt aber, dass ebenso die Austrittsarbeit mit dem Oxidationszustand korreliert ist, wurde bisher nicht berücksichtigt. Dies konnte im Rahmen dieser Arbeit mithilfe von Poly(4,4’-dimethoxybithiophen) als typischen Vertreter von leitfähigen Polymeren zum ersten Mal demonstriert werden. Dabei wurden PDBT-Filme auf ITOSubstraten polymerisiert und nachträglich elektrochemisch unterschiedlich stark oxidiert, wobei zum Ladungsausgleich das polymere Anion PSS diente. Es konnte gezeigt werden, dass, wie für solche π-konjugierten Polymere üblich, sowohl die Absorptionseigenschaften als auch die Leitfähigkeit von PDBT unter Verwendung des polymeren Anions PSS stark vom jeweiligen Oxidationspotential bzw. Beladungsgrad abhängig sind. Es konnten elektrochemische Gleichgewichtspotentiale zwischen ca. –0.3 V und maximal +0.5 V vs. Ag/AgCl hergestellt werden, was einer Austrittsarbeit von 4.5 eV bis maximal +5.3 eV entspricht. Dazwischen kann jedes beliebige Oxidationspotential eingestellt werden. Um die Auswirkungen dieser polymeren PDBT-Filme mit unterschiedlichen Oxidationspotentialen auf das Injektionsverhalten von Löchern zu überprüfen, wurden diese Schichten als Anoden für das einfache löcherleitende molekular dotierte System TPD in einer Polycarbonatmatrix verwendet. Dieses organische Modellsystem wurde zunächst eingehend untersucht, wobei festgestellt wurde, dass bei Verwendung von ITO als Anode und Al als Kathode die Diodenkennlinie ausschließlich aus der Injektion von Löchern in die organische Schicht resultiert. Der Stromtransport ist injektionslimitiert und kann mithilfe des Modells der feldunterstützten thermionischen Emission von Ladungsträgern sehr gut beschrieben werden. Ausgehend von diesen Untersuchungen konnte an diesem Modellsystem gezeigt werden, dass durch die Verwendung der polymeren PDBT-Anoden im Vergleich zu ITO die Lochinjektion verbessert werden kann. Mit Zunahme des Oxidationspotentials des PDBTs verschieben sich die Diodenkennlinien sukzessiv zu kleineren Feldstärken bzw. bei konstanter Feldstärke nimmt die Stromdichte kontinuierlich zu. Dies kann nur damit erklärt werden, dass die Injektionsbarriere mit zunehmendem Oxidationspotential kleiner wird und somit die Austrittsarbeit der polymeren Anoden zunehmen muss. Durch temperaturabhängige Messungen und die Anwendung des Modells der feldunterstützten thermionischen Emission konnte gezeigt werden, dass tatsächlich die Injektionsbarriere mit zunehmendem Oxidationspotential der PDBT-Anode kleiner wird. Für die PDBT-Anode mit einem Oxidationspotential von +0.4 V vs. Ag/AgCl bzw. einer Austrittsarbeit von 5.2 eV ist die Barriere für die Injektion der Löcher gänzlich verschwunden, so dass also ein optimaler, ohmscher Kontakt hergestellt werden konnte. Für das löcherleitende System TPD/PC wurde insgesamt ein Übergang von injektions- zu raumladungslimitiertem Stromtransport festgestellt. Diese im Rahmen dieser Arbeit gemachten Beobachtungen an dem einfachen löcherleitenden Modellsystem belegen deutlich, dass die Austrittsarbeit von PDBT direkt mit dem Oxidationszustand korreliert ist, und zwar in der Art, dass die Austrittsarbeit mit zunehmendem Oxidationspotential bzw. Beladungsgrad zunimmt. Es konnte darüber hinaus für das TPD/PC-System gezeigt werden, dass im Fall eines ohmschen Injektionskontakts, der mit den hochoxidierten PDBT-Schichten mit einer Austrittsarbeit von ca. 5.2 eV hergestellt wurde, der raumladungslimitierte Stromtransport durch die organische Halbleiterschicht mithilfe des childschen Gesetzes, das eine feldabhängige Mobilität berücksichtigt, beschrieben werden kann. Damit können Daten über die Feldabhängigkeit der Löcherbeweglichkeit erhalten werden. Nicht nur für das TPD/PC-System, sondern auch für das verwandte System 1-NaphDATA in PC und für das „Poly-TPD“-System konnte ein ohmscher Kontakt mit den hochoxidierten PDBT-Anoden hergestellt und damit dessen Feldabhängigkeit der Löcherbeweglichkeit ermittelt werden, was normalerweise nur mit aufwendigen TOF-Messungen möglich ist. Ausgehend von diesen Erkenntnissen wurde das Injektionsverhalten von unterschiedlich dotierten PDBT-Anoden auch an OLED-Systemen untersucht. Dabei zeigte sich wie bei dem einfachen löcherleitenden TPD/PC-System, dass mit zunehmender Austrittsarbeit der polymeren PDBT-Anoden sich die Löcherinjektion verbessert und somit in einer vergrößerten Stromdichte resultiert. Allerdings wurde auch deutlich, dass sich eine verbesserte Löcherinjektion nicht immer positiv auf die Elektrolumineszenz und den Wirkungsgrad der OLEDs auswirkt. Lediglich für den Fall, dass die Rekombination der Ladungsträger durch einen Mangel an Löchern gekennzeichnet ist, kann die Performance von OLEDs durch eine verbesserte Lochinjektion gesteigert werden. Dies konnte für die OLEDs basierend auf einer PFO- bzw. PPV-Derivat-Schicht demonstriert werden. Dabei konnte nicht nur die Betriebsspannung in Abhängigkeit von der Austrittsarbeit der polymeren Anode verringert werden, sondern gleichzeitig auch die Helligkeit und die Effizienz der Bauteile erheblich gesteigert werden. Wird dagegen die Rekombinationsrate wie im Fall des Zweischichtsystems bestehend aus einer löcherleitenden „Poly-TPD“- und einer elektronenleitenden molekular dotierten PBD/Perylen/PAMS-Schicht von den Elektronen kontrolliert, so muss für die Steigerung der Performance der OLEDs die Austrittsarbeit der PDBT-Anode verringert werden. Durch den Einsatz von PSS-Anionen bei der Polymerisation und Oxidation der PDBTAnoden ist man auf einen Bereich von 4.5 bis maximal 5.2 – 5.3 eV beschränkt. Durch die Verwendung von kleineren Gegenionen könnte aber diese Beschränkung in der oxidativen Richtung aufgehoben werden. Allerdings muss dabei gewährleistet sein, dass eine Migration dieser kleineren Moleküle aus der Injektionsschicht in die halbleitende organische Schicht ausgeschlossen ist, da solche ionischen Verunreinigungen quenching Zentren für die Elektrolumineszenz sein können. Basierend auf einer PFO-Schicht konnte die Herstellung von kombinatorischen OLED-Arrays demonstriert werden, wobei sowohl die Austrittsarbeit als auch die Dicke der PDBT-Schicht variiert wurden. Prinzipiell eignet sich diese Methodik durch die gleichzeitige Variation von zwei Parametern, wie z. B. verschiedenen Polymeren, Gegenionen, Herstellungsverfahren oder Austrittsarbeiten, dazu, OLED-Systeme einfach zu optimieren. Insgesamt kann also festgehalten werden, dass im Rahmen dieser Arbeit die direkte Korrelation zwischen dem Oxidationspotential und der Austrittsarbeit von PDBT erstmals demonstriert werden konnte. Mithilfe des hier vorgestellten Konzepts konnte generell gezeigt werden, dass mit zunehmender Austrittsarbeit der polymeren Anode die Lochinjektion in einfache löcherleitende Systeme und OLEDs verbessert werden kann. Ähnliche Ergebnisse wie mit PDBT werden auch für andere leitfähige π-konjugierte Polymere (z. B. PEDOT) erwartet. Eine großtechnische Umsetzung dieses Konzepts würde sich prinzipiell durch eine nasschemische Oxidation realisieren lassen. Für viele OLEDs muss allerdings nicht die Injektion der Löcher, sondern der Elektronen verbessert werden, um effiziente Systeme zu erhalten. Es wäre also wünschenswert, das hier vorgestellte Konzept auch auf die Elektroneninjektion zu übertragen, was prinzipiell möglich ist. Im Moment stehen aber dazu keine geeigneten Polymere zur Verfügung, die eine ausreichende chemische Stabilität besitzen.

In dieser Arbeit wurde die in den letzten Jahren entwickelte Technik der auf dem Kraftmikroskop basierenden Einzelmolekül-Kraftspektroskopie auf zwei spezielle Systeme angewendet: Poly(ethylen Glycol) (PEG) und das Membranprotein Bakteriorhodopsin. Im Vordergrund stand dabei die Analyse der mechanischen Stabilität von Sekundärstrukturen. PEG ist aufgrund seiner ungewöhnlich hohen Wasserlöslichkeit eines der wichtigsten Polymere mit einer Vielzahl von technischen Anwendungen. Es wurden Messungen zur Elastizität einzelner PEG in Abhängigkeit des Lösungsmittels durchgeführt. Mit diesen Messungen konnte der genaue molekulare Mechanismus nachvollzogen werden, der zu der hohen Wasserlöslichkeit führt. Zudem konnte gezeigt werden, wie mit einem einfachen Modell neben Konformationsänderungen auch Konformationsenergien des Polymers quantitativ bestimmt werden können. Die Kraftspektroskopie als Instrument zur Untersuchung von mechanisch induzierten Strukturänderungen, z.B. der Proteinentfaltung, wurde bisher immer nur auf polymere Strukturen angewendet. Ziel der Messungen an Bakteriorhodopsin war es zu zeigen, dass sich diese Technik auch auf Moleküle anwenden lässt, die nicht aus sich wiederholenden Einheiten aufgebaut sind. Es konnte der genaue Entfaltungsweg von Bakteriorhodopsin mit all seinen stabilen Zwischenstrukturen bestimmt werden. Mechanismen der Stabilisierung wie die Nachbarschaft von Helices, hydrophobe Wechselwirkung und der Einfluss räumlicher Einschränkung konnten dabei in ihren Auswirkungen auf die Stabilität der Proteinstruktur beobachtet werden.