@phdthesis{Doriti2017,
  author    = {Doriti, Afroditi},
  title     = {Sustainable bio-based poly-N-glycines and polyesters},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-411286},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {vi, 117},
  year      = {2017},
  abstract  = {Nowadays, the need to protect the environment becomes more urgent than ever. In the field of chemistry, this translates to practices such as waste prevention, use of renewable feedstocks, and catalysis; concepts based on the principles of green chemistry. Polymers are an important product in the chemical industry and are also in the focus of these changes. In this thesis, more sustainable approaches to make two classes of polymers, polypeptoids and polyesters, are described. Polypeptoids or poly(alkyl-N-glycines) are isomers of polypeptides and are biocompatible, as well as degradable under biologically relevant conditions. In addition to that, they can have interesting properties such as lower critical solution temperature (LCST) behavior. They are usually synthesized by the ring opening polymerization (ROP) of N-carboxy anhydrides (NCAs), which are produced with the use of toxic compounds (e.g. phosgene) and which are highly sensitive to humidity. In order to avoid the direct synthesis and isolation of the NCAs, N-phenoxycarbonyl-protected N-substituted glycines are prepared, which can yield the NCAs in situ. The conditions for the NCA synthesis and its direct polymerization are investigated and optimized for the simplest N-substituted glycine, sarcosine. The use of a tertiary amine in less than stoichiometric amounts compared to the N-phenoxycarbonyl--sarcosine seems to accelerate drastically the NCA formation and does not affect the efficiency of the polymerization. In fact, well defined polysarcosines that comply to the monomer to initiator ratio can be produced by this method. This approach was also applied to other N-substituted glycines. Dihydroxyacetone is a sustainable diol produced from glycerol, and has already been used for the synthesis of polycarbonates. Here, it was used as a comonomer for the synthesis of polyesters. However, the polymerization of dihydroxyacetone presented difficulties, probably due to the insolubility of the macromolecular chains. To circumvent the problem, the dimethyl acetal protected dihydroxyacetone was polymerized with terephthaloyl chloride to yield a soluble polymer. When the carbonyl was recovered after deprotection, the product was insoluble in all solvents, showing that the carbonyl in the main chain hinders the dissolution of the polymers. The solubility issue can be avoided, when a 1:1 mixture of dihydroxyacetone/ ethylene glycol is used to yield a soluble copolyester.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Braun2017,
  author    = {Braun, Max},
  title     = {Heterogeneous Catalysis for the Conversion of Fructose to Chemicals and Fuel in a Continuous Flow Process},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-410370},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {151},
  year      = {2017},
  abstract  = {Die Umsetzung von Zucker (Kohlenhydrate) in einem kontinuierlichen Prozess er{\"o}ffnet M{\"o}glichkeiten der Synthese diverser Chemikalien und Treibstoff aus erneuerbaren Ressourcen, welche heute {\"u}berwiegend aus fossilen Quellen stammen. Passend zum Konzept der Bioraffinerie und der „gr{\"u}nen Chemie", liegt der Fokus dieser Arbeit auf der Umsetzung von in Ethanol gel{\"o}ster Fruktose in einem kontinuierlichen Verfahren, mit Hilfe eigens entwickelter heterogener Katalysatoren. Die Dehydratisierung von Fruktose wird mit einem heterogenen S{\"a}urekatalysator realisiert, w{\"a}hrend die Folgeprodukte mittels einer Hydrodesoxygenierung umgesetzt werden. F{\"u}r den zweiten Schritt kommen Metallkatalysatoren auf Basis von Nickel und Wolframcarbid (WC) zum Einsatz, wodurch der Einsatz teurer Edelmetalle vermieden werden kann. Hauptprodukte des zweistufigen Verfahrens sind 2,5-Dimethylfuran (DMF) und Ethyllevulinat (EL). Beide Molek{\"u}le sind vielversprechende alternative Treibstoffe, bzw. k{\"o}nnen gebr{\"a}uchlichen Treibstoffen beigemischt werden, um deren Einsatz zu reduzieren und schrittweise zu substituieren. Alternativ k{\"o}nnen die Zwischenprodukte der Dehydratisierung, sowie DMF und EL weiter zu Chemikalien umgesetzt werden, welche in der Polymersynthese, als L{\"o}sungsmittel oder als Grundchemikalien eingesetzt werden k{\"o}nnen. Die Entwicklung der jeweiligen Katalysatoren f{\"u}r Dehydratisierungs- und Hydrodesoxygenierungsreaktionen erfolgt auf Basis von karbonisierter Biomasse, sowie Wolframcarbid. Die jeweiligen Reaktivit{\"a}ten werden durch Standardreaktionen getestet, wobei sich Wolframcarbid in Nanopartikelform, in Kombination mit Wasserstoff als sehr aktiv erwiesen hat. Der selbst entwickelte aktivierte Kohlenstoff, das kommerzielle Amberlyst 15, sowie Wolframcarbid mit zus{\"a}tzlichen Nickel-Nanopartikeln werden f{\"u}r weiterf{\"u}hrende Reaktionen in einem kontinuierlichen Prozess herangezogen und kombiniert. Um den Umsatz von Fruktose zu DMF in einer „zwei Reaktoren Anlage" zu erm{\"o}glichen, wird eine Erweiterung eines kommerziellen Reaktorsystems um einen weiteren Reaktor vorgenommen. Die Verweilzeit in der Reaktoranlage betr{\"a}gt somit ca. 14 Minuten, wobei 11 Minuten auf die erste S{\"a}ule (Dehydratisierung) und 3 Minuten auf die zweite S{\"a}ule (Hydrodesoxygenierung) entfallen. In diesem kontinuierlichen und zweistufigen System lassen sich Ausbeuten von 38.5 \% DMF und 47 \% EL erzielen. Ein kontinuierlicher Lauf von sieben Stunden zeigt die Stabilit{\"a}t der eingesetzten Katalysatoren, auch wenn eine geringe Deaktivierung des Dehydratisierungskatalysators beobachtet werden kann. Der Ni@WC Katalysator zeigte hingegen keine Abnahme der Nickel Konzentration und somit kommt es zu keiner Auswaschung des Metalls. Das gebildete EL wurde hingegen nicht umgesetzt und verbleibt unver{\"a}ndert in L{\"o}sung. Das zweistufige System wurde schließlich in einem Mischkatalysatorsystem kombiniert, wobei auf aktivierten und sulfonierten Kohlenstoff zur{\"u}ckgegriffen wurde. Dieser zeigte bereits eine Transferhydrodesoxygenierungsaktivit{\"a}t. Diese Beobachtung ist deshalb bemerkenswert, da erst seit kurzem bekannt ist, dass Graphenstrukturen an sich katalytisch aktiv sein k{\"o}nnen. Um diese Aktivit{\"a}t weiter zu steigern, wurde der aktivierte Kohlenstoff mit 10 wt\% Ni@WC gemischt, sodass beide Katalysatoren in einer S{\"a}ule vorliegen. Die urspr{\"u}nglichen 2 \% DMF Ausbeute mit reinem aktivierten Kohlenstoff k{\"o}nnen somit auf 12 \% gesteigert werden, da das Folgeprodukt EL hierbei vermieden wird und das Zwischenprodukt „HMF Derivat" direkt zu DMF weiter reagieren kann. Dieses Ergebnis zeigt das Potential der „ein Reaktor Umsetzung", weshalb eine kontinuierliche Durchflussreaktoranlage im Litermaßstab als Scale-Up des vorhergehenden Labormaßstabs realisiert wurde. Der 800 mm x 28.5 mm Reaktor bedient eine maximale Flussrate von 50 mL min-1, Dr{\"u}cke von 100 bar und Temperaturen bis zu 500 °C.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Meiling2017,
  author    = {Meiling, Till Thomas},
  title     = {Development of a reliable and environmentally friendly synthesis for fluorescence carbon nanodots},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-410160},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {198},
  year      = {2017},
  abstract  = {Carbon nanodots (CNDs) have generated considerable attention due to their promising properties, e.g. high water solubility, chemical inertness, resistance to photobleaching, high biocompatibility and ease of functionalization. These properties render them ideal for a wide range of functions, e.g. electrochemical applications, waste water treatment, (photo)catalysis, bio-imaging and bio-technology, as well as chemical sensing, and optoelectronic devices like LEDs. In particular, the ability to prepare CNDs from a wide range of accessible organic materials makes them a potential alternative for conventional organic dyes and semiconductor quantum dots (QDs) in various applications. However, current synthesis methods are typically expensive and depend on complex and time-consuming processes or severe synthesis conditions and toxic chemicals. One way to reduce overall preparation costs is the use of biological waste as starting material. Hence, natural carbon sources such as pomelo peal, egg white and egg yolk, orange juice, and even eggshells, to name a few; have been used for the preparation of CNDs. While the use of waste is desirable, especially to avoid competition with essential food production, most starting-materials lack the essential purity and structural homogeneity to obtain homogeneous carbon dots. Furthermore, most synthesis approaches reported to date require extensive purification steps and have resulted in carbon dots with heterogeneous photoluminescent properties and indefinite composition. For this reason, among others, the relationship between CND structure (e.g. size, edge shape, functional groups and overall composition) and photophysical properties is yet not fully understood. This is particularly true for carbon dots displaying selective luminescence (one of their most intriguing properties), i.e. their PL emission wavelength can be tuned by varying the excitation wavelength. In this work, a new reliable, economic, and environmentally-friendly one-step synthesis is established to obtain CNDs with well-defined and reproducible photoluminescence (PL) properties via the microwave-assisted hydrothermal treatment of starch, carboxylic acids and Tris-EDTA (TE) buffer as carbon- and nitrogen source, respectively. The presented microwave-assisted hydrothermal precursor carbonization (MW-hPC) is characterized by its cost-efficiency, simplicity, short reaction times, low environmental footprint, and high yields of approx. 80\% (w/w). Furthermore, only a single synthesis step is necessary to obtain homogeneous water-soluble CNDs with no need for further purification. Depending on starting materials and reaction conditions different types of CNDs have been prepared. The as-prepared CNDs exhibit reproducible, highly homogeneous and favourable PL properties with narrow emission bands (approx. 70nm FWHM), are non-blinking, and are ready to use without need for further purification, modification or surface passivation agents. Furthermore, the CNDs are comparatively small (approx. 2.0nm to 2.4nm) with narrow size distributions; are stable over a long period of time (at least one year), either in solution or as a dried solid; and maintain their PL properties when re-dispersed in solution. Depending on CND type, the PL quantum yield (PLQY) can be adjusted from as low as 1\% to as high as 90\%; one of the highest reported PLQY values (for CNDs) so far. An essential part of this work was the utilization of a microwave synthesis reactor, allowing various batch sizes and precise control over reaction temperature and -time, pressure, and heating- and cooling rate, while also being safe to operate at elevated reaction conditions (e.g. 230 ±C and 30 bar). The hereby-achieved high sample throughput allowed, for the first time, the thorough investigation of a wide range of synthesis parameters, providing valuable insight into the CND formation. The influence of carbon- and nitrogen source, precursor concentration and -combination, reaction time and -temperature, batch size, and post-synthesis purification steps were carefully investigated regarding their influence on the optical properties of as-synthesized CNDs. In addition, the change in photophysical properties resulting from the conversion of CND solution into solid and back into the solution was investigated. Remarkably, upon freeze-drying the initial brown CND-solution turns into a non-fluorescent white/slightly yellow to brown solid which recovers PL in aqueous solution. Selected CND samples were also subject to EDX, FTIR, NMR, PL lifetime (TCSPC), particle size (TEM), TGA and XRD analysis. Besides structural characterization, the pH- and excitation dependent PL characteristics (i.e. selective luminescence) were examined; giving inside into the origin of photophysical properties and excitation dependent behaviour of CNDs. The obtained results support the notion that for CNDs the nature of the surface states determines the PL properties and that excitation dependent behaviour is caused by the "Giant Red-Edge Excitation Shift" (GREES).},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Heck2017,
  author    = {Heck, Christian},
  title     = {Gold and silver nanolenses self-assembled by DNA origami},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-409002},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {ix, 125},
  year      = {2017},
  abstract  = {Nanolenses are linear chains of differently-sized metal nanoparticles, which can theoretically provide extremely high field enhancements. The complex structure renders their synthesis challenging and has hampered closer analyses so far. Here, the technique of DNA origami was used to self-assemble DNA-coated 10 nm, 20 nm, and 60 nm gold or silver nanoparticles into gold or silver nanolenses. Three different geometrical arrangements of gold nanolenses were assembled, and for each of the three, sets of single gold nanolenses were investigated in detail by atomic force microscopy, scanning electron microscopy, dark-field scattering and Raman spectroscopy. The surface-enhanced Raman scattering (SERS) capabilities of the single nanolenses were assessed by labelling the 10 nm gold nanoparticle selectively with dye molecules. The experimental data was complemented by finite-difference time-domain simulations. For those gold nanolenses which showed the strongest field enhancement, SERS signals from the two different internal gaps were compared by selectively placing probe dyes on the 20 nm or 60 nm gold particles. The highest enhancement was found for the gap between the 20 nm and 10 nm nanoparticle, which is indicative of a cascaded field enhancement. The protein streptavidin was labelled with alkyne groups and served as a biological model analyte, bound between the 20 nm and 10 nm particle of silver nanolenses. Thereby, a SERS signal from a single streptavidin could be detected. Background peaks observed in SERS measurements on single silver nanolenses could be attributed to amorphous carbon. It was shown that the amorphous carbon is generated in situ.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schulze2017,
  author    = {Schulze, Nicole},
  title     = {Neue Templatphasen zur anisotropen Goldnanopartikelherstellung durch den Einsatz strukturbildender Polymere},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-409515},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {VI, 117, xv},
  year      = {2017},
  abstract  = {Ziel der vorliegenden Arbeit war die Synthese und Charakterisierung von anisotropen Goldnanopartikeln in einer geeigneten Polyelektrolyt-modifizierten Templatphase. Der Mittelpunkt bildet dabei die Auswahl einer geeigneten Templatphase, zur Synthese von einheitlichen und reproduzierbaren anisotropen Goldnanopartikeln mit den daraus resultierenden besonderen Eigenschaften. Bei der Synthese der anisotropen Goldnanopartikeln lag der Fokus in der Verwendung von Vesikeln als Templatphase, wobei hier der Einfluss unterschiedlicher strukturbildender Polymere (stark alternierende Maleamid-Copolymere PalH, PalPh, PalPhCarb und PalPhBisCarb mit verschiedener Konformation) und Tenside (SDS, AOT - anionische Tenside) bei verschiedenen Synthese- und Abtrennungsbedingungen untersucht werden sollte. Im ersten Teil der Arbeit konnte gezeigt werden, dass PalPhBisCarb bei einem pH-Wert von 9 die Bedingungen eines R{\"o}hrenbildners f{\"u}r eine morphologische Transformation von einer vesikul{\"a}ren Phase in eine r{\"o}hrenf{\"o}rmige Netzwerkstruktur erf{\"u}llt und somit als Templatphase zur formgesteuerten Bildung von Nanopartikeln genutzt werden kann. Im zweiten Teil der Arbeit wurde dargelegt, dass die Templatphase PalPhBisCarb (pH-Wert von 9, Konzentration von 0,01 wt.\%) mit AOT als Tensid und PL90G als Phospholipid (im Verh{\"a}ltnis 1:1) die effektivste Wahl einer Templatphase f{\"u}r die Bildung von anisotropen Strukturen in einem einstufigen Prozess darstellt. Bei einer konstanten Synthesetemperatur von 45 °C wurden die besten Ergebnisse bei einer Goldchloridkonzentration von 2 mM, einem Gold-Templat-Verh{\"a}ltnis von 3:1 und einer Synthesezeit von 30 Minuten erzielt. Ausbeute an anisotropen Strukturen lag bei 52 \% (Anteil an dreieckigen Nanopl{\"a}ttchen von 19 \%). Durch Erh{\"o}hung der Synthesetemperatur konnte die Ausbeute auf 56 \% (29 \%) erh{\"o}ht werden. Im dritten Teil konnte durch zeitabh{\"a}ngige Untersuchungen gezeigt werden, dass bei Vorhandensein von PalPhBisCarb die Bildung der energetisch nicht bevorzugten Pl{\"a}ttchen-Strukturen bei Raumtemperatur initiiert wird und bei 45 °C ein Optimum annimmt. Kintetische Untersuchungen haben gezeigt, dass die Bildung dreieckiger Nanopl{\"a}ttchen bei schrittweiser Zugabe der Goldchlorid-Pr{\"a}kursorl{\"o}sung zur PalPhBisCarb enthaltenden Templatphase durch die Dosierrate der vesikul{\"a}ren Templatphase gesteuert werden kann. In umgekehrter Weise findet bei Zugabe der Templatphase zur Goldchlorid-Pr{\"a}kursorl{\"o}sung bei 45 °C ein {\"a}hnlicher, kinetisch gesteuerter Prozess der Bildung von Nanodreiecken statt mit einer maximalen Ausbeute dreieckigen Nanopl{\"a}ttchen von 29 \%. Im letzten Kapitel erfolgten erste Versuche zur Abtrennung dreieckiger Nanopl{\"a}ttchen von den {\"u}brigen Geometrien der gemischten Nanopartikell{\"o}sung mittels tensidinduzierter Verarmungsf{\"a}llung. Bei Verwendung von AOT mit einer Konzentration von 0,015 M wurde eine Ausbeute an Nanopl{\"a}ttchen von 99 \%, wovon 72 \% dreieckiger Geometrien hatten, erreicht.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Firkala2017,
  author    = {Firkala, Tam{\´a}s},
  title     = {Investigation of nanoparticle-molecule interactions and pharmaceutical model formulations by means of surface enhanced raman spectroscopy},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {118},
  year      = {2017},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schmidt2017,
  author    = {Schmidt, Martin},
  title     = {Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von Florfliegenseide},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {135},
  year      = {2017},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Zuehlke2017,
  author    = {Z{\"u}hlke, Martin},
  title     = {Elektrosprayionisation Ionenmobilit{\"a}tsspektrometrie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-407452},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {viii, 113, XIV},
  year      = {2017},
  abstract  = {Die Elektrosprayionisation (ESI) ist eine der weitverbreitetsten Ionisationstechniken f{\"u}r fl{\"u}ssige Pro-ben in der Massen- und Ionenmobilit{\"a}ts(IM)-Spektrometrie. Aufgrund ihrer schonenden Ionisierung wird ESI vorwiegend f{\"u}r empfindliche, komplexe Molek{\"u}le in der Biologie und Medizin eingesetzt. {\"U}berdies ist sie allerdings f{\"u}r ein sehr breites Spektrum an Substanzklassen anwendbar. Die IM-Spektrometrie wurde urspr{\"u}nglich zur Detektion gasf{\"o}rmiger Proben entwickelt, die haupts{\"a}chlich durch radioaktive Quellen ionisiert werden. Sie ist die einzige analytische Methode, bei der Isomere in Echtzeit getrennt und {\"u}ber ihre charakteristische IM direkt identifiziert werden k{\"o}nnen. ESI wurde in den 90ger Jahren durch die Hill Gruppe in die IM-Spektrometrie eingef{\"u}hrt. Die Kombination wird bisher jedoch nur von wenigen Gruppen verwendet und hat deshalb noch ein hohes Entwick-lungspotential. Ein vielversprechendes Anwendungsfeld ist der Einsatz in der Hochleistungs-fl{\"u}ssigkeitschromatographie (HPLC) zur mehrdimensionalen Trennung. Heutzutage ist die HPLC die Standardmethode zur Trennung komplexer Proben in der Routineanalytik. HPLC-Trennungsg{\"a}nge sind jedoch h{\"a}ufig langwierig und der Einsatz verschiedener Laufmittel, hoher Flussraten, von Puffern, sowie Laufmittelgradienten stellt hohe Anforderungen an die Detektoren. Die ESI-IM-Spektrometrie wurde in einigen Studien bereits als HPLC-Detektor eingesetzt, war dort bisher jedoch auf Flussratensplitting oder geringe Flussraten des Laufmittels beschr{\"a}nkt. In dieser kumulativen Doktorarbeit konnte daher erstmals ein ESI IM-Spektrometer als HPLC-Detektor f{\"u}r den Flussratenbereich von 200-1500 μl/min entwickelt werden. Anhand von f{\"u}nf Publi-kationen wurden (1) {\"u}ber eine umfassende Charakterisierung die Eignung des Spektrometers als HPLC-Detektor festgestellt, (2) ausgew{\"a}hlte komplexe Trenng{\"a}nge pr{\"a}sentiert und (3) die Anwen-dung zum Reaktionsmonitoring und (4, 5) m{\"o}gliche Weiterentwicklungen gezeigt. Erfolgreich konnten mit dem selbst-entwickelten ESI IM-Spektrometer typische HPLC-Bedingungen wie Wassergehalte im Laufmittel von bis zu 90\%, Pufferkonzentrationen von bis zu 10 mM, sowie Nachweisgrenzen von bis zu 50 nM erreicht werden. Weiterhin wurde anhand der komplexen Trennungsg{\"a}nge (24 Pestizide/18 Aminos{\"a}uren) gezeigt, dass die HPLC und die IM-Spektrometrie eine hohe Orthogonalit{\"a}t besitzen. Eine effektive Peakkapazit{\"a}t von 240 wurde so realisiert. Auf der HPLC-S{\"a}ule koeluierende Substanzen konnten {\"u}ber die Driftzeit getrennt und {\"u}ber ihre IM identifi-ziert werden, sodass die Gesamttrennzeiten erheblich minimiert werden konnten. Die Anwend-barkeit des ESI IM-Spektrometers zur {\"U}berwachung chemischer Synthesen wurde anhand einer dreistufigen Reaktion demonstriert. Es konnten die wichtigsten Edukte, Zwischenprodukte und Produkte aller Stufen identifiziert werden. Eine quantitative Auswertung war sowohl {\"u}ber eine kurze HPLC-Vortrennung als auch durch die Entwicklung eines eigenen Kalibrierverfahrens, welches die Ladungskonkurrenz bei ESI ber{\"u}cksichtigt, ohne HPLC m{\"o}glich. Im zweiten Teil der Arbeit werden zwei Weiterentwicklungen des Spektrometers pr{\"a}sentiert. Eine M{\"o}glichkeit ist die Reduzierung des Drucks in den intermedi{\"a}ren Bereich (300 - 1000 mbar) mit dem Ziel der Verringerung der ben{\"o}tigten Spannungen. Mithilfe von Streulichtbildern und Strom-Spannungs-Kurven wurden f{\"u}r geringe Dr{\"u}cke eine verminderte Freisetzung der Analyt-Ionen aus den Tropfen festgestellt. Die Verluste konnten jedoch {\"u}ber h{\"o}here elektrische Feldst{\"a}rken ausgeglichen werden, sodass gleiche Nachweisgrenzen bei 500 mbar und bei 1 bar erreicht wurden. Die zweite Weiterentwicklung ist ein neuartiges Ionentors mit Pulsschaltung, welches eine Verdopplung der Aufl{\"o}sung auf bis zu R > 100 bei gleicher Sensitivit{\"a}t erm{\"o}glichte. Eine denkbare Anwendung im Bereich der Peptidanalytik wurde mit beachtlichen Aufl{\"o}sungen der Peptide von R = 90 gezeigt.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Willersinn2017,
  author    = {Willersinn, Jochen},
  title     = {Self-Assembly of double hydrophilic block copolymers},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-408578},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {119, clxxiv},
  year      = {2017},
  abstract  = {The motivation of this work was to investigate the self-assembly of a block copolymer species that attended little attraction before, double hydrophilic block copolymers (DHBCs). DHBCs consist of two linear hydrophilic polymer blocks. The self-assembly of DHBCs towards suprastructures such as particles and vesicles is determined via a strong difference in hydrophilicity between the corresponding blocks leading to a microphase separation due to immiscibility. The benefits of DHBCs and the corresponding particles and vesicles, such as biocompatibility, high permeability towards water and hydrophilic compounds as well as the large amount of possible functionalizations that can be addressed to the block copolymers make the application of DHBC based structures a viable choice in biomedicine. In order to assess a route towards self-assembled structures from DHBCs that display the potential to act as cargos for future applications, several block copolymers containing two hydrophilic polymer blocks were synthesized. Poly(ethylene oxide)-b-poly(N-vinylpyrrolidone) (PEO-b-PVP) and Poly(ethylene oxide)-b-poly(N-vinylpyrrolidone-co-N-vinylimidazole) (PEO-b-P(VP-co-VIm) block copolymers were synthesized via reversible deactivation radical polymerization (RDRP) techniques starting from a PEO-macro chain transfer agent. The block copolymers displayed a concentration dependent self-assembly behavior in water which was determined via dynamic light scattering (DLS). It was possible to observe spherical particles via laser scanning confocal microscopy (LSCM) and cryogenic scanning electron microscopy (cryo SEM) at highly concentrated solutions of PEO-b-PVP. Furthermore, a crosslinking strategy with (PEO-b-P(VP-co-VIm) was developed applying a diiodo derived crosslinker diethylene glycol bis(2-iodoethyl) ether to form quaternary amines at the VIm units. The formed crosslinked structures proved stability upon dilution and transfer into organic solvents. Moreover, self-assembly and crosslinking in DMF proved to be more advantageous and the crosslinked structures could be successfully transferred to aqueous solution. The afforded spherical submicron particles could be visualized via LSCM, cryo SEM and Cryo TEM. Double hydrophilic pullulan-b-poly(acrylamide) block copolymers were synthesized via copper catalyzed alkyne azide cycloaddition (CuAAC) starting from suitable pullulan alkyne and azide functionalized poly(N,N-dimethylacrylamide) (PDMA) and poly(N-ethylacrylamide) (PEA) homopolymers. The conjugation reaction was confirmed via SEC and 1H-NMR measurements. The self-assembly of the block copolymers was monitored with DLS and static light scattering (SLS) measurements indicating the presence of hollow spherical structures. Cryo SEM measurements could confirm the presence of vesicular structures for Pull-b-PEA block copolymers. Solutions of Pull-b-PDMA displayed particles in cryo SEM. Moreover, an end group functionalization of Pull-b-PDMA with Rhodamine B allowed assessing the structure via LSCM and hollow spherical structures were observed indicating the presence of vesicles, too. An exemplified pathway towards a DHBC based drug delivery vehicle was demonstrated with the block copolymer Pull-b-PVP. The block copolymer was synthesized via RAFT/MADIX techniques starting from a pullulan chain transfer agent. Pull-b-PVP displayed a concentration dependent self-assembly in water with an efficiency superior to the PEO-b-PVP system, which could be observed via DLS. Cryo SEM and LSCM microscopy displayed the presence of spherical structures. In order to apply a reversible crosslinking strategy on the synthesized block copolymer, the pullulan block was selectively oxidized to dialdehydes with NaIO4. The oxidation of the block copolymer was confirmed via SEC and 1H-NMR measurements. The self-assembled and oxidized structures were subsequently crosslinked with cystamine dihiydrochloride, a pH and redox responsive crosslinker resulting in crosslinked vesicles which were observed via cryo SEM. The vesicular structures of crosslinked Pull-b-PVP could be disassembled by acid treatment or the application of the redox agent tris(2-carboxyethyl)-phosphin-hydrochloride. The successful disassembly was monitored with DLS measurements. To conclude, self-assembled structures from DHBCs such as particles and vesicles display a strong potential to generate an impact on biomedicine and nanotechnologies. The variety of DHBC compositions and functionalities are very promising features for future applications.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{You2017,
  author    = {You, Zewang},
  title     = {Conformational transition of peptide-functionalized cryogels enabling shape-memory capability},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {144},
  year      = {2017},
  language  = {en}
}