@phdthesis{Gentsch2010,
  author    = {Gentsch, Rafael},
  title     = {Complex bioactive fiber systems by means of electrospinning},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-44900},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2010},
  abstract  = {Nanofibrous mats are interesting scaffold materials for biomedical applications like tissue engineering due to their interconnectivity and their size dimension which mimics the native cell environment. Electrospinning provides a simple route to access such fiber meshes. This thesis addresses the structural and functional control of electrospun fiber mats. In the first section, it is shown that fiber meshes with bimodal size distribution could be obtained in a single-step process by electrospinning. A standard single syringe set-up was used to spin concentrated poly(ε-caprolactone) (PCL) and poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) solutions in chloroform and meshes with bimodal-sized fiber distribution could be directly obtained by reducing the spinning rate at elevated humidity. Scanning electron microscopy (SEM) and mercury porosity of the meshes suggested a suitable pore size distribution for effective cell infiltration. The bimodal fiber meshes together with unimodal fiber meshes were evaluated for cellular infiltration. While the micrometer fibers in the mixed meshes generate an open pore structure, the submicrometer fibers support cell adhesion and facilitate cell bridging on the large pores. This was revealed by initial cell penetration studies, showing superior ingrowth of epithelial cells into the bimodal meshes compared to a mesh composed of unimodal 1.5 μm fibers. The bimodal fiber meshes together with electrospun nano- and microfiber meshes were further used for the inorganic/organic hybrid fabrication of PCL with calcium carbonate or calcium phosphate, two biorelevant minerals. Such composite structures are attractive for the potential improvement of properties such as stiffness or bioactivity. It was possible to encapsulate nano and mixed sized plasma-treated PCL meshes to areas > 1 mm2 with calcium carbonate using three different mineralization methods including the use of poly(acrylic acid). The additive seemed to be useful in stabilizing amorphous calcium carbonate to effectively fill the space between the electrospun fibers resulting in composite structures. Micro-, nano- and mixed sized fiber meshes were successfully coated within hours by fiber directed crystallization of calcium phosphate using a ten-times concentrated simulated body fluid. It was shown that nanofibers accelerated the calcium phosphate crystallization, as compared to microfibers. In addition, crystallizations performed at static conditions led to hydroxyapatite formations whereas in dynamic conditions brushite coexisted. In the second section, nanofiber functionalization strategies are investigated. First, a one-step process was introduced where a peptide-polymer-conjugate (PLLA-b-CGGRGDS) was co-spun with PLGA in such a way that the peptide is enriched on the surface. It was shown that by adding methanol to the chloroform/blend solution, a dramatic increase of the peptide concentration at the fiber surface could be achieved as determined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Peptide accessibility was demonstrated via a contact angle comparison of pure PLGA and RGD-functionalized fiber meshes. In addition, the electrostatic attraction between a RGD-functionalized fiber and a silica bead at pH ~ 4 confirmed the accessibility of the peptide. The bioactivity of these RGD-functionalized fiber meshes was demonstrated using blends containing 18 wt\% bioconjugate. These meshes promoted adhesion behavior of fibroblast compared to pure PLGA meshes. In a second functionalization approach, a modular strategy was investigated. In a single step, reactive fiber meshes were fabricated and then functionalized with bioactive molecules. While the electrospinning of the pure reactive polymer poly(pentafluorophenyl methacrylate) (PPFPMA) was feasible, the inherent brittleness of PPFPMA required to spin a PCL blend. Blends and pure PPFPMA showed a two-step functionalization kinetics. An initial fast reaction of the pentafluorophenyl esters with aminoethanol as a model substance was followed by a slow conversion upon further hydrophilization. This was analysed by UV/Vis-spectroscopy of the pentaflurorophenol release upon nucleophilic substitution with the amines. The conversion was confirmed by increased hydrophilicity of the resulting meshes. The PCL/PPFPMA fiber meshes were then used for functionalization with more complex molecules such as saccharides. Aminofunctionalized D-Mannose or D-Galactose was reacted with the active pentafluorophenyl esters as followed by UV/Vis spectroscopy and XPS. The functionality was shown to be bioactive using macrophage cell culture. The meshes functionalized with D-Mannose specifically stimulated the cytokine production of macrophages when lipopolysaccharides were added. This was in contrast to D-Galactose- or aminoethanol-functionalized and unfunctionalized PCL/PPFPMA fiber mats.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Dokić2009,
  author    = {Dokić, Jadranka},
  title     = {Quantum mechanical study of molecular switches : electronic structure, kinetics and dynamical aspects},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-41796},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2009},
  abstract  = {Molecular photoswitches are attracting much attention lately mostly because of their possible applications in nano technology, and their role in biology. One of the widely studied representatives of photochromic molecules is azobenzene (AB). With light, by a static electric field, or with tunneling electrons this specie can be "switched" from the flat and energetically more stable trans form, into the compact cis form. The back reaction can be induced optically or thermally. Quantum chemical calculations, mostly based on density functional theory, on the AB molecule, AB derivatives and related systems are presented. All the calculations were done for isolated species, however, with implications for latest experimental results aiming at the switching of surface mounted ABs. In some of these experiments, it is assumed that the switching process is substrate mediated, by attaching an electron or a hole to the adsorbate forming short-lived anion or cation resonances. Therefore, we calculated also cationic and anionic ABs in this work. An influence of external electric fields on the potential energy surfaces, was also studied. Further, by the type, number and positioning of various substituent groups, systematic changes on activation energies and rates for the thermal cis-to-trans isomerization can be enforced. The nature of the transition state for ground state isomerization was investigated. Applying Eyring's transition state theory, trends in activation energies and rates were predicted and are, where a comparison was possible, in good agreement with experimental data. Further, thermal isomerization was studied in solution, for which a polarizable continuum model was employed. The influence of substitution and an environment leaves its traces on structural properties of molecules and quantitative appearance of calculated UV/Vis spectra, as well. Finally, an explicit treatment of a solid substrate was demonstrated for the conformational switching, by scanning tunneling microscope, of a 1,5-cyclooctadiene (COD) molecule at a Si(001) surface, treated by a cluster model. At first, we studied energetics and potential energy surfaces along relevant switching coordinates by quantum chemical calculations, followed by the switching dynamics using wave packet methods. We show that, in spite the simplicity of the model, our calculations support the switching of adsorbed COD, by inelastic electron tunneling at low temperatures.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Bojdys2009,
  author    = {Bojdys, Michael Janus},
  title     = {On new allotropes and nanostructures of carbon nitrides},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-41236},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2009},
  abstract  = {In the first section of the thesis graphitic carbon nitride was for the first time synthesised using the high-temperature condensation of dicyandiamide (DCDA) - a simple molecular precursor - in a eutectic salt melt of lithium chloride and potassium chloride. The extent of condensation, namely next to complete conversion of all reactive end groups, was verified by elemental microanalysis and vibrational spectroscopy. TEM- and SEM-measurements gave detailed insight into the well-defined morphology of these organic crystals, which are not based on 0D or 1D constituents like known molecular or short-chain polymeric crystals but on the packing motif of extended 2D frameworks. The proposed crystal structure of this g-C3N4 species was derived in analogy to graphite by means of extensive powder XRD studies, indexing and refinement. It is based on sheets of hexagonally arranged s-heptazine (C6N7) units that are held together by covalent bonds between C and N atoms. These sheets stack in a graphitic, staggered fashion adopting an AB-motif, as corroborated by powder X-ray diffractometry and high-resolution transmission electron microscopy. This study was contrasted with one of many popular - yet unsuccessful - approaches in the last 30 years of scientific literature to perform the condensation of an extended carbon nitride species through synthesis in the bulk. The second section expands the repertoire of available salt melts introducing the lithium bromide and potassium bromide eutectic as an excellent medium to obtain a new phase of graphitic carbon nitride. The combination of SEM, TEM, PXRD and electron diffraction reveals that the new graphitic carbon nitride phase stacks in an ABA' motif forming unprecedentedly large crystals. This section seizes the notion of the preceding chapter, that condensation in a eutectic salt melt is the key to obtain a high degree of conversion mainly through a solvatory effect. At the close of this chapter ionothermal synthesis is seen established as a powerful tool to overcome the inherent kinetic problems of solid state reactions such as incomplete polymerisation and condensation in the bulk especially when the temperature requirement of the reaction in question falls into the proverbial "no man's land" of classical solvents, i.e. above 250 to 300 °C. The following section puts the claim to the test, that the crystalline carbon nitrides obtained from a salt melt are indeed graphitic. A typical property of graphite - namely the accessibility of its interplanar space for guest molecules - is transferred to the graphitic carbon nitride system. Metallic potassium and graphitic carbon nitride are converted to give the potassium intercalation compound, K(C6N8)3 designated according to its stoichiometry and proposed crystal structure. Reaction of the intercalate with aqueous solvents triggers the exfoliation of the graphitic carbon nitride material and - for the first time - enables the access of singular (or multiple) carbon nitride sheets analogous to graphene as seen in the formation of sheets, bundles and scrolls of carbon nitride in TEM imaging. The thus exfoliated sheets form a stable, strongly fluorescent solution in aqueous media, which shows no sign in UV/Vis spectroscopy that the aromaticity of individual sheets was subject to degradation. The final section expands on the mechanism underlying the formation of graphitic carbon nitride by literally expanding the distance between the covalently linked heptazine units which constitute these materials. A close examination of all proposed reaction mechanisms to-date in the light of exhaustive DSC/MS experiments highlights the possibility that the heptazine unit can be formed from smaller molecules, even if some of the designated leaving groups (such as ammonia) are substituted by an element, R, which later on remains linked to the nascent heptazine. Furthermore, it is suggested that the key functional groups in the process are the triazine- (Tz) and the carbonitrile- (CN) group. On the basis of these assumptions, molecular precursors are tailored which encompass all necessary functional groups to form a central heptazine unit of threefold, planar symmetry and then still retain outward functionalities for self-propagated condensation in all three directions. Two model systems based on a para-aryl (ArCNTz) and para-biphenyl (BiPhCNTz) precursors are devised via a facile synthetic procedure and then condensed in an ionothermal process to yield the heptazine based frameworks, HBF-1 and HBF-2. Due to the structural motifs of their molecular precursors, individual sheets of HBF-1 and HBF-2 span cavities of 14.2 {\AA} and 23.0 {\AA} respectively which makes both materials attractive as potential organic zeolites. Crystallographic analysis confirms the formation of ABA' layered, graphitic systems, and the extent of condensation is confirmed as next-to-perfect by elemental analysis and vibrational spectroscopy.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Karabudak2009,
  author    = {Karabudak, Engin},
  title     = {Development of MWL-AUC / CCD-C-AUC / SLS-AUC detectors for the analytical ultracentrifuge},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-39921},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2009},
  abstract  = {Analytical ultracentrifugation (AUC) has made an important contribution to polymer and particle characterization since its invention by Svedberg (Svedberg and Nichols 1923; Svedberg and Pederson 1940) in 1923. In 1926, Svedberg won the Nobel price for his scientific work on disperse systems including work with AUC. The first important discovery performed with AUC was to show the existence of macromolecules. Since that time AUC has become an important tool to study polymers in biophysics and biochemistry. AUC is an absolute technique that does not need any standard. Molar masses between 200 and 1014 g/mol and particle size between 1 and 5000 nm can be detected by AUC. Sample can be fractionated into its components due to its molar mass, particle size, structure or density without any stationary phase requirement as it is the case in chromatographic techniques. This very property of AUC earns it an important status in the analysis of polymers and particles. The distribution of molar mass, particle sizes and densities can be measured with the fractionation. Different types of experiments can give complementary physicochemical parameters. For example, sedimentation equilibrium experiments can lead to the study of pure thermodynamics. For complex mixtures, AUC is the main method that can analyze the system. Interactions between molecules can be studied at different concentrations without destroying the chemical equilibrium (Kim et al. 1977). Biologically relevant weak interactions can also be monitored (K ≈ 10-100 M-1). An analytical ultracentrifuge experiment can yield the following information: • Molecular weight of the sample • Number of the components in the sample if the sample is not a single component • Homogeneity of the sample • Molecular weight distribution if the sample is not a single component • Size and shape of macromolecules \& particles • Aggregation \& interaction of macromolecules • Conformational changes of macromolecules • Sedimentation coefficient and density distribution Such an extremely wide application area of AUC allows the investigation of all samples consisting of a solvent and a dispersed or dissolved substance including gels, micro gels, dispersions, emulsions and solutions. Another fact is that solvent or pH limitation does not exist for this method. A lot of new application areas are still flourishing, although the technique is 80 years old. In 1970s, 1500 AUC were operational throughout the world. At those times, due to the limitation in detection technologies, experimental results were obtained with photographic records. As time passed, faster techniques such as size exclusion chromatography (SEC), light scattering (LS) or SDS-gel electrophoresis occupied the same research fields with AUC. Due to these relatively new techniques, AUC began to loose its importance. In the 1980s, only a few AUC were in use throughout the world. In the beginning of the 1990s a modern AUC -the Optima XL-A - was released by Beckman Instruments (Giebeler 1992). The Optima XL-A was equipped with a modern computerized scanning absorption detector. The addition of Rayleigh Interference Optics is introduced which is called XL-I AUC. Furthermore, major development in computers made the analysis easier with the help of new analysis software. Today, about 400 XL-I AUC exist worldwide. It is usually applied in the industry of pharmacy, biopharmacy and polymer companies as well as in academic research fields such as biochemistry, biophysics, molecular biology and material science. About 350 core scientific publications which use analytical ultracentrifugation are published every year (source: SciFinder 2008 ) with an increasing number of references (436 reference in 2008). A tremendous progress has been made in method and analysis software after digitalization of experimental data with the release of XL-I. In comparison to the previous decade, data analysis became more efficient and reliable. Today, AUC labs can routinely use sophisticated data analysis methods for determination of sedimentation coefficient distributions (Demeler and van Holde 2004; Schuck 2000; Stafford 1992), molar mass distributions (Brookes and Demeler 2008; Brookes et al. 2006; Brown and Schuck 2006), interaction constants (Cao and Demeler 2008; Schuck 1998; Stafford and Sherwood 2004), particle size distributions with Angstrom resolution (C{\"o}lfen and Pauck 1997) and the simulations determination of size and shape distributions from sedimentation velocity experiments (Brookes and Demeler 2005; Brookes et al. 2006). These methods are also available in powerful software packages that combines various methods, such as, Ultrascan (Demeler 2005), Sedift/Sedphat (Schuck 1998; Vistica et al. 2004) and Sedanal (Stafford and Sherwood 2004). All these powerful packages are free of charge. Furthermore, Ultrascans source code is licensed under the GNU Public License (http://www.gnu.org/copyleft/gpl.html). Thus, Ultrascan can be further improved by any research group. Workshops are organized to support these software packages. Despite of the tremendous developments in data analysis, hardware for the system has not developed much. Although there are various user developed detectors in research laboratories, they are not commercially available. Since 1992, only one new optical system called "the fluorescence optics" (Schmidt and Reisner, 1992, MacGregor et al. 2004, MacGregor, 2006, Laue and Kroe, in press) has been commercialized. However, except that, there has been no commercially available improvement in the optical system. The interesting fact about the current hardware of the XL-I is that it is 20 years old, although there has been an enormous development in microelectronics, software and in optical systems in the last 20 years, which could be utilized for improved detectors. As examples of user developed detector, Bhattacharyya (Bhattacharyya 2006) described a Multiwavelength-Analytical Ultracentrifuge (MWL-AUC), a Raman detector and a small angle laser light scattering detector in his PhD thesis. MWL-AUC became operational, but a very high noise level prevented to work with real samples. Tests with the Raman detector were not successful due to the low light intensity and thus high integration time is required. The small angle laser light scattering detector could only detect latex particles but failed to detect smaller particles and molecules due to low sensitivity of the detector (a photodiode was used as detector). The primary motivation of this work is to construct a detector which can measure new physico-chemical properties with AUC with a nicely fractionated sample in the cell. The final goal is to obtain a multiwavelength detector for the AUC that measures complementary quantities. Instrument development is an option for a scientist only when there is a huge potential benefit but there is no available commercial enterprise developing appropriate equipment, or if there is not enough financial support to buy it. The first case was our motivation for developing detectors for AUC. Our aim is to use today's technological advances in microelectronics, programming, mechanics in order to develop new detectors for AUC and improve the existing MWL detector to routine operation mode. The project has multiple aspects which can be listed as mechanical, electronical, optical, software, hardware, chemical, industrial and biological. Hence, by its nature it is a multidisciplinary project. Again by its nature it contains the structural problem of its kind; the problem of determining the exact discipline to follow at each new step. It comprises the risk of becoming lost in some direction. Having that fact in mind, we have chosen the simplest possible solution to any optical, mechanical, electronic, software or hardware problem we have encountered and we have always tried to see the overall picture. In this research, we have designed CCD-C-AUC (CCD Camera UV/Vis absorption detector for AUC) and SLS-AUC (Static Light Scattering detector for AUC) and tested them. One of the SLS-AUC designs produced successful test results, but the design could not be brought to the operational stage. However, the operational state Multiwavelength Analytical Ultracentrifuge (MWL-AUC) AUC has been developed which is an important detector in the fields of chemistry, biology and industry. In this thesis, the operational state Multiwavelength Analytical Ultracentrifuge (MWL-AUC) AUC is to be introduced. Consequently, three different applications of MWL-AUC to the aforementioned disciplines shall be presented. First of all, application of MWL-AUC to a biological system which is a mixture of proteins lgG, aldolase and BSA is presented. An application of MWL-AUC to a mass-produced industrial sample (β-carotene gelatin composite particles) which is manufactured by BASF AG, is presented. Finally, it is shown how MWL-AUC will impact on nano-particle science by investigating the quantum size effect of CdTe and its growth mechanism. In this thesis, mainly the relation between new technological developments and detector development for AUC is investigated. Pioneering results are obtained that indicate the possible direction to be followed for the future of AUC. As an example, each MWL-AUC data contains thousands of wavelengths. MWL-AUC data also contains spectral information at each radial point. Data can be separated to its single wavelength files and can be analyzed classically with existing software packages. All the existing software packages including Ultrascan, Sedfit, Sedanal can analyze only single wavelength data, so new extraordinary software developments are needed. As a first attempt, Emre Brookes and Borries Demeler have developed mutliwavelength module in order to analyze the MWL-AUC data. This module analyzes each wavelength separately and independently. We appreciate Emre Brookes and Borries Demeler for their important contribution to the development of the software. Unfortunately, this module requires huge amount of computer power and does not take into account the spectral information during the analysis. New software algorithms are needed which take into account the spectral information and analyze all wavelengths accordingly. We would like also invite the programmers of Ultrascan, Sedfit, Sedanal and the other programs, to develop new algorithms in this direction.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{BivigouKoumba2009,
  author    = {Bivigou Koumba, Achille Mayelle},
  title     = {Design, Synthesis and Characterisation of Amphiphilic Symmetrical triblock copolymers by the RAFT process : their self-organisation in dilute and concentrated aqueous solutions},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-39549},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2009},
  abstract  = {This work presents the synthesis and the self-assembly of symmetrical amphiphilic ABA and BAB triblock copolymers in dilute, semi-concentrated and highly concentrated aqueous solution. A series of new bifunctional bistrithiocarbonates as RAFT agents was used to synthesise these triblock copolymers, which are characterised by a long hydrophilic middle block and relatively small, but strongly hydrophobic end blocks. As hydrophilic A blocks, poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) and poly(methoxy diethylene glycol acrylate) (PMDEGA) were employed, while as hydrophobic B blocks, poly(4-tert-butyl styrene), polystyrene, poly(3,5-dibromo benzyl acrylate), poly(2-ethylhexyl acrylate), and poly(octadecyl acrylate) were explored as building blocks with different hydrophobicities and glass transition temperatures. The five bifunctional trithiocarbonates synthesised belong to two classes: the first are RAFT agents, which position the active group of the growing polymer chain at the outer ends of the polymer (Z-C(=S)-S-R-S-C(=S)-Z, type I). The second class places the active groups in the middle of the growing polymer chain (R-S-C(=S)-Z-C(=S)-S-R, type II). These RAFT agents enable the straightforward synthesis of amphiphilic triblock copolymers in only two steps, allowing to vary the nature of the hydrophobic blocks as well as the length of the hydrophobic and hydrophilic blocks broadly with good molar mass control and narrow polydispersities. Specific side reactions were observed among some RAFT agents including the elimination of ethylenetrithiocarbonate in the early stage of the polymerisation of styrene mediated by certain agents of the type II, while the use of the RAFT agents of type I resulted in retardation of the chain extension of PNIPAM with styrene. These results underline the need of a careful choice of RAFT agents for a given task. The various copolymers self-assemble in dilute and semi-concentrated aqueous solution into small flower-like micelles. No indication for the formation of micellar clusters was found, while only at high concentration, physical hydrogels are formed. The reversible thermoresponsive behaviour of the ABA and BAB type copolymer solutions in water with A made of PNIPAM was examined by turbidimetry and dynamic light scattering (DLS). The cloud point of the copolymers was nearly identical to the cloud point of the homopolymer and varied between 28-32 °C with concentrations from 0.01 to 50 wt\%. This is attributed to the formation of micelles where the hydrophobic blocks are shielded from a direct contact with water, so that the hydrophobic interactions of the copolymers are nearly the same as for pure PNIPAM. Dynamic light scattering measurements showed the presence of small micelles at ambient temperature. The aggregate size dramatically increased above the cloud point, indicating a change of aggregate morphology into clusters due to the thermosensitivity of the PNIPAM block. The rheological behaviour of the amphiphilic BAB triblock copolymers demonstrated the formation of hydrogels at high concentrations, typically above 30-35 wt\%. The minimum concentration to induce hydrogels decreased with the increasing glass transition temperatures and increasing length of the end blocks. The weak tendency to form hydrogels was attributed to a small share of bridged micelles only, due to the strong segregation regime occurring. In order to learn about the role of the nature of the thermoresponsive block for the aggregation, a new BAB triblock copolymer consisting of short polystyrene end blocks and PMDEGA as stimuli-responsive middle block was prepared and investigated. Contrary to PNIPAM, dilute aqueous solutions of PMDEGA and of its block copolymers showed reversible phase transition temperatures characterised by a strong dependence on the polymer composition. Moreover, the PMDEGA block copolymer allowed the formation of physical hydrogels at lower concentration, i.e. from 20 wt\%. This result suggests that PMDEGA has a higher degree of water-swellability than PNIPAM.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hahn2009,
  author    = {Hahn, Harald},
  title     = {Modularer Ansatz zu multifunktionellen Polymer-Peptid-Fasern},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-33016},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2009},
  abstract  = {Die Kombination von Polymeren mit Peptiden vereint die Eigenschaften beider Stoffklassen miteinander. Dabei k{\"o}nnen die strukturbildenden Eigenschaften der Peptide genutzt werden, um Polymere zu organisieren. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Polymer-Peptid-Konjugat verwendet, das sich in Wasser zu B{\"a}ndern anordnet. Die treibende Kraft f{\"u}r diesen Prozess ist die Anordnung des Peptidteils zu β-Faltblattstrukturen. Das Polymer-Peptid-Aggregat besitzt einen Peptidkern mit funktionalen Oberfl{\"a}chen, der lateral von einer Polyethylenoxidschale umgeben ist. Durch {\"A}nderung der Peptidsequenz war es bisher m{\"o}glich, die Eigenschaften dieser Fasern zu variieren. In der Arbeit wird ein modularer Ansatz zur vielf{\"a}ltigen Modifizierung einer Polymer-Peptid-Faser entwickelt. So ist es m{\"o}glich, die Eigenschaften der Fasern einzustellen, ohne die strukturbildende β-Faltblattsequenz ver{\"a}ndern zu m{\"u}ssen. Um weitere Funktionen an den Fasern anzubringen, wurde die 1,3-dipolaren Addition verwendet. Diese Reaktion beschreibt die konzertierte Umlagerung eines Azides mit einem Alkin. Sie ist in den meisten L{\"o}sungsmitteln unter hohen Ausbeuten durchf{\"u}hrbar. Im Rahmen der Arbeit wird die Erzeugung von Aziden untersucht und auf die Polymer-Peptid-Fasern {\"u}bertragen. Der Diazotransfer stellte dabei die Methode der Wahl dar, so k{\"o}nnen Azidgruppen aus Aminen gewonnen werden. Unter Verwendung der 1,3-dipolaren Addition konnten verschiedene alkinfunktionale Molek{\"u}le kovalent an die azidfunktionalisierten Polymer-Peptid-Fasern gebunden werden. So wurde ein Fluoreszenzfarbstoff an die Fasern gebunden, der eine Abbildung der Fasern mittels konfokaler Mikroskopie erlaubte. Weiterhin wurden die Eigenschaften der Fasern durch Addition dreier carboxylfunktionaler Molek{\"u}le modifiziert. Diese Fasern konnten weiter genutzt werden, um Kalzium zu binden. Dabei variierte die Anzahl der gebundenen Kalziumionen in Abh{\"a}ngigkeit der jeweiligen Fasermodifikation erheblich. Weitere Untersuchungen, die Morphologie von Kalziumcarbonatkristallen betreffend, werden aktuell durchgef{\"u}hrt. Die kovalente Anbringung eines reduzierenden Zuckers an die Polymer-Peptid-Fasern erlaubt die Abscheidung von Silber aus Tollens Reagenz. Durch eine Entwicklung analog zur Schwarz-Weiss-Photographie k{\"o}nnen in nachfolgenden Arbeiten so Silberdr{\"a}hte in Nanogr{\"o}ße erzeugt werden. An die azidfunktionalen Fasern k{\"o}nnen weitere funktionale Molek{\"u}le angebracht werden, um die Eigenschaften und das Anwendungsspektrum der Polymer-Peptid-Fasern zu erweitern.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Skrabania2008,
  author    = {Skrabania, Katja},
  title     = {The multifarious self-assembly of triblock copolymers : from multi-responsive polymers and multi-compartment micelles},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-30764},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {New ABC triblock copolymers were synthesized by controlled free-radical polymerization via Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer (RAFT). Compared to amphiphilic diblock copolymers, the prepared materials formed more complex self-assembled structures in water due to three different functional units. Two strategies were followed: The first approach relied on double-thermoresponsive triblock copolymers exhibiting Lower Critical Solution Temperature (LCST) behavior in water. While the first phase transition triggers the self-assembly of triblock copolymers upon heating, the second one allows to modify the self-assembled state. The stepwise self-assembly was followed by turbidimetry, dynamic light scattering (DLS) and 1H NMR spectroscopy as these methods reflect the behavior on the macroscopic, mesoscopic and molecular scale. Although the first phase transition could be easily monitored due to the onset of self-assembly, it was difficult to identify the second phase transition unambiguously as the changes are either marginal or coincide with the slow response of the self-assembled system to relatively fast changes of temperature. The second approach towards advanced polymeric micelles exploited the thermodynamic incompatibility of "triphilic" block copolymers - namely polymers bearing a hydrophilic, a lipophilic and a fluorophilic block - as the driving force for self-assembly in water. The self-assembly of these polymers in water produced polymeric micelles comprising a hydrophilic corona and a microphase-separated micellar core with lipophilic and fluorophilic domains - so called multi-compartment micelles. The association of triblock copolymers in water was studied by 1H NMR spectroscopy, DLS and cryogenic transmission electron microscopy (cryo-TEM). Direct imaging of the polymeric micelles in solution by cryo-TEM revealed different morphologies depending on the block sequence and the preparation conditions. While polymers with the sequence hydrophilic-lipophilic-fluorophilic built core-shell-corona micelles with the core being the fluorinated compartment, block copolymers with the hydrophilic block in the middle formed spherical micelles where single or multiple fluorinated domains "float" as disks on the surface of the lipophilic core. Increasing the temperature during micelle preparation or annealing of the aqueous solutions after preparation at higher temperatures induced occasionally a change of the micelle morphology or the particle size distribution. By RAFT polymerization not only the desired polymeric architectures could be realized, but the technique provided in addition a precious tool for molar mass characterization. The thiocarbonylthio moieties, which are present at the chain ends of polymers prepared by RAFT, absorb light in the UV and visible range and were employed for end-group analysis by UV-vis spectroscopy. A variety of dithiobenzoate and trithiocarbonate RAFT agents with differently substituted initiating R groups were synthesized. The investigation of their absorption characteristics showed that the intensity of the absorptions depends sensitively on the substitution pattern next to the thiocarbonylthio moiety and on the solvent polarity. According to these results, the conditions for a reliable and convenient end-group analysis by UV-vis spectroscopy were optimized. As end-group analysis by UV-vis spectroscopy is insensitive to the potential association of polymers in solution, it was advantageously exploited for the molar mass characterization of the prepared amphiphilic block copolymers.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Beyvers2008,
  author    = {Beyvers, Stephanie},
  title     = {Selective excitation of adsorbate vibrations on dissipative surfaces},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-25516},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {The selective infrared (IR) excitation of molecular vibrations is a powerful tool to control the photoreactivity prior to electronic excitation in the ultraviolet / visible (UV/Vis) light regime ("vibrationally mediated chemistry"). For adsorbates on surfaces it has been theoretically predicted that IR preexcitation will lead to higher UV/Vis photodesorption yields and larger cross sections for other photoreactions. In a recent experiment, IR-mediated desorption of molecular hydrogen from a Si(111) surface on which atomic hydrogen and deuterium were co-adsorbed was achieved, following a vibrational mechanism as indicated by the isotope-selectivity. In the present work, selective vibrational IR excitation of adsorbate molecules, treated as multi-dimensional oscillators on dissipative surfaces, has been simulated within the framework of open-system density matrix theory. Not only potential-mediated, inter-mode coupling poses an obstacle to selective excitation but also the coupling of the adsorbate ("system") modes to the electronic and phononic degrees of freedom of the surface ("bath") does. Vibrational relaxation thereby takes place, depending on the availabilty of energetically fitting electron-hole (e/h) pairs and/or phonons (lattice vibrations) in the surface, on time-scales ranging from milliseconds to several hundreds of femtoseconds. On metal surfaces, where the relaxation process of the adsorbate via the e/h pair mechanism dominates, vibrational lifetimes are usually shorter than on insulator or semiconductor surfaces, in the range of picoseconds, being also the timescale of the IR pulses used here. Further inhibiting factors for selectivity can be the harmonicity of a mode and weak dipole activities ("dark modes") rendering vibrational excitation with moderate field intensities difficult. In addition to simple analytical pulses, optimal control theory (OCT) has been employed here to generate a suitable electric field to populate the target state/mode maximally. The complex OCT fields were analyzed by Husimi transformation, resolving the control field in time and energy. The adsorbate/surface systems investigated were CO/Cu(100), H/Si(100) and 2H/Ru(0001). These systems proved to be suitable models to study the above mentioned effects. Further, effects of temperature, pure dephasing (elastic scattering processes), pulse duration and dimensionality (up to four degrees of freedom) were studied. It was possible to selectively excite single vibrational modes, often even state-selective. Special processes like hot-band excitation, vibrationally mediated desorption and the excitation of "dark modes" were simulated. Finally, a novel OCT algorithm in density matrix representation has been developed which allows for time-dependent target operators and thus enables to control the excitation mechanism instead of only the final state. The algorithm is based on a combination of global (iterative) and local (non-iterative) OCT schemes, such that short, globally controlled time-intervals are coupled locally in time. Its numerical performance and accuracy were tested and verified and it was successfully applied to stabilize a two-state linear-combination and to enforce a successive "ladder climbing" in a rather harmonic system, where monochromatic, analytical pulses simultaneously excited several states, leading to a population loss in the target state.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{HernandezGarcia2008,
  author    = {Hernandez Garcia, Hugo Fernando},
  title     = {Multiscale simulation of heterophase polymerization : application to the synthesis of multicomponent colloidal polymer particles},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-25036},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {Heterophase polymerization is a technique widely used for the synthesis of high performance polymeric materials with applications including paints, inks, adhesives, synthetic rubber, biomedical applications and many others. Due to the heterogeneous nature of the process, many different relevant length and time scales can be identified. Each of these scales has a direct influence on the kinetics of polymerization and on the physicochemical and performance properties of the final product. Therefore, from the point of view of product and process design and optimization, the understanding of each of these relevant scales and their integration into one single model is a very promising route for reducing the time-to-market in the development of new products, for increasing the productivity and profitability of existing processes, and for designing products with improved performance or cost/performance ratio. The process considered is the synthesis of structured or composite polymer particles by multi-stage seeded emulsion polymerization. This type of process is used for the preparation of high performance materials where a synergistic behavior of two or more different types of polymers is obtained. Some examples include the synthesis of core-shell or multilayered particles for improved impact strength materials and for high resistance coatings and adhesives. The kinetics of the most relevant events taking place in an emulsion polymerization process has been investigated using suitable numerical simulation techniques at their corresponding time and length scales. These methods, which include Molecular Dynamics (MD) simulation, Brownian Dynamics (BD) simulation and kinetic Monte Carlo (kMC) simulation, have been found to be very powerful and highly useful for gaining a deeper insight and achieving a better understanding and a more accurate description of all phenomena involved in emulsion polymerization processes, and can be potentially extended to investigate any type of heterogeneous process. The novel approach of using these kinetic-based numerical simulation methods can be regarded as a complement to the traditional thermodynamic-based macroscopic description of emulsion polymerization. The particular events investigated include molecular diffusion, diffusion-controlled polymerization reactions, particle formation, absorption/desorption of radicals and monomer, and the colloidal aggregation of polymer particles. Using BD simulation it was possible to precisely determine the kinetics of absorption/desorption of molecular species by polymer particles, and to simulate the colloidal aggregation of polymer particles. For diluted systems, a very good agreement between BD simulation and the classical theory developed by Smoluchowski was obtained. However, for concentrated systems, significant deviations from the ideal behavior predicted by Smoluchowski were evidenced. BD simulation was found to be a very valuable tool for the investigation of emulsion polymerization processes especially when the spatial and geometrical complexity of the system cannot be neglected, as is the case of concentrated dispersions, non-spherical particles, structured polymer particles, particles with non-uniform monomer concentration, and so on. In addition, BD simulation was used to describe non-equilibrium monomer swelling kinetics, which is not possible using the traditional thermodynamic approach because it is only valid for systems at equilibrium. The description of diffusion-controlled polymerization reactions was successfully achieved using a new stochastic algorithm for the kMC simulation of imperfectly mixed systems (SSA-IM). In contrast to the traditional stochastic simulation algorithm (SSA) and the deterministic rate of reaction equations, instead of assuming perfect mixing in the whole reactor, the new SSA-IM determines the volume perfectly mixed between two consecutive reactions as a function of the diffusion coefficient of the reacting species. Using this approach it was possible to describe, using a single set of kinetic parameters, typical mass transfer limitations effects during a free radical batch polymerization such as the cage effect, the gel effect and the glass effect. Using multiscale integration it was possible to investigate the formation of secondary particles during the seeded emulsion polymerization of vinyl acetate over a polystyrene seed. Three different cases of radical generation were considered: generation of radicals by thermal decomposition of water-soluble initiating compounds, generation of radicals by a redox reaction at the surface of the particles, and generation of radicals by thermal decomposition of surface-active initiators "inisurfs" attached to the surface of the particles. The simulation results demonstrated the satisfactory reduction in secondary particles formation achieved when the locus of radical generation is controlled close to the particles surface.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Ide2008,
  author    = {Ide, Andreas Hans Peter},
  title     = {Self-Structuring of functionalized micro- and mesoporous organosilicas using boron-silane-precursors},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-23717},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {The structuring of porous silica materials at the nanometer scale and their surface functionalization are important issues of current materials research. Many innovations in chromatography, catalysis and electronic devices benefit from this knowledge. The work at hand is dedicated to the targeted design of functional organosilica materials. In this context a new precursor concept based on boron-silanes is presented. These precursors combine the properties of a structure directing group and a silica source by covalent borane linkage. Formation of the precursor is easily realized by a sequential two-step hydroboration, firstly on bis(triethoxysilyl)ethene, and secondly on an unsaturated structure directing moiety such as alkenes or polymers. The so prepared precursors self-organize when hydrolysis of their inorganic moiety takes place via an aggregation of their organic side chains into hydrophobic domains. In this way, the additional use of a surfactant as a template is not necessary. Chemical cleavage of these moieties (e.g. by ammonolysis or oxidative saponification) yields an organosilica where all functionalities are exclusively located at the pore wall and therefore accessible. The accessibility of the functionalities is a vital point for applications and is not necessarily granted for common silica functionalization approaches. Further advantages of the boron-silane concept are the possibility to introduce a variety of surface functionalities by heterolytic cleavage of the boron linker and the control of the pore morphology. For that purpose the covalent linkage of different alkyl groups and polymers was studied. Another aspect is the access to chiral boron silane precursors yielding functionalized mesoporous organosilica with chiral functionalities exclusively located at the pore walls after condensation and removal of the structure directing moiety. These materials possess great potential for applications documented by preliminary investigations on chiral resolution of a racemic mixture by HPLC and asymmetric catalysis. In the course of this work valuable insights into the targeted structuring and surface functionalization of organosilicas were gained. A promising outlook for further investigations is the extension of this concept by altering the structure directing moieties of the precursor. That way the morphology of the final organosilica might be controlled by for example mesogens. Furthermore, the use of the boron linker enables the introduction of multiple functionalities into organosilicas, making the obtained material unique in its performance.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Bahrke2008,
  author    = {Bahrke, Sven},
  title     = {Mass spectrometric analysis of chitooligosaccharides and their interaction with proteins},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-20179},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {Chitooligosaccharides are composed of glycosamin and N-acetylglycisamin residues. Gel permeations chromatography is employed for the separation of oligomers, cation exchange chromatography is used for the separation of homologes and isomers. Trideuterioacetylation of the chitooligosaccharides followed by MALDI-TOF mass spectrometry allowes for the quantitation of mixtures of homologes. vMALDI LTQ multiple-stage MS is employed for quantitative sequencing of complex mixtures of heterochitooligosaccharides. Pure homologes and isomers are applied to biological assays. Chitooligosaccahrides form high-affinity non-covalent complexes with HC gp-39 (human cartilage glycoprotein of 39 kDa). The affinity of the chitooligosaccharides depends on DP, FA and the sequence of glycosamin and N-acetylglycosamin moieties. (+)nanoESI Q TOF MS/MS is used for identification of a high-affinity binding chitooligosaccharide of a non-covalent chitinase B - chitooligosaccharide complex. DADAA is identified as the heterochitoisomer binding with highest affinity and biostability to HC gp-39. Fluorescence based enzyme assays confirm the results.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Gebauer2008,
  author    = {Gebauer, Denis},
  title     = {A novel view on the early stage of crystallization},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-19818},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {This thesis provides a novel view on the early stage of crystallization utilizing calcium carbonate as a model system. Calcium carbonate is of great economical, scientific and ecological importance, because it is a major part of water hardness, the most abundant Biomineral and forms huge amounts of geological sediments thus binding large amounts of carbon dioxide. The primary experiments base on the evolution of supersaturation via slow addition of dilute calcium chloride solution into dilute carbonate buffer. The time-dependent measurement of the Ca2+ potential and concurrent pH = constant titration facilitate the calculation of the amount of calcium and carbonate ions bound in pre-nucleation stage clusters, which have never been detected experimentally so far, and in the new phase after nucleation, respectively. Analytical Ultracentrifugation independently proves the existence of pre-nucleation stage clusters, and shows that the clusters forming at pH = 9.00 have a proximately time-averaged size of altogether 70 calcium and carbonate ions. Both experiments show that pre-nucleation stage cluster formation can be described by means of equilibrium thermodynamics. Effectively, the cluster formation equilibrium is physico-chemically characterized by means of a multiple-binding equilibrium of calcium ions to a 'lattice' of carbonate ions. The evaluation gives GIBBS standard energy for the formation of calcium/carbonate ion pairs in clusters, which exhibits a maximal value of approximately 17.2 kJ mol^-1 at pH = 9.75 and relates to a minimal binding strength in clusters at this pH-value. Nucleated calcium carbonate particles are amorphous at first and subsequently become crystalline. At high binding strength in clusters, only calcite (the thermodynamically stable polymorph) is finally obtained, while with decreasing binding strength in clusters, vaterite (the thermodynamically least stable polymorph) and presumably aragonite (the thermodynamically intermediate stable polymorph) are obtained additionally. Concurrently, two different solubility products of nucleated amorphous calcium carbonate (ACC) are detected at low binding strength and high binding strength in clusters (ACC I 3.1EE-8 M^2, ACC II 3.8EE-8 M^2), respectively, indicating the precipitation of at least two different ACC species, while the clusters provide the precursor species of ACC. It is proximate that ACC I may relate to calcitic ACC -i.e. ACC exhibiting short range order similar to the long range order of calcite and that ACC II may relate to vateritic ACC, which will subsequently transform into the particular crystalline polymorph as discussed in the literature, respectively. Detailed analysis of nucleated particles forming at minimal binding strength in clusters (pH = 9.75) by means of SEM, TEM, WAXS and light microscopy shows that predominantly vaterite with traces of calcite forms. The crystalline particles of early stages are composed of nano-crystallites of approximately 5 to 10 nm size, respectively, which are aligned in high mutual order as in mesocrystals. The analyses of precipitation at pH = 9.75 in presence of additives -polyacrylic acid (pAA) as a model compound for scale inhibitors and peptides exhibiting calcium carbonate binding affinity as model compounds for crystal modifiers- shows that ACC I and ACC II are precipitated in parallel: pAA stabilizes ACC II particles against crystallization leading to their dissolution for the benefit of crystals that form from ACC I and exclusively calcite is finally obtained. Concurrently, the peptide additives analogously inhibit the formation of calcite and exclusively vaterite is finally obtained in case of one of the peptide additives. These findings show that classical nucleation theory is hardly applicable for the nucleation of calcium carbonate. The metastable system is stabilized remarkably due to cluster formation, while clusters forming by means of equilibrium thermodynamics are the nucleation relevant species and not ions. Most likely, the concept of cluster formation is a common phenomenon occurring during the precipitation of hardly soluble compounds as qualitatively shown for calcium oxalate and calcium phosphate. This finding is important for the fundamental understanding of crystallization and nucleation-inhibition and modification by additives with impact on materials of huge scientific and industrial importance as well as for better understanding of the mass transport in crystallization. It can provide a novel basis for simulation and modelling approaches. New mechanisms of scale formation in Bio- and Geomineralization and also in scale inhibition on the basis of the newly reported reaction channel need to be considered.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Fischer2008,
  author    = {Fischer, Anna},
  title     = {"Reactive hard templating" : from carbon nitrides to metal nitrides},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-19777},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {Nanostructured inorganic materials are routinely synthesized by the use of templates. Depending on the synthesis conditions of the product material, either "soft" or "hard" templates can be applied. For sol-gel processes, usually "soft" templating techniques are employed, while "hard" templates are used for high temperature synthesis pathways. In classical templating approaches, the template has the unique role of structure directing agent, in the sense that it is not participating to the chemical formation of the resulting material. This work investigates a new templating pathway to nanostructured materials, where the template is also a reagent in the formation of the final material. This concept is described as "reactive templating" and opens a synthetic path toward materials which cannot be synthesised on a nanometre scale by classical templating approaches. Metal nitrides are such kind of materials. They are usually produced by the conversion of metals or metal oxides in ammonia flow at high temperature (T > 1000°C), which make the application of classical templating techniques difficult. Graphitic carbon nitride, g-C3N4, despite its fundamental and theoretical importance, is probably one of the most promising materials to complement carbon in material science and many efforts are put in the synthesis of this material. A simple polyaddition/elimination reaction path at high temperature (T = 550°C) allows the polymerisation of cyanamide toward graphitic carbon nitride solids. By hard templating, using nanostructured silica or aluminium oxide as nanotemplates, a variety of nanostructured graphitic carbon nitrides such as nanorods, nanotubes, meso- and macroporous powders could be obtained by nanocasting or nanocoating. Due to the special semi-conducting properties of the graphitic carbon nitride matrix, the nanostructured graphitic carbon nitrides show unexpected catalytic activity for the activation of benzene in Friedel-Crafts type reactions, making this material an interesting metal free catalyst. Furthermore, due to the chemical composition of g-C3N4 and the fact that it is totally decomposed at temperatures between 600°C and 800°C even under inert atmosphere, g-C3N4 was shown to be a good nitrogen donor for the synthesis of early transition metal nitrides at high temperatures. Thus using the nanostructured carbon nitrides as "reactive templates" or "nanoreactors", various metal nitride nanostructures, such as nanoparticles and porous frameworks could be obtained at high temperature. In this approach the carbon nitride nanostructure played both the role of the nitrogen source and of the exotemplate, imprinting its size and shape to the resulting metal nitride nanostructure.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hentschel2008,
  author    = {Hentschel, Jens},
  title     = {Synthese und kontrollierte Mikrostrukturbildung funktionaler Peptid-Polymerkonjugate in organischen L{\"o}sungsmitteln},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-19840},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurde ein Ansatz verfolgt, die besonderen Eigenschaften der Strukturbildung sequenzdefinierter Peptide mit den vielseitigen Materialeigenschaften synthetischer Blockcopolymere zu kombinieren. Dazu wurde ein synthetisches Polymer kovalent mit einer definierten Peptidsequenz verkn{\"u}pft. Der Peptidblock (die Organisationseinheit) wurde speziell designt, um sp{\"a}ter die Strukturbildung des Peptid-Polymerkonjugates induzieren und leiten zu k{\"o}nnen. Als Organisationsmotiv diente hierbei das aus der Natur bekannte β-Faltblatt Strukturmotiv. Das Peptidsegment wurde in einer festphasengebundenen Synthese aufgebaut. Dabei wurden tempor{\"a}re St{\"o}r-Segmente (Switch-Segmente) in die Peptidsequenz integriert. Diese Segmente unterdr{\"u}cken die Aggregationstendenz w{\"a}hrend der Synthese und k{\"o}nnen durch einen pH-abh{\"a}ngigen Schaltvorgang in das nat{\"u}rliche Peptidr{\"u}ckgrat {\"u}berf{\"u}hrt werden. Zus{\"a}tzlich zu der verbesserten Ausbeute und Reinheit der entsprechenden Peptide war auf diese Weise eine kontrollierte Aktivierung der Mikrostrukturbildung m{\"o}glich. Mit Hilfe zwei verschiedener Synthesestrategien (Kupplungs- bzw. Polymerisationsstrategie) wurde ein Satz von definierten Peptid-Polymerkonjugaten mit unterschiedlich großen Polymersegmenten synthetisiert. Diese wurden anschließend im Hinblick auf ihre Strukturbildungseigenschaften in organischen L{\"o}sungsmitteln untersucht. Durch mikroskopische Verfahren (AFM, TEM), konnte f{\"u}r alle Konjugate, die Bildung faserartiger Aggregate mit Dimensionen im Nano- bis Mikrometerbereich beobachtet werden. Genauere Untersuchungen zeigten, dass die Peptidsegmente in diesen Faserstrukturen ein β-Faltblatt ausbilden. Dies ist ein deutlicher Hinweis darauf, dass die Strukturbildung der Konjugate tats{\"a}chlich durch den Peptidblock gesteuert und kontrolliert wurde.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Imranulhaq2008,
  author    = {Imran ul-haq, Muhammad},
  title     = {Synthesis of fluorinated polymers in supercritical carbon dioxide (scCO₂)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-19868},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {For the first time stabilizer-free vinylidene fluoride (VDF) polymerizations were carried out in homogeneous phase with supercritical CO₂. Polymerizations were carried out at 140°C, 1500 bar and were initiated with di-tert-butyl peroxide (DTBP). In-line FT-NIR (Fourier Transform- Near Infrared) spectroscopy showed that complete monomer conversion may be obtained. Molecular weights were determined via size-exclusion chromatography (SEC) and polymer end group analysis by 1H-NMR spectroscopy. The number average molecular weights were below 104 g∙mol-1 and polydispersities ranged from 3.1 to 5.7 depending on DTBP and VDF concentration. To allow for isothermal reactions high CO₂ contents ranging from 61 to 83 wt.\% were used. The high-temperature, high-pressure conditions were required for homogeneous phase polymerization. These conditions did not alter the amount of defects in VDF chaining. Scanning electron microscopy (SEM) indicated that regular stack-type particles were obtained upon expansion of the homogeneous polymerization mixture. To reduce the required amount of initiator, further VDF polymerizations using chain transfer agents (CTAs) to control molecular weights were carried out in homogeneous phase with supercritical carbon dioxide (scCO₂) at 120 °C and 1500 bar. Using perfluorinated hexyl iodide as CTA, polymers of low polydispersity ranging from 1.5 to 1.2 at the highest iodide concentration of 0.25 mol·L-1 were obtained. Electrospray ionization- mass spectroscopy (ESI-MS) indicates the absence of initiator derived end groups, supporting livingness of the system. The "livingness" is based on the labile C-I bond. However, due to the weakness of the C-I bond perfluorinated hexyl iodide also contributes to initiation. To allow for kinetic analyses of VDF polymerizations the CTA should not contribute to initiation. Therefore, additional CTAs were applied: BrCCl3, C6F13Br and C6F13H. It was found that C6F13H does not contribute to initiation. At 120°C and 1500 bar kp/kt0.5~ 0.64 (L·mol-1·s-1)0.5 was derived. The chain transfer constant (CT) at 120°C has been determined to be 8·10-1, 9·10-2 and 2·10-4 for C6F13I, C6F13Br and C6F13H, respectively. These CT values are associated with the bond energy of the C-X bond. Moreover, the labile C-I bond allows for functionalization of the polymer to triazole end groups applying click reactions. After substitution of the iodide end group by an azide group 1,3 dipolar cycloadditions with alkynes yield polymers with 1,2,3 triazole end groups. Using symmetrical alkynes the reactions may be carried out in the absence of any catalyst. This end-functionalized poly (vinylidene fluoride) (PVDF) has higher thermal stability as compared to the normal PVDF. PVDF samples from homogeneous phase polymerizations in supercritical CO₂ and subsequent expansion to ambient conditions were analyzed with respect to polymer end groups, crystallinity, type of polymorphs and morphology. Upon expansion the polymer was obtained as white powder. Scanning electron microscopy (SEM) showed that DTBP derived polymer end groups led to stack-type particles whereas sponge- or rose-type particles were obtained in case of CTA fragments as end groups. Fourier-Transform Infrared spectroscopy and wide angle X-ray diffraction indicated that the type of polymorph, α or β crystal phase was significantly affected by the type of end group. The content of β-phase material, which is responsible for piezoelectricity of PVDF, is the highest for polymer with DTBP-derived end groups. In addition, the crystallinity of the material, as determined via differential scanning calorimetry is affected by the end groups and polymer molecular weights. For example, crystallinity ranges from around 26 \% for DTBP-derived end groups to a maximum of 62 \% for end groups originating from perfluorinated hexyl iodide for polymers with Mn ~2200 g·mol-1. Expansion of the homogeneous polymerization mixture results in particle formation by a non-optimized RESS (Rapid Expansion from Supercritical Solution) process. Thus, it was tested how polymer end groups affect the particles size distribution obtained from RESS process under controlled conditions (T = 50°C and P = 200 bar). In all RESS experiments, small primary PVDF with diameters less than 100 nm without the use of liquid solvents, surfactants, or other additives were produced. A strong correlation between particle size and particle size distribution with polymer end groups and molecular weight of the original material was observed. The smallest particles were found for RESS of PVDF with Mn~ 4000 g·mol-1 and PFHI (C6F13I) - derived end groups.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kessel2008,
  author    = {Kessel, Stefanie},
  title     = {Induktion und Kontrolle hierarchischer Ordnung durch selbstorganisierte, funktionale Polymer-Peptid-Nanostrukturen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-19835},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {Im Rahmen der Arbeit werden hierarchisch strukturierte Silikakompositfasern pr{\"a}sentiert, deren Bildung {\"a}hnlich zu nat{\"u}rlichen Silifizierungsreaktionen verl{\"a}uft. Als Analoga zu Proteinfilamenten in Silika Morphogeneseorganismen werden selbstorganisierte, funktionale Polyethylenoxid-Peptid-Nanob{\"a}nder eingesetzt. Mit der Isolierung einheitlicher Nanokompositfasern wird gezeigt, dass die PEO-Peptid-Nanob{\"a}nder eine starke Bindungsaffinit{\"a}t gegen{\"u}ber Kiesels{\"a}ure besitzen, diese aus sehr stark verd{\"u}nnten L{\"o}sungen anreichern und deren Kondensation zu Silikanetzwerken kontrollieren k{\"o}nnen. In h{\"o}heren Konzentrationen entstehen durch die peptidgeleitete Silifizierung der PEO-Peptid-Nanob{\"a}nder spontan makroskopische Kompositfasern mit sechs Hierarchieebenen. Diese verbinden L{\"a}ngen von bis zu 3 cm und Durchmesser von 1-2 mm mit einer definierten Feinstruktur im Submikrometerbereich. Als Resultat der komplexen inneren Struktur und der Kontrolle der Grenzfl{\"a}chen zwischen Nanob{\"a}ndern und Silika wird eine Nanoh{\"a}rte erreicht, die schon ~1/3 der H{\"a}rte von Bioglasfasern darstellt. F{\"u}r die Elastizit{\"a}t (reduziertes Eindr{\"u}ckmodul) dagegen konnte durch den relativ hohen Anteil (~40\%) an verformbaren, organischen Komponenten ein ~4-mal gr{\"o}ßer Wert im Vergleich mit Bioglasfasern bestimmt werden. Des Weiteren wird die Prozessierung der makroskopischen Kompositfasern in einem 2D-Plotprozess vorgestellt. Mit Verwendung der PEO-Peptid-Nanob{\"a}nder als „Tinte" k{\"o}nnen Kompositobjekte in beliebigen Formen geplottet werden, deren Linienbreite sowie anisotrope Ausrichtung der Nano- und Submikrometerstrukturelemente direkt mit der Plotgeschwindigkeit korrelieren. Außerdem k{\"o}nnen die Kompositobjekte als Vorstufen f{\"u}r orientierte, mesopor{\"o}se Silikaobjekte verwendet werden. Nachdem Calcinieren werden Silikastrukturen mit einer hohen spezifischen Oberfl{\"a}che und in Plotrichtung ausgerichteten zylindrischen Poren erhalten. Im Kontrast zu den anorganisch-bioorganischen Kompositfasern sollten unter Ausnutzung ionischer Wechselwirkungen oder Metallkoordination Kompositmaterialien mit anderen mechanischen Eigenschaften dargestellt werden. Es wird gezeigt, dass durch Variationen in der Aminos{\"a}uresequenz des Peptidkerns, die Oberfl{\"a}chen der PEO-Peptid-Nanob{\"a}nder gezielt mit funktionellen Gruppen versehen werden k{\"o}nnen. Eine gerichtete Vernetzung dieser modifizierten Nanob{\"a}nder wurde nicht erreicht, daf{\"u}r k{\"o}nnten die imidazolfunktionalisierten Nanob{\"a}nder als eindimensionale Protonenleiter, die mit photochromen Gruppen (Spiropyran) funktionalisierten Nanob{\"a}nder f{\"u}r die Modifizierung von Oberfl{\"a}chenpolarit{\"a}ten oder f{\"u}r gerichtete Kristallisationsprozesse eingesetzt werden.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Vazhappilly2008,
  author    = {Vazhappilly, Tijo Joseph},
  title     = {Vibrationally enhanced associative photodesorption of H2 (D2) from Ru(0001) : quantum and classical approaches},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-19056},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {Nowadays, reactions on surfaces are attaining great scientific interest because of their diverse applications. Some well known examples are production of ammonia on metal surfaces for fertilizers and reduction of poisonous gases from automobiles using catalytic converters. More recently, also photoinduced reactions at surfaces, useful, \textit{e.g.}, for photocatalysis, were studied in detail. Often, very short laser pulses are used for this purpose. Some of these reactions are occurring on femtosecond (1 fs=\$10^{-15}\$ s) time scales since the motion of atoms (which leads to bond breaking and new bond formation) belongs to this time range. This thesis investigates the femtosecond laser induced associative photodesorption of hydrogen, H\$_2\$, and deuterium, D\$_2\$, from a ruthenium metal surface. Many interesting features of this reaction were explored by experimentalists: (i) a huge isotope effect in the desorption probability of H\$_2\$ and D\$_2\$, (ii) the desorption yield increases non-linearly with the applied visible (vis) laser fluence, and (iii) unequal energy partitioning to different degrees of freedom. These peculiarities are due to the fact that an ultrashort vis pulse creates hot electrons in the metal. These hot electrons then transfer energy to adsorbate vibrations which leads to desorption. In fact, adsorbate vibrations are strongly coupled to metal electrons, \textit{i.e.}, through non-adiabatic couplings. This means that, surfaces introduce additional channels for energy exchange which makes the control of surface reactions more difficult than the control of reactions in the gas phase. In fact, the quantum yield of surface photochemical reactions is often notoriously small. One of the goals of the present thesis is to suggest, on the basis of theoretical simulations, strategies to control/enhance the photodesorption yield of H\$_2\$ and D\$_2\$ from Ru(0001). For this purpose, we suggest a \textit{hybrid scheme} to control the reaction, where the adsorbate vibrations are initially excited by an infrared (IR) pulse, prior to the vis pulse. Both \textit{adiabatic} and \textit{non-adiabatic} representations for photoinduced desorption problems are employed here. The \textit{adiabatic} representation is realized within the classical picture using Molecular Dynamics (MD) with electronic frictions. In a quantum mechanical description, \textit{non-adiabatic} representations are employed within open-system density matrix theory. The time evolution of the desorption process is studied using a two-mode reduced dimensionality model with one vibrational coordinate and one translational coordinate of the adsorbate. The ground and excited electronic state potentials, and dipole function for the IR excitation are taken from first principles. The IR driven vibrational excitation of adsorbate modes with moderate efficiency is achieved by (modified) \$\pi\$-pulses or/and optimal control theory. The fluence dependence of the desorption reaction is computed by including the electronic temperature of the metal calculated from the two-temperature model. Here, our theoretical results show a good agreement with experimental and previous theoretical findings. We then employed the IR+vis strategy in both models. Here, we found that vibrational excitation indeed promotes the desorption of hydrogen and deuterium. To summarize, we conclude that photocontrol of this surface reaction can be achieved by our IR+vis scheme.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Vijayakrishnan2008,
  author    = {Vijayakrishnan, Balakumar},
  title     = {Solution and solid phase synthesis of N,N'-diacetyl chitotetraoses},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-18830},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {The three major biopolymers, proteins, nucleic acids and glycoconjugates are mainly responsible for the information transfer, which is a fundamental process of life. The biological importance of proteins and nucleic acids are well explored and oligosaccharides in the form of glycoconjugates have gained importance recently. The β-(1→4) linked N-acetylglucosamine (GlcNAc) moiety is a frequently occurring structural unit in various naturally and biologically important oligosaccharides and related conjugates. Chitin which is the most abundant polymer of GlcNAc is widely distributed in nature whereas the related polysaccharide chitosan (polymer of GlcN and GlcNAc) occurs in certain fungi. Chitooligosaccharides of mixed acetylation patterns are of interest for the determination of the substrate specificities and mechanism of chitinases. In this report, we describe the chemical synthesis of three chitotetraoses namely GlcNAc-GlcN-GlcNAc-GlcN, GlcN-GlcNAc-GlcNAc-GlcN and GlcN-GlcN-GlcNAc-GlcNAc. Benzyloxycarbonyl (Z) and p-nitrobenzyloxycarbonyl (PNZ) were used for the amino functionality due to their ability to form the β-linkage during the glycosylation reactions through neighboring group participation and the trichloroacetimidate approach was utilized for the donor. Monomeric, dimeric acceptors and donors have been prepared by utilizing the Z and PNZ groups and coupling between the appropriate donor and acceptors in the presence of Lewis acid yielded the protected tetrasaccharides. Finally cleavage of PNZ followed by reacetylation and the deblocking of other protecting groups afforded the N,N'-diacetyl chitotetraoses in good yield. Successful syntheses for the protected diacetyl chitotetraoses by solid phase synthesis have also been described.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Gress2008,
  author    = {Greß, Anja},
  title     = {Funktionalisierte Poly(2-oxazoline) : kontrollierte Synthese, bioinspirierte Strukturbildung und Anwendungen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-18646},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {Funktionalisierte Poly(2-oxazoline) als neue Materialien stellen sowohl unter strukturellen Gesichtspunkten als auch im Hinblick auf potentielle Anwendungen eine interessante Polymerklasse dar. Die Ausbildung von hierarchischen Strukturen mit Poly(2-oxazolinen) {\"u}ber intermolekulare Wasserstoffbr{\"u}ckenbindungen ist hierbei ein bisher nicht beachteter Aspekt. {\"U}ber einen bioinspirierten Ansatz sollten gezielt funktionelle Gruppen, die f{\"u}r einen hierarchischen Aufbau, z.B. in Proteinen, verantwortlich sind, in vereinfachter Weise auf die synthetische Substanzklasse der Poly(2-oxazoline) {\"u}bertragen werden. Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der modularen Synthese neuer, funktionalisierter Poly(2-oxazolin) Homo- und Copolymere. Ausgehend von der Synthese von 2-(3-Butenyl)-2-oxazolin wurden definierte Pr{\"a}polymere in einer kationischen Isomerisierungspolymerisation unter kontrolliert/„lebenden" Bedingungen hergestellt. In einer anschließenden „Thio-Click" (Thiol-En-Reaktion) Modifizierungsreaktion wurden die gew{\"u}nschten funktionellen Gruppen quantitativ eingef{\"u}hrt. Hydroxylierte Poly(2-oxazoline) wurden hinsichtlich ihres Aggregationsverhaltens in Wasser untersucht. Bereits die jeweiligen Homopolymere bildeten aufgrund von intermolekularen Wasserstoffbr{\"u}ckenbindungen supramolekulare tubul{\"a}re Nanofasern aus. Durch Einsatz verschiedener analytischer Methoden konnte die innere Struktur der Nanor{\"o}hren beschrieben und ein entsprechendes Modell aufgestellt werden. Die dargestellten funktionellen Poly(2-oxazoline) wurden hinsichtlich ihrer Anwendung als potentielle, synthetische „antifreeze additives" untersucht. Alle Polymere besitzen eine ausgepr{\"a}gte Tendenz zur Nukleierung von Wasser und f{\"u}hren daher zu signifikanten {\"A}nderungen der Eismorphologie. Des weiteren wurde ein carboxyliertes Derivat zur biomimetischen Mineralisation von Kalziumcarbonat eingesetzt und nach ph{\"a}nomenologischen Gesichtspunkten untersucht.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Buha2008,
  author    = {Buha, Jelena},
  title     = {Nonaqueous syntheses of metal oxide and metal nitride nanoparticles},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-18368},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {Nanostructured materials are materials consisting of nanoparticulate building blocks on the scale of nanometers (i.e. 10-9 m). Composition, crystallinity and morphology can enhance or even induce new properties of the materials, which are desirable for todays and future technological applications. In this work, we have shown new strategies to synthesise metal oxide and metal nitride nanomaterials. The first part of the work deals with the study of nonaqueous synthesis of metal oxide nanoparticles. We succeeded in the synthesis of In2O3 nanopartcles where we could clearly influence the morphology by varying the type of the precursors and the solvents; of ZnO mesocrystals by using acetonitrile as a solvent; of transition metal oxides (Nb2O5, Ta2O5 and HfO2) that are particularly hard to obtain on the nanoscale and other technologically important materials. Solvothermal synthesis however is not restricted to formation of oxide materials only. In the second part we show examples of nonaqueous, solvothermal reactions of metal nitrides, but the main focus lies on the investigation of the influence of different morphologies of metal oxide precursors on the formation of the metal nitride nanoparticles. In spite of various reports, the number and variety of nanocrystalline metal nitrides is marginally small by comparison to metal oxides; hence preformed metal oxides as precursors for the preparation of metal nitrides are a logical choice. By reacting oxide nanoparticles with cyanamide, urea or melamine, at temperatures of 800 to 900 °C under nitrogen flow metal nitrides could be obtained. We studied in detail the influence of the starting material and realized that size, crystallinity, type of nitrogen source and temperature play the most important role. We have managed to propose and verify a dissolution-recrystallisation model as the formation mechanism. Furthermore we could show that the initial morphology of the oxides could be retained when ammonia flow was used instead.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Nazaran2008,
  author    = {Nazaran, Pantea},
  title     = {Nucleation in emulsion polymerization : steps towards a non-micellar nucleation theory},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-17521},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {For more than 70 years, understanding of the mechanism of particle nucleation in emulsion polymerization has been one of the most challenging issues in heterophase polymerization research. Within this work a comprehensive experimental study of particle nucleation in emulsion polymerization of styrene at 70 °C and variety of conditions has been performed. To follow the onset of nucleation, on-line conductivity measurements were applied. This technique is highly sensitive to the mobility of conducting species and hence, it can be employed to follow aggregation processes leading to particle formation. On the other hand, by recording the optical transmission (turbidity) of the reaction mixture particle growth was followed. Complementary to the on-line investigations, off-line characterizations of the particle morphology and the molecular weight have been performed. The aim was to achieve a better insight in the processes taking place after starting the reaction via particle nucleation until formation of colloidally stable latex particles. With this experimental protocol the initial period of styrene emulsion polymerization in the absence as well as in the presence of various surfactants (concentrations above and below the critical micellization concentration) and also in the presence of seed particles has been investigated. Ionic and non-ionic initiators (hydrophilic and hydrophobic types) have been applied to start the polymerizations. Following the above algorithm, experimental evidence has been obtained showing the possibility of performing surfactant-free emulsion polymerization of styrene with oil-soluble initiators. The duration of the pre-nucleation period (that is the time between starting the polymerization and nucleation) can be precisely adjusted with the initiator hydrophobicity, the equilibration time of styrene in water, and the surfactant concentration. Spontaneous emulsification of monomer in water, as soon as both phases are brought into contact, is a key factor to explain the experimental results. The equilibration time of monomer in water as well as the type and concentration of other materials in water (surfactants, seed particles, etc.) control the formation rate and the size of the emulsified droplets and thus, have a strong influence on the particle nucleation and the particle morphology. One of the main tasks was to investigate the effect of surfactant molecules and especially micelles on the nucleation mechanism. Experimental results revealed that in the presence of emulsifier micelles the conductivity pattern does not change essentially. This means that the presence of emulsifiers does not change the mechanism of particle formation qualitatively. However, surfactants assist in the nucleation process as they lower the activation free energy of particle formation. Contrary, seed particles influence particle nucleation, substantially. In the presence of seed particles above a critical volume fraction the formation of new particles can be suppressed. However, micelles and seed particles as absorbers exhibit a common behavior under conditions where monomer equilibration is not allowed. Results prove that the nucleation mechanism comprises the initiation of water soluble oligomers in the aqueous phase followed by their aggregation. The process is heterogeneous in nature due to the presence of monomer droplets.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Issaree2008,
  author    = {Issaree, Arisara},
  title     = {Synthesis of Hetero-chitooligosaccharides},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-17069},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {Chitooligosaccharides are composed of linear β-(1→4)-linked 2-acetamido-2-deoxy-β-D-glucopyranose (GlcNAc) and/or 2-amino-2-deoxy-β-D-glucopyranose (GlcN). They are of interest due to their remarkable biological properties including antibacterial, antitumor, antifungal and elicitor activities. They can be obtained from the aminoglucan chitosan by chemical or enzymatic degradation which obviously affords rather heterogenous mixtures. On the other hand, chemical synthesis provides pure compounds with defined sequences of GlcNAc and GlcN monomers. The synthesis of homo- and hetero-chitobioses and hetero-chitotetraoses is described in this thesis. Dimethylmaleoyl and phthaloyl groups were used for protection of the amines. The donor was activated as the trichloroacetimidate in order to form the β-linkages. Glycosylation in the presence of trimethylsilyl trifluoromethanesulfonate, followed by N- and O-deprotection furnished chitobioses and chitotetraoses in good yields.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Weber2007,
  author    = {Weber, Jens},
  title     = {Meso- und mikropor{\"o}se Hochleistungspolymere : Synthese, Analytik und Anwendungen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-15994},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2007},
  abstract  = {Die Arbeit beschreibt die Synthese, Charakterisierung und Anwendung von meso- und mikropor{\"o}sen Hochleistungspolymeren. Im ersten Teil wird die Synthese von mesopor{\"o}sen Polybenzimidazol (PBI) auf der Basis einer Templatierungsmethode vorgestellt. Auf der Grundlage kommerzieller Monomere und Silikatnanopartikel sowie eines neuen Vernetzers wurde ein Polymer-Silikat-Hybridmaterial aufgebaut. Das Herausl{\"o}sen des Silikats mit Ammoniumhydrogendifluorid f{\"u}hrt zu mesopor{\"o}sen Polybenzimidazolen mit spherischen Poren von 9 bis 11 nm Durchmesser. Die Abh{\"a}ngigkeit der beobachteten Porosit{\"a}t vom Massenverh{\"a}ltnis Silikat zu Polymer wurde ebenso untersucht wie die Abh{\"a}ngigkeit der Porosit{\"a}t vom Vernetzergehalt. Die Porosit{\"a}t vollvernetzter Proben zeigt eine lineare Abh{\"a}ngigkeit vom Verh{\"a}ltnis Silikat zu Polymer bis zu einem Grenzwert von 1. Wird der Grenzwert {\"u}berschritten, ist teilweiser Porenkollaps zu beobachten. Die Abh{\"a}ngigkeit der Porosit{\"a}t vom Vernetzergehalt bei festem Silikatgehalt ist nichtlinear. Oberhalb einer kritischen Vernetzerkonzentration wird eine komplette Replikation der Nanopartikel gefunden. Ist die Vernetzerkonzentration dagegen kleiner als der kritische Wert, so ist der v{\"o}llige Kollaps einiger Poren bei Stabilit{\"a}t der verbleibenden Poren zu beobachten. Ein komplett unpor{\"o}ses PBI resultiert bei Abwesenheit des Vernetzers. Die mesopor{\"o}sen PBI-Netzwerke konnten kontrolliert mit Phosphors{\"a}ure beladen werden. Die erhaltenen Addukte wurden auf ihre Protonenleitf{\"a}higkeit untersucht. Es kann gezeigt werden, dass die Nutzung der vordefinierten Morphologie im Vergleich zu einem unstrukturierten PBI in h{\"o}heren Leitf{\"a}higkeiten resultiert. Durch die vernetzte Struktur war des Weiteren gen{\"u}gend mechanische Stabilit{\"a}t gegeben, um die Addukte reversibel und bei sehr guten Leitf{\"a}higkeiten bis zu Temperaturen von 190°C bei 0\% relativer Feuchtigkeit zu untersuchen. Dies ist f{\"u}r unstrukturierte Phosphors{\"a}ure/PBI - Addukte aus linearem PBI nicht m{\"o}glich. Im zweiten Teil der Arbeit wird die Synthese intrinsisch mikropor{\"o}ser Polyamide und Polyimide vorgestellt. Das Konzept intrinsisch mikropor{\"o}ser Polymere konnte damit auf weitere Polymerklassen ausgeweitet werden. Als zentrales, strukturinduzierendes Motiv wurde 9,9'-Spirobifluoren gew{\"a}hlt. Dieses Molek{\"u}l ist leicht und vielf{\"a}ltig zu di- bzw. tetrafunktionellen Monomeren modifizierbar. Dabei wurden bestehende Synthesevorschriften modifiziert bzw. neue Vorschriften entwickelt. Ein erster Schwerpunkt innerhalb des Kapitels lag in der Synthese und Charakterisierung von l{\"o}slichen, intrinsisch mikropor{\"o}sen, aromatischen Polyamid und Polyimid. Es konnte gezeigt werden, dass das Beobachten von Mikroporosit{\"a}t stark von der molekularen Architektur und der Verarbeitung der Polymere abh{\"a}ngig ist. Die Charakterisierung der Porosit{\"a}t erfolgte unter Nutzung von Stickstoffsorption, Kleinwinkelr{\"o}ntgenstreuung und Molecular Modeling. Es konnte gezeigt werden, dass die Proben stark vom Umgebungsdruck abh{\"a}ngigen Deformationen unterliegen. Die starke Quellung der Proben w{\"a}hrend des Sorptionsvorgangs konnte durch Anwendung des "dual sorption" Modells, also dem Auftreten von Porenf{\"u}llung und dadurch induzierter Henry-Sorption, erkl{\"a}rt werden. Der zweite Schwerpunkt des Kapitels beschreibt die Synthese und Charakterisierung mikropor{\"o}ser Polyamid- und Polyimidnetzwerke. W{\"a}hrend Polyimidnetzwerke auf Spirobifluorenbasis ausgepr{\"a}gte Mikroporosit{\"a}t und spezifische Oberfl{\"a}chen von ca. 1100 m²/g aufwiesen, war die Situation f{\"u}r entsprechende Polyamidnetzwerke abweichend. Mittels Stickstoffsorption konnte keine Mikroporosit{\"a}t nachgewiesen werden, jedoch konnte mittels SAXS eine innere Grenzfl{\"a}che von ca. 300 m²/g nachgewiesen werden. Durch die in dieser Arbeit gezeigten Experimente kann die Grenze zwischen Polymeren mit hohem freien Volumen und mikropor{\"o}sen Polymeren somit etwas genauer gezogen werden. ausgepr{\"a}gte Mikroporosit{\"a}t kann nur in extrem steifen Strukturen nachgewiesen werden. Die Kombination der Konzepte "Mesoporosit{\"a}t durch Templatierung" und "Mikroporosit{\"a}t durch strukturierte Monomere" hatte ein hierarchisch strukturiertes Polybenzimidazol zum Ergebnis. Die Pr{\"a}senz einer Strukturierung im molekularen Maßstab konnte SAXS bewiesen werden. Das so strukturierte Polybenzimidazol zeichnete sich durch eine h{\"o}here Protonenleitf{\"a}higkeit im Vergleich zu einem rein mesopor{\"o}sen PBI aus. Der letzte Teil der Arbeit besch{\"a}ftigte sich mit der Entwicklung einer neuen Synthesemethode zur Herstellung von Polybenzimidazol. Es konnte gezeigt werden, dass lineares PBI in einer eutektischen Salzschmelze aus Lithium- und Kaliumchlorid synthetisiert werden kann. Die Umsetzung der spirobifluorenbasierten Monomere zu l{\"o}slichem oder vernetztem PBI ist in der Salzschmelze m{\"o}glich.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Sapei2007,
  author    = {Sapei, Lanny},
  title     = {Characterisation of silica in Equisetum hyemale and its transformation into biomorphous ceramics},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-15883},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2007},
  abstract  = {Equisetum spp. (horsetail / "Schachtelhalm") is the only surviving genus of the primitive Sphenopsids vascular plants which reached their zenith during the Carboniferous era. It is an herbaceous plant and is distinguished by jointed stems with fused whorl of nodal leaves. The plant has been used for scouring kitchen utensils and polishing wood during the past time due to its high silica encrustations in the epidermis. Equisetum hyemale (scouring rush) can accumulate silica up to 16\% dry weight in its tissue, which makes this plant an interesting candidate as a renewable resource of silica for the synthesis of biomorphous ceramics. The thesis comprises a comprehensive experimental study of silica accumulations in E.hyemale using different characterisation techniques at all hierarchical levels. The obtained results shed light on the local distribution, chemical form, crystallinity, and nanostructure of biogenic silica in E.hyemale which were quite unclear until now. Furthermore, isolation of biogenic silica from E.hyemale to obtain high grade mesoporous silica with high purity is investigated. Finally, syntheses of silicon carbide (b-SiC) by a direct thermoconversion process of E.hyemale is attempted, which is a promising material for high performance ceramics. It is found that silica is deposited continuously on the entire epidermal layer with the highest concentration on the knobs. The highest silicon content is at the knob tips (≈ 33\%), followed by epidermal flank (≈ 17\%), and inner lower knob (≈ 6\%), whereas there is almost no silicon found in the interior parts. Raman spectroscopy reveals the presence of at least two silica modifications in E.hyemale. The first type is pure hydrated amorphous silica restricted to the knob tips. The second type is accumulated on the entire continuous outer layer adjacent to the epidermis cell walls. It is lacking silanol groups and is intimately associated with polysaccharides (cellulose, hemicellulose, pectin) and inorganic compounds. Silica deposited in E.hyemale is found to be mostly amorphous with almost negligible amounts of crystalline silica in the form of a-quartz (< 7\%). The silica primary particles have a plate-like shape with a thickness of about 2 nm. Pure mesoporous amorphous silica with an open surface area up to 400 m2/g can be obtained from E.hyemale after leaching the plant with HCl to remove the inorganic impurities followed by a calcination treatment. The optimum calcination temperature appears to be around 500°C. Calcination of untreated E.hyemale causes a collapse of the biogenic silica structure which is mainly attributed to the detrimental action of alkali ions present in the native plant. Finally, pure b-SiC with a surface area of about 12 m2/g is obtained upon direct pyrolysis of HCl-treated E.hyemale samples in argon atmosphere. The original structure of native E.hyemale is substantially retained in the biomorphous b-SiC. The results of this thesis lead to a better understanding of the silicification process and allow to draw conclusions about the role of silica in E.hyemale. In particular, a templating role of the plant biopolymers for the synthesis of the nanostructured silica within the plant body can be deduced. Moreover, the high grade ultrafine amorphous silica isolated from E.hyemale promises applications as adsorbent and catalyst support and as silica source for the fabrication of silica-based composites. The synthesis of biomorphous b-SiC from sustainable and low-cost E.hyemale is still in its initial stage. The present thesis demonstrates the principal possibility of carbothermal synthesis of SiC from E.hyemale with the prospect of potential applications, for instance as refractory materials, catalyst supports, or high performance advanced ceramics.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Frankovitch2007,
  author    = {Frankovitch, Christine Marie},
  title     = {Optical methods for monitoring biological parameters of phototropic microorganisms during cultivation},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-15403},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2007},
  abstract  = {Phototropic microalgae have a large potential for producing valuable substances for the feed, food, cosmetics, pigment, bioremediation, and pharmacy industries as well as for biotechnological processes. Today it is estimated that the microalgal aquaculture worldwide production is 5000 tons of dry matter per year (not taking into account processed products) making it an approximately \$1.25 billion U.S. per year industry. In this work, several spectroscopic techniques were utilized for the investigation of microalgae cells. Specifically, photondensity wave spectroscopy was applied as a technique for the on-line observation of the culture. For effective evaluation of the photosynthetic growth processes, fast and non-invasive sensor systems that analyze the relevant biological and technical process parameters are preferred. Traditionally, the biomass in a photobioreactor is quantified with the help of turbidimetry measurements, which require extensive calibration. Another problem frequently encountered when using spectral analysis for investigating solutions is that samples of interest are often undiluted and highly scattering and do not adhere to Beer-Lambert's law. Due to the fluorescence properties of chlorophyll, fluorescence spectroscopy techniques including fluorescence lifetime imaging and single photon counting could be applied to provide images of the cells as well as determine the effects of excitation intensity on the fluorescence lifetime, which is an indicator of the condition of the cell. A photon density wave is a sinusoidally intensity-modulated optical wave stemming from a point-source of light, which propagates through diffuse medium and exhibits amplitude and phase variations. Light propagation though strongly scattering media can be described by the P1 approximation to the Boltzmann transport equation. Photon density wave spectroscopy enables the ability to differentiate between scattered and absorbed light, which is desired so that an independent determination of the reduced scattering and absorption coefficients can be made. The absorption coefficient is related to the pigment content in the cells, and the reduced scattering coefficient can be used to characterize physical and morphological properties of the medium and was here applied for the determination of the average cell size.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Adelhelm2007,
  author    = {Adelhelm, Philipp},
  title     = {Novel carbon materials with hierarchical porosity : templating strategies and advanced characterization},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-15053},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2007},
  abstract  = {The aim of this work was the generation of carbon materials with high surface area, exhibiting a hierarchical pore system in the macro- and mesorange. Such a pore system facilitates the transport through the material and enhances the interaction with the carbon matrix (macropores are pores with diameters > 50 nm, mesopores between 2 - 50 nm). Thereto, new strategies for the synthesis of novel carbon materials with designed porosity were developed that are in particular useful for the storage of energy. Besides the porosity, it is the graphene structure itself that determines the properties of a carbon material. Non-graphitic carbon materials usually exhibit a quite large degree of disorder with many defects in the graphene structure, and thus exhibit inherent microporosity (d < 2nm). These pores are traps and oppose reversible interaction with the carbon matrix. Furthermore they reduce the stability and conductivity of the carbon material, which was undesired for the proposed applications. As one part of this work, the graphene structures of different non-graphitic carbon materials were studied in detail using a novel wide-angle x-ray scattering model that allowed precise information about the nature of the carbon building units (graphene stacks). Different carbon precursors were evaluated regarding their potential use for the synthesis shown in this work, whereas mesophase pitch proved to be advantageous when a less disordered carbon microstructure is desired. By using mesophase pitch as carbon precursor, two templating strategies were developed using the nanocasting approach. The synthesized (monolithic) materials combined for the first time the advantages of a hierarchical interconnected pore system in the macro- and mesorange with the advantages of mesophase pitch as carbon precursor. In the first case, hierarchical macro- / mesoporous carbon monoliths were synthesized by replication of hard (silica) templates. Thus, a suitable synthesis procedure was developed that allowed the infiltration of the template with the hardly soluble carbon precursor. In the second case, hierarchical macro- / mesoporous carbon materials were synthesized by a novel soft-templating technique, taking advantage of the phase separation (spinodal decomposition) between mesophase pitch and polystyrene. The synthesis also allowed the generation of monolithic samples and incorporation of functional nanoparticles into the material. The synthesized materials showed excellent properties as an anode material in lithium batteries and support material for supercapacitors.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Niehus2007,
  author    = {Niehus, Christina},
  title     = {Untersuchungen zur Selektivit{\"a}t unterschiedlich substituierter Iminodiessigs{\"a}ure-Ionenaustauscher gegen{\"u}ber zweiwertigen Metallionen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-13190},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2007},
  abstract  = {Zur selektiven Entfernung von Schwermetallen aus industriellen Abw{\"a}ssern und Prozessl{\"o}sungen der metallverarbeitenden Industrie werden synthetische metallkomplexierende funktionelle Polymere - mit Iminodiessigs{\"a}ure (IDE) als aktive Spezies - seit Jahren erfolgreich zur Eliminierung st{\"o}render Kationen eingesetzt. St{\"a}ndig steigende Anforderungen an die Qualit{\"a}t der aufzubereitenden W{\"a}sser verlangen nach leistungsf{\"a}higen Selektivaustauschern, die den Erhalt der Eigenschaften von Prozessl{\"o}sungen (z. B. pH-Wert, Salzgehalt) erm{\"o}glichen. Ziel der Untersuchungen war es, die strukturellen Matrixeinfl{\"u}sse auf Beladung, Kapazit{\"a}t, Selektivit{\"a}t und Kinetik durch Variation der Matrix und der experimentellen Bedingungen n{\"a}her zu untersuchen. Auf Basis einer monodispersen Erstsubstitution eines Styren-Divinylbenzen-Copolymerisates wurde durch gezielten Einbau funktioneller Gruppen - Synthese mit differenziertem Substitutionsgrad (TK/N 1-2) - versucht, systematisch den Einfluss des Substitutionsgrades der Matrix auf die Eigenschaften der Ionenaustauscher zu analysieren. Methodisch geordnet wurden zun{\"a}chst die Versuche nach dem Batch- und anschließend nach dem S{\"a}ulenverfahren durchgef{\"u}hrt und parallel dazu die Matrix charakterisiert. Das Verhalten der funktionellen Ankergruppen in Abh{\"a}ngigkeit vom pH-Wert der L{\"o}sung (pH-Bereich 2 - 5) wurde untersucht, der optimale Anreicherungs-pH-Wert, die maximale Beladung (Kapazit{\"a}t) und Selektivit{\"a}t der unterschiedlich substituierten Proben f{\"u}r die Schwermetall-Ionen Cu, Zn, Ni, Cd, Pb und Co ermittelt. Den statischen Versuchen folgten dynamische Untersuchungen im S{\"a}ulenverfahren. Ziel war die Ermittlung des Durchbruchverhaltens und der Durchbruchkapazit{\"a}t bei optimalem pH-Wert in Abh{\"a}ngigkeit vom Substitutionsgrad gegen{\"u}ber den Einzelmetallionen (Cu, Ni, Zn) und ausgew{\"a}hlten Paaren (Cu/Ni, Cu/Zn, Ni/Zn). Alle Ionenaustauscher wurden ausschließlich in der Ca-Form eingesetzt.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hartmann2007,
  author    = {Hartmann, Laura},
  title     = {Synthese monodisperser, multifunktionaler Poly(amidoamine) und ihre Anwendung als nicht-virale Vektoren f{\"u}r die Gentherapie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-13129},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2007},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Synthese monodisperser, multifunktionaler Poly(amidoamine) (PAAs). Die Klasse der PAAs ist besonders interessant f{\"u}r eine Anwendung im Bereich der Biomedizin, da sie meist nicht toxisch ist, eine sehr geringe Immunogenizit{\"a}t zeigt und eine erh{\"o}hte Zellmembranpermeabilit{\"a}t besitzt. Allerdings ist der Einsatz linearer PAAs bisher limitiert, da ihre Synthese nur den Zugang von hoch-polydispersen Systemen mit einer streng alternierenden oder statistischen Verteilung von Funktionalit{\"a}ten erlaubt. Es ist daher von großem Interesse diese Polymerklasse durch die M{\"o}glichkeit eines sequenzdefinierten Aufbaus und der Integration von neuen Funktionalit{\"a}ten zu verbessern. Um dies zu erm{\"o}glichen, wurden, vergleichbar mit der etablierten Festphasensynthese von Peptiden, schrittweise funktionale Dis{\"a}ure- und Diamin-Bausteine an ein polymeres Tr{\"a}ger-Harz addiert. Der sequenzielle Aufbau erm{\"o}glicht die Synthese monodisperser PAAs und die Kontrolle {\"u}ber die Monomersequenz. Die Wahl der Monomer-Bausteine und ihrer Funktionalit{\"a}ten kann dabei f{\"u}r jede Addition neu getroffen werden und entscheidet so {\"u}ber die Sequenz der Funktionalit{\"a}ten im Polymerr{\"u}ckgrat. Die verwendete Chemie entspricht dabei der Standardpeptidchemie, so dass mit Hilfe eines Peptidsynthese-Automaten die Synthese vollst{\"a}ndig automatisiert werden konnte. Die Verwendung spezieller Tr{\"a}gerharze, die bereits mit einem synthetischen Polymerblock wie PEO oder auch mit einem Peptid vorbeladen waren, erlaubt die direkte Synthese von PEO- und Peptid-PAA Blockcopolymeren. Da die hier dargestellten PAAs sp{\"a}ter auf ihre Eignung als multivalente Polykationen in der Gentherapie getestet werden sollten, wurden zun{\"a}chst Bausteine gew{\"a}hlt, die den Einbau verschiedener Aminfunktionalit{\"a}ten erm{\"o}glichen. Die Bausteine m{\"u}ssen dabei so gew{\"a}hlt sein, dass sie kompatibel sind mit der Chemie des Peptidsynthesizers und eine quantitative Addition ohne Neben- oder Abbruchreaktionen garantieren. Dar{\"u}ber hinaus ist der Einbau von Peptidsequenzen und Disulfid-Einheiten in die PAA-Kette m{\"o}glich, die z. B. f{\"u}r einen selektiven Abbau des Polymers im Organismus genutzt werden k{\"o}nnen. Zusammenfassend l{\"a}sst sich feststellen, dass die in dieser Arbeit vorgestellten PAA-Systeme großes Potenzial als nicht-virale Vektoren f{\"u}r die Gentransfektion bieten. Sie sind nicht toxisch und zeigen Zellaufnahme-Effizienzen von bis zu 77\%. Die Gentransfereffizienz ist im Vergleich zu etablierten Polymer-Vektoren zwar noch sehr gering, aber die bisherigen Versuche zeigen bereits eine m{\"o}gliche Ursache, n{\"a}mlich die schlechte Freisetzung des Genmaterials innerhalb der Zelle. Eine L{\"o}sung dieses Problems bietet jedoch die weitere Modifizierung der PAA-Systeme durch den Einbau von Sollbruchstellen. Diese Sollbruchstellen erm{\"o}glichen einen programmierten Abbau des Polymers innerhalb der Zelle und damit sollte die Freisetzung des Genmaterials vom Tr{\"a}ger deutlich erleichtert werden. M{\"o}gliche Bruchstellen sind z. B. enzymatisch gezielt spaltbare Peptideinheiten oder Disulfid-Einheiten, wie sie bereits als Bausteine f{\"u}r die PAA-Synthese vorgestellt wurden (vergl. Kapitel 4.4). Da nur innerhalb der Zelle ein reduzierendes elektrochemisches Potential besteht, werden z. B. Disulfid-Einheiten auch nur dort gespalten und bieten außerhalb der Zelle ausreichende Stabilit{\"a}t zum Erhalt der Polyplexstruktur. Neben einer Anwendung in der Gentherapie bieten die hier vorgestellten PAA-Systeme den Vorteil einer systematischen Untersuchung von Struktur-Eigenschafts-Beziehungen der Polyplexe. Es wurden verschiedene Zusammenh{\"a}nge zwischen der chemischen Struktur der PAA-Segmente und der Art und St{\"a}rke der DNS-Komprimierung aufgezeigt. Die Komprimierungsst{\"a}rke wiederum zeigte deutlichen Einfluss auf die Internalisierungsrate und damit auch Transfektionseffizienz. Dar{\"u}ber hinaus zeigte sich ein drastischer Einfluss des PEO-Blocks auf die Stabilisierung der Polyplexe sowie deren intrazellul{\"a}re Freisetzung bei Zusatz von Chloroquin. Dennoch bleiben aufgrund der Komplexit{\"a}t der Zusammenh{\"a}nge noch viele Mechanismen der Transfektion unverstanden, und es muss Aufgabe folgender Arbeiten sein, das Potential der hier eingef{\"u}hrten monodispersen PAA-Systeme weiter auszuloten. So w{\"a}re z. B. eine Korrelation der Kettenl{\"a}nge mit den Parametern der Polyplexbildung, der Zellaufnahme und Transfektionseffizienz von großem Interesse. Dar{\"u}ber hinaus bietet der Einbau von Sollbruchstellen wie kurzen Peptidsequenzen oder den hier bereits eingef{\"u}hrten Disulfid-Einheiten neue M{\"o}glichkeiten der gezielten Freisetzung und des programmierten Abbaus, die n{\"a}her untersucht werden m{\"u}ssen. Neben der Anwendung im Bereich der Gentransfektion sind außerdem andere Gebiete f{\"u}r den Einsatz von monodispersen multifunktionalen PAAs denkbar, da diese kontrollierbare und einstellbare Wechselwirkungen erm{\"o}glichen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wattebled2006,
  author    = {Wattebled, Laurent},
  title     = {Oligomeric surfactants as novel type of amphiphiles : structure - property relationships and behaviour with additives},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-12855},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2006},
  abstract  = {The properties of a series of well-defined new surfactant oligomers (dimers to tetramers)were examined. From a molecular point of view, these oligomeric surfactants consist of simple monomeric cationic surfactant fragments coupled via the hydrophilic ammonium chloride head groups by spacer groups (different in nature and length). Properties of these cationic surfactant oligomers in aqueous solution such as solubility, micellization and surface activity, micellar size and aggregation number were discussed with respect to the two new molecular variables introduced, i.e. degree of oligomerization and spacer group, in order to establish structure - property relationships. Thus, increasing the degree of oligomerization results in a pronounced decrease of the critical micellization concentration (CMC). Both reduced spacer length and increased spacer hydrophobicity lead to a decrease of the CMC, but to a lesser extent. For these particular compounds, the formed micelles are relatively small and their aggregation number decreases with increasing the degree of oligomerization, increasing spacer length and sterical hindrance. In addition, pseudo-phase diagrams were established for the dimeric surfactants in more complex systems, namely inverse microemulsions, demonstrating again the important influence of the spacer group on the surfactant behaviour. Furthermore, the influence of additives on the property profile of the dimeric compounds was examined, in order to see if the solution properties can be improved while using less material. Strong synergistic effects were observed by adding special organic salts (e.g. sodium salicylate, sodium vinyl benzoate, etc.) to the surfactant dimers in stoichiometric amounts. For such mixtures, the critical aggregation concentration is strongly shifted to lower concentration, the effect being more pronounced for dimers than for analogous monomers. A sharp decrease of the surface tension can also be attained. Many of the organic anions produce viscoelastic solutions when added to the relatively short-chain dimers in aqueous solution, as evidenced by rheological measurements. This behaviour reflects the formation of entangled wormlike micelles due to strong interactions of the anions with the cationic surfactants, decreasing the curvature of the micellar aggregates. It is found that the associative behaviour is enhanced by dimerization. For a given counterion, the spacer group may also induce a stronger viscosifying effect depending on its length and hydrophobicity. Oppositely charged surfactants were combined with the cationic dimers, too. First, some mixtures with the conventional anionic surfactant SDS revealed vesicular aggregates in solution. Also, in view of these catanionic mixtures, a novel anionic dimeric surfactant based on EDTA was synthesized and studied. The synthesis route is relatively simple and the compound exhibits particularly appealing properties such as low CMC and σCMC values, good solubilization capacity of hydrophobic probes and high tolerance to hard water. Noteworthy, mixtures with particular cationic dimers gave rise to viscous solutions, reflecting the micelle growth.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hildebrandt2006,
  author    = {Hildebrandt, Niko},
  title     = {Lanthanides and quantum dots : time-resolved laser spectroscopy of biochemical F{\"o}rster Resonance Energy Transfer (FRET) systems},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-12686},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2006},
  abstract  = {F{\"o}rster Resonance Energy Transfer (FRET) plays an important role for biochemical applications such as DNA sequencing, intracellular protein-protein interactions, molecular binding studies, in vitro diagnostics and many others. For qualitative and quantitative analysis, FRET systems are usually assembled through molecular recognition of biomolecules conjugated with donor and acceptor luminophores. Lanthanide (Ln) complexes, as well as semiconductor quantum dot nanocrystals (QD), possess unique photophysical properties that make them especially suitable for applied FRET. In this work the possibility of using QD as very efficient FRET acceptors in combination with Ln complexes as donors in biochemical systems is demonstrated. The necessary theoretical and practical background of FRET, Ln complexes, QD and the applied biochemical models is outlined. In addition, scientific as well as commercial applications are presented. FRET can be used to measure structural changes or dynamics at distances ranging from approximately 1 to 10 nm. The very strong and well characterized binding process between streptavidin (Strep) and biotin (Biot) is used as a biomolecular model system. A FRET system is established by Strep conjugation with the Ln complexes and QD biotinylation. Three Ln complexes (one with Tb3+ and two with Eu3+ as central ion) are used as FRET donors. Besides the QD two further acceptors, the luminescent crosslinked protein allophycocyanin (APC) and a commercial fluorescence dye (DY633), are investigated for direct comparison. FRET is demonstrated for all donor-acceptor pairs by acceptor emission sensitization and a more than 1000-fold increase of the luminescence decay time in the case of QD reaching the hundred microsecond regime. Detailed photophysical characterization of donors and acceptors permits analysis of the bioconjugates and calculation of the FRET parameters. Extremely large F{\"o}rster radii of more than 100 {\AA} are achieved for QD as acceptors, considerably larger than for APC and DY633 (ca. 80 and 60 {\AA}). Special attention is paid to interactions with different additives in aqueous solutions, namely borate buffer, bovine serum albumin (BSA), sodium azide and potassium fluoride (KF). A more than 10-fold limit of detection (LOD) decrease compared to the extensively characterized and frequently used donor-acceptor pair of Europium tris(bipyridine) (Eu-TBP) and APC is demonstrated for the FRET system, consisting of the Tb complex and QD. A sub-picomolar LOD for QD is achieved with this system in azide free borate buffer (pH 8.3) containing 2 \% BSA and 0.5 M KF. In order to transfer the Strep-Biot model system to a real-life in vitro diagnostic application, two kinds of imunnoassays are investigated using human chorionic gonadotropin (HCG) as analyte. HCG itself, as well as two monoclonal anti-HCG mouse-IgG (immunoglobulin G) antibodies are labeled with the Tb complex and QD, respectively. Although no sufficient evidence for FRET can be found for a sandwich assay, FRET becomes obvious in a direct HCG-IgG assay showing the feasibility of using the Ln-QD donor-acceptor pair as highly sensitive analytical tool for in vitro diagnostics.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Mauser2006,
  author    = {Mauser, Tatjana},
  title     = {Multilayer capsules with stimuli-sensitive properties : pH-response and carbohydrate-sensing},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-12529},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2006},
  abstract  = {Polyelectrolyte microcapsules containing stimuli-responsive polymers have potential applications in the fields of sensors or actuators, stimulable microcontainers and controlled drug delivery. Such capsules were prepared, with the focus on pH-sensitivity and carbohydrate-sensing. First, pH-responsive polyelectrolyte capsules were produced by means of electrostatic layer-by-layer assembly of oppositely charged weak polyelectrolytes onto colloidal templates that were subsequently removed. The capsules were composed of poly(allylamine hydrochloride) (PAH) and poly(methacrylic acid) (PMA) or poly(4-vinylpyridine) (P4VP) and PMA and varied considerably in their hydrophobicity and the influence of secondary interactions. These polymers were assembled onto CaCO3 and SiO2 particles with diameters of ~ 5 µm, and a new method for the removal of the silica template under mild conditions was proposed. The pH-dependent stability of PAH/PMA and P4VP/PMA capsules was studied by confocal laser scanning microscopy (CLSM). They were stable over a wide pH-range and exhibited a pronounced swelling at the edges of stability, which was attributed to uncompensated positive or negative charges within the multilayers. The swollen state could be stabilized when the electrostatic repulsion was counteracted by hydrogen-bonding, hydrophobic interactions or polymeric entanglement. This stabilization made it possible to reversibly swell and shrink the capsules by tuning the pH of the solution. The pH-dependent ionization degree of PMA was used to modulate the binding of calcium ions. In addition to the pH-sensitivity, the stability and the swelling degree of these capsules at a given pH could be modified, when the ionic strength of the medium was altered. The reversible swelling was accompanied by reversible permeability changes for low and high molecular weight substances. The permeability for glucose was evaluated by studying the time-dependence of the buckling of the capsule walls in glucose solutions and the reversible permeability modulation was used for the encapsulation of polymeric material. A theoretical model was proposed to explain the pH-dependent size variations that took into account an osmotic expanding force and an elastic restoring force to evaluate the pH-dependent size changes of weak polyelectrolyte capsules. Second, sugar-sensitive multilayers were assembled using the reversible covalent ester formation between the polysaccharide mannan and phenylboronic acid moieties that were grafted onto poly(acrylic acid) (PAA). The resulting multilayer films were sensitive to several carbohydrates, showing the highest sensitivity to fructose. The response to carbohydrates resulted from the competitive binding of small molecular weight sugars and mannan to the boronic acid groups within the film, and was observed as a fast dissolution of the multilayers, when they were brought into contact with the sugar-containing solution above a critical concentration. It was also possible to prepare carbohydrate-sensitive multilayer capsules, and their sugar-dependent stability was investigated by following the release of encapsulated rhodamine-labeled bovine serum albumin (TRITC-BSA).},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Note2006,
  author    = {Note, Carine},
  title     = {Influence of hydrophobically modified polyelectrolytes on nanoparticle synthesis in self-organized systems and in water},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-11670},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2006},
  abstract  = {The formation of colloids by the controlled reduction, nucleation, and growth of inorganic precursor salts in different media has been investigated for more than a century. Recently, the preparation of ultrafine particles has received much attention since they can offer highly promising and novel options for a wide range of technical applications (nanotechnology, electrooptical devices, pharmaceutics, etc). The interest derives from the well-known fact that properties of advanced materials are critically dependent on the microstructure of the sample. Control of size, size distribution and morphology of the individual grains or crystallites is of the utmost importance in order to obtain the material characteristics desired. Several methods can be employed for the synthesis of nanoparticles. On the one hand, the reduction can occur in diluted aqueous or alcoholic solutions. On the other hand, the reduction process can be realized in a template phase, e.g. in well-defined microemulsion droplets. However, the stability of the nanoparticles formed mainly depends on their surface charge and it can be influenced with some added protective components. Quite different types of polymers, including polyelectrolytes and amphiphilic block copolymers, can for instance be used as protecting agents. The reduction and stabilization of metal colloids in aqueous solution by adding self-synthesized hydrophobically modified polyelectrolytes were studied in much more details. The polymers used are hydrophobically modified derivatives of poly(sodium acrylate) and of maleamic acid copolymers as well as the commercially available branched poly(ethyleneimine). The first notable result is that the polyelectrolytes used can act alone as both reducing and stabilizing agent for the preparation of gold nanoparticles. The investigation was then focused on the influence of the hydrophobic substitution of the polymer backbone on the reduction and stabilization processes. First of all, the polymers were added at room temperature and the reduction process was investigated over a longer time period (up to 8 days). In comparison, the reduction process was realized faster at higher temperature, i.e. 100°C. In both cases metal nanoparticles of colloidal dimensions can be produced. However, the size and shape of the individual nanoparticles mainly depends on the polymer added and the temperature procedure used. In a second part, the influence of the prior mentioned polyelectrolytes was investigated on the phase behaviour as well as on the properties of the inverse micellar region (L2 phase) of quaternary systems consisting of a surfactant, toluene-pentanol (1:1) and water. The majority of the present work has been made with the anionic surfactant sodium dodecylsulfate (SDS) and the cationic surfactant cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) since they can interact with the oppositely charged polyelectrolytes and the microemulsions formed using these surfactants present a large water-in-oil region. Subsequently, the polymer-modified microemulsions were used as new templates for the synthesis of inorganic particles, ranging from metals to complex crystallites, of very small size. The water droplets can indeed act as nanoreactors for the nucleation and growth of the particles, and the added polymer can influence the droplet size, the droplet-droplet interactions, as well as the stability of the surfactant film by the formation of polymer-surfactant complexes. One further advantage of the polymer-modified microemulsions is the possibility to stabilize the primary formed nanoparticles via a polymer adsorption (steric and/or electrostatic stabilization). Thus, the polyelectrolyte-modified nanoparticles formed can be redispersed without flocculation after solvent evaporation.},
  subject      = {Mikroemulsion},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Peikow2006,
  author    = {Peikow, Dirk},
  title     = {Synthese und Glycosidasehemmung von Thio-analogen Kohlenhydraten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-11192},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2006},
  abstract  = {Chitin ist ein Polysaccharid, welches aus N-Acetylglucosamin (GlcNAc) aufgebaut ist. Das Biopolymer kommt in der Natur in Invertebraten, Algen, Pilzen und Einzellern vor. Chitinasen hydrolysieren Chitin. Diese Enzyme sind essentiell f{\"u}r die Regulierung und Entwicklung von Arthropoden und Mikroorganismen. Sie fungieren in Pflanzen als Phytoalexine. Das verst{\"a}rkt das Interesse am Design neuer nat{\"u}rlicher und synthetischer Chitinase-inhibitoren, die als potentielle Insektizide, Fungizide, Antimalaria bzw. Antiasthmatika eingesetzt werden k{\"o}nnen. Ziel dieser Arbeit war die Synthese von neuen Thioglycosidanaloga von N-Acetyl-chitooligosacchariden und deren Untersuchung als Enzyminhibitoren. Die gesch{\"u}tzten 4-O-Tf-galactopyranosylthioglycoside wurden aus den korrespondierenden p-Methoxyphenylglycosiden von GlcNAc nach einer neuen Methode in einer Stufe hergestellt. Die Reaktion der galacto-Triflate mit 2-Acetamido-3,4,6-tri-O-acetyl-2-desoxy-1-thio-ß-D-glucopyranose in Gegenwart von Natriumhydrid und 15-Krone-5 in THF lieferte die Pseudo-Trisaccharide. Die Herstellung der Glycosyl-Thiazoline aus den entsprechenden p-Methoxyphenyl-glycosiden mit Lawesson's Reagenz ist nach einem neuen Reaktionsweg beschrieben wie auch die Synthese der Thioacetamide von GlcNAc-Oligomeren. Die Pseudo-Oligosaccharide wurden als Inhibitoren der Chitinasen von Serratia marcescens, Chironomus tentans, Acanthocheilonema viteae und Hevaea brasiliensis sowie der N-Acetyl-glucosaminidase von Chironomus tentans getestet. In einigen F{\"a}llen ergab sich eine Hemmung (IC50) im µM-Bereich.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Meyer2006,
  author    = {Meyer, Matthias},
  title     = {PIPOX-PEP : kontrollierte Synthese und Aggregationsverhalten von Blockcopolymeren mit schaltbarer Hydrophilie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-10832},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2006},
  abstract  = {Es wurden Poly(2-isopropyl-2-oxazolin)-Makroinitiatoren mit terminaler Ammoniumtrifluoracetat-Endgruppe synthetisiert, die anschließend f{\"u}r die Ammonium vermittelte NCA Polymerisation in NMP eingesetzt wurden. Die hierbei synthetisierten Poly(2-isopropyl-2-oxazolin)-block-poly(L-glutamat) (PIPOX-PEP) Blockcopolymere hatten eine Molekulargewichtsverteilung von 1,2 (UZ). Es wurde beobachtet, dass Poly(2-isopropyl-2-oxazolin) bei langen Zeiten oberhalb der LCST irreversibel sph{\"a}rische Strukturen bildet, die eine hierarchische Struktur besitzen und bei denen es sich m{\"o}glicherweise um "large compound micelles" handelt. PIPOX-PEP kann in w{\"a}sseriger L{\"o}sung bei langen Zeiten oberhalb der LCST "cottonball" Strukturen bilden. Die Aggregate wurden mittels Lichtstreuung, NMR und TEM charakterisiert. Im Rahmen der Arbeit wurden Strukturbildungsmodelle entwickelt.},
  subject      = {Polymer},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Rettig2006,
  author    = {Rettig, Hartmut Arnim},
  title     = {Methoden zur Synthese von definierten bioorganisch-synthetischen Blockcopolymeren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-10293},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2006},
  abstract  = {Bioorganisch-synthetische Blockcopolymere sind sowohl f{\"u}r die Materialwissenschaft als auch f{\"u}r die Medizin hochinteressant. Diese Arbeit besch{\"a}ftigte sich mit neuen Synthesewegen f{\"u}r die Herstellung dieser Blockcopolymere. Zun{\"a}chst wurde der klassische Ansatz zur Herstellung eines Blockcopolymers {\"u}ber die Kupplung der beiden Segmente aufgegriffen. Hierzu wurde eine Methode zur Synthese von selektiv s{\"a}ureendfunktionalisierten Polyacrylaten mittels einer terminalen Benzylesterschutzgruppe vorgestellt. F{\"u}r die Herstellung von bioorganisch-synthetischen Blockcopolymeren mit einem gr{\"o}ßeren Polymersegment wurde daher ein anderer Syntheseansatz entwickelt. Dieser geht von einem funktionalisierten Oligopeptid aus, an dem durch Polymerisation das synthetische Segment aufgebaut wird. Der Aufbau erfolgte durch kontrolliert radikalische Polymerisation, um ein m{\"o}glichst definiertes Segment zu erhalten. Zun{\"a}chst wurde eine Synthese von Oligopeptid-Makroinitiatoren f{\"u}r die ATRP-Polymerisation durchgef{\"u}hrt. Es konnte gezeigt werden, dass in geeigneten polaren L{\"o}sungsmitteln (DMSO, DMF) eine Polymerisation mit dem ATRP-Oligopeptid-Makroinitiator erfolgreich ist. Allerdings treten w{\"a}hrend der Polymerisation Wechselwirkungen zwischen dem Katalysator und dem Oligopeptid auf. Eine Alternative bietet die RAFT-Polymerisation, da sie ohne einen Katalysator durchgef{\"u}hrt wird. Es gelang ausgehend von dem Oligopeptid-ATRP-Makroinitiator den {\"U}bertr{\"a}ger herzustellen. Die RAFT-Polymerisation mit einem Oligopeptid{\"u}bertr{\"a}ger stellt eine wichtige Methode f{\"u}r die Herstellung von bioorganisch-synthetischen Blockcopolymeren dar. Sie besitzt eine hohe Toleranz gegen{\"u}ber funktionellen Gruppen. Die so hergestellten Blockcopolymere sind frei von Verunreinigungen, wie z.B. {\"U}bergangsmetallen. Dabei l{\"a}ßt sich das Molekulargewicht des synthetischen Blocks bei einer Polydispersit{\"a}t um 1,2 gut kontrollieren.},
  subject      = {ATRP},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Ba2006,
  author    = {Ba, Jianhua},
  title     = {Nonaqueous synthesis of metal oxide nanoparticles and their assembly into mesoporous materials},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-10173},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2006},
  abstract  = {This thesis mainly consist of two parts, the synthesis of several kinds of technologically interesting crystalline metal oxide nanoparticles via nonaqueous sol-gel process and the formation of mesoporous metal oxides using some of these nanoparticles as building blocks via evaporation induced self-assembly (EISA) technique. In the first part, the experimental procedures and characterization results of successful syntheses of crystalline tin oxide and tin doped indium oxide (ITO) nanoparticles are reported. SnO2 nanoparticles exhibit monodisperse particle size (3.5 nm in average), high crystallinity and particularly high dispersibility in THF, which enable them to become the ideal particulate precursor for the formation of mesoporous SnO2. ITO nanoparticles possess uniform particle morphology, narrow particle size distribution (5-10 nm), high crystallinity as well as high electrical conductivity. The synthesis approaches and characterization of various mesoporous metal oxides, including TiO2, SnO2, mixture of CeO2 and TiO2, mixture of BaTiO3 and SnO2, are reported in the second part of this thesis. Mesoporous TiO2 and SnO2 are presented as highlights of this part. Mesoporous TiO2 was produced in the forms of both films and bulk material. In the case of mesoporous SnO2, the study was focused on the high order of the porous structure. All these mesoporous metal oxides show high crystallinity, high surface area and rather monodisperse pore sizes, which demonstrate the validity of EISA process and the usage of preformed crystalline nanoparticles as nanobuilding blocks (NBBs) to produce mesoporous metal oxides.},
  subject      = {Nanopartikel},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Bhattacharryya2006,
  author    = {Bhattacharryya, Saroj Kumar},
  title     = {Development of detector for analytical ultracentrifuge. - [korr. Fassung]},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-8215},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2006},
  abstract  = {In this work approaches for new detection system development for an Analytical Ultracentrifuge (AUC) were explored. Unlike its counterpart in chromatography fractionation techniques, the use of a Multidetection system for AUC has not yet been implemented to full extent despite its potential benefit. In this study we tried to couple existing fundamental spectroscopic and scattering techniques that are used in day to day science as tool for extracting analyte information. Trials were performed for adapting Raman, Light scattering and UV/Vis (with possibility to work with the whole range of wavelengths) to AUC. Conclusions were drawn for Raman and Light scattering to be a possible detection system for AUC, while the development for a fast fiber optics based multiwavelength detector was completed. The multiwavelength detector demonstrated the capability of data generation matching the literature and reference measurement data and faster data collection than that of the commercial instrument. It became obvious that with the generation of data in 3-D space in the UV/Vis detection system, the user can select the wavelength for the evaluation of experimental results as the data set contains the whole range of information from UV/Vis wavelength. The detector showed the data generation with much faster speed unlike the commercial instruments. The advantage of fast data generation was exemplified with the evaluation of data for a mixture of three colloids. These data were in conformity with measurement results from normal radial experiments and without significant diffusion broadening. Thus conclusions were drawn that with our designed Multiwavelength detector, meaningful data in 3-D space can be collected with much faster speed of data generation.},
  subject      = {Ultrazentrifuge},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Gehrke2006,
  author    = {Gehrke, Nicole},
  title     = {Retrosynthese von Perlmutt},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-7971},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2006},
  abstract  = {In dieser Arbeit ist es gelungen, die Bedeutung physikalisch-chemischer Mechanismen in der Biomineralisation gegen{\"u}ber der bisher angenommenen Dominanz spezifischer biomolekularer Erkennungsmechanismen aufzuzeigen. Dazu wurden drei Ans{\"a}tze verfolgt: Zum einen wurden Studien zur Calciumcarbonatkristallisation durchgef{\"u}hrt. Zum anderen wurde das Biomineral Perlmutt intensiv untersucht. Als drittes wurde ein Modellsystem entwickelt, mit dem k{\"u}nstliches Perlmutt synthetisiert und ein Mechanismus f{\"u}r die Perlmuttmineralisation vorgeschlagen werden konnte. Im ersten Schritt wurden in einem simplen Kristallisationsansatz komplexe Calciumcarbonat{\"u}berstrukturen ohne die Verwendung von Additiven synthetisiert. Es wurde gezeigt, daß diese durch orientierte Anlagerung von Nanopartikeln gebildet werden, bei der dipolare Felder eine wichtige Rolle zu spielen scheinen. Dieser Mechansimus war bislang f{\"u}r Calciumcarbonat unbekannt und erm{\"o}glicht die Synthese komplexer Kristallmorphologien, wodurch die Frage aufgeworfen wird, ob er bei der Biomineralbildung von Bedeutung sein kann. Durch Einsatz minimaler Mengen eines einfachen, synthetischen Additivs bei der Kristallisation wurden zu {\"U}berstrukturen angeordnete Aragonitpl{\"a}ttchen synthetisiert, die von einer wenige nm dicken Schicht aus amorphen Calciumcarbonat umgeben sind. Eine solche Schicht wurde auch bei den Aragonitpl{\"a}ttchen Perlmutts entdeckt (s.u.) und bietet m{\"o}glicherweise in verschiedenen Systemen eine Erkl{\"a}rung f{\"u}r die Stabilisierung der sonst metastabilen Aragonitphase. Im zweiten Schritt wurden bei der Untersuchung von nat{\"u}rlichem Perlmutt zwei bislang unbekannte Strukturmerkmale entdeckt: Es gibt Bereiche, die nicht aus den charakteristischen Pl{\"a}ttchen bestehen, sondern wesentlich weniger stark mineralisert sind. Die Mineralphase besteht in diesen Bereichen aus Nanopartikeln. Es wurde weiterhin gezeigt, daß die Aragonitpl{\"a}ttchen von einer wenige nm dicken Schicht aus amorphem Calciumcarbonat umgeben ist. Die g{\"a}ngigen Modelle der Perlmuttbildung sind mit diesen Beobachtungen nicht zu vereinbaren und somit zu hinterfragen. Dagegen deuten diese Ergebnisse ein Wachstum von Perlmutt {\"u}ber ACC-Nanopartikel an. Unter der Annahme der Bedeutung physikalisch-chemischer Mechanismen in der Biomineralisation wurde schließlich als dritter Schritt ein Ansatz zur in vitro-Retrosynthese von Biomineralien ausgehend von ihrer unl{\"o}slichen Matrix entwickelt. Mit diesem Ansatz ist es erstmals gelungen, k{\"u}nstliches Perlmutt auf synthetischem Wege herzustellen, das morphologisch nicht vom Original zu unterscheiden ist. Die existierenden Unterschiede konnten zeigen, daß der Mineralisationsprozeß nicht auf ein spezifisches Mikroumgebungssystem beschr{\"a}nkt, sondern "allgemeiner g{\"u}ltig"' sein muß. Bei der Retrosynthese gibt es zwei Schl{\"u}sselfaktoren: Zum einen die demineralisierte unl{\"o}sliche Perlmuttmatrix als dreidimensionales Ger{\"u}st f{\"u}r das k{\"u}nstliche Perlmutt, zum anderen amorphe Precursorpartikel, die die Mineralphase bilden. Es werden keinerlei Proteine oder andere Biomolek{\"u}le verwendet. Dieser Ansatz bietet die M{\"o}glichkeit, den Mineralisationsprozeß an einem in vitro-Modellsystem zu verfolgen, was f{\"u}r das in vivo-System, wenn {\"u}berhaupt, nur unter starken Einschr{\"a}nkungen m{\"o}glich ist. Es wurde gezeigt, daß das k{\"u}nstliche Perlmutt {\"u}ber die Mesoskalentransformation von ACC-Precursorn innerhalb der Matrix gebildet wird und als m{\"o}glicher Mechanismus bei der Biomineralisation von nat{\"u}rlichem Perlmutt diskutiert. Es konnte in der vorliegenden Arbeit konsequent gezeigt werden, daß die Imitation von Biomineralisationsprozessen in in vitro-Ans{\"a}tzen m{\"o}glich ist, wobei chemisch-physikalische Parameter dominieren. In zuk{\"u}nftigen Studien sollten einerseits die mechanischen Eigenschaften des k{\"u}nstlichen Perlmutts untersucht werden, wof{\"u}r sich in Vorversuchen im Rahmen dieser Arbeit die Nanoindentierung als geeignet herausgestellt hat. Es sollte gepr{\"u}ft werden, ob das hier ermittelte Prinzip zur Mineralisierung in der Materialentwicklung angewendet werden kann. Andererseits sollte die Retrosynthese auf andere Systeme ausgeweitet und in vivo-Studien durchgef{\"u}hrt werden, um die G{\"u}ltigkeit der vorgeschlagenen Mechanismen zu {\"u}berpr{\"u}fen.},
  subject      = {Biomineralisation},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Nolte2006,
  author    = {Nolte, Marc},
  title     = {Integration of freestanding polyelectrolyte multilayer membranes in larger scale structures},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-7355},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2006},
  abstract  = {Ultrathin, semi-permeable membranes are not only essential in natural systems (membranes of cells or organelles) but they are also important for applications (separation, filtering) in miniaturized devices. Membranes, integrated as diffusion barriers or filters in micron scale devices need to fulfill equivalent requirements as the natural systems, in particular mechanical stability and functionality (e.g. permeability), while being only tens of nm in thickness to allow fast diffusion times. Promising candidates for such membranes are polyelectrolyte multilayers, which were found to be mechanically stable, and variable in functionality. In this thesis two concepts to integrate such membranes in larger scale structures were developed. The first is based on the directed adhesion of polyelectrolyte hollow microcapsules. As a result, arrays of capsules were created. These can be useful for combinatorial chemistry or sensing. This concept was expanded to couple encapsulated living cells to the surface. The second concept is the transfer of flat freestanding multilayer membranes to structured surfaces. We have developed a method that allows us to couple mm2 areas of defect free film with thicknesses down to 50 nm to structured surfaces and to avoid crumpling of the membrane. We could again use this technique to produce arrays of micron size. The freestanding membrane is a diffusion barrier for high molecular weight molecules, while small molecules can pass through the membrane and thus allows us to sense solution properties. We have shown also that osmotic pressures lead to membrane deflection. That could be described quantitatively.},
  subject      = {Polyelektrolyt},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Sczech2005,
  author    = {Sczech, Ronny},
  title     = {Haftvermittlung von Polyelektrolyten zwischen Celluloseoberfl{\"a}chen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-7338},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {Der Adh{\"a}sionsprozess an Cellulosefasern sollte bis hin zur molekularen Ebene aufgekl{\"a}rt werden. Zuerst wurde eine definierte Celluloseoberfl{\"a}che durch Aufschleudern hergestellt und eingehend charakterisiert wurde. Die Beschaffenheit der Oberfl{\"a}che ist stark abh{\"a}ngig von der Konzentration Cellulosel{\"o}sung, die f{\"u}r das Aufschleudern benutzt wurde. F{\"u}r geringe Konzentrationen bildete sich ein Netzwerk von Cellulosefibrillen {\"u}ber die Siliziumoberfl{\"a}che aus. In einem mittleren Bereich wurden geschlossene Filme mit Dicken zwischen 1,5 und ca. 10 nm erhalten. Diese Filme wiesen eine Rauhigkeit unter 2 nm auf, was der Gr{\"o}ße eines Cellulosemolek{\"u}ls entspr{\"a}che. Mit h{\"o}heren Konzentrationen wurden die Filme dicker und auch rauer. Die molekular glatten Cellulosefilme wurden zur Untersuchung der Adh{\"a}sionseigenschaften zwischen Celluloseoberfl{\"a}chen und ihrer Modifikation durch den Einfluss von Haftvermittlern (Polyelektrolyte) eingesetzt. Daf{\"u}r wurde das Haftungsverm{\"o}gen von Celluloseperlen auf der glatten Celluloseoberfl{\"a}che analysiert. Die Adh{\"a}sion der Celluloseperlen h{\"a}ngt dabei von der Menge und von der Art des adsorbierten Polyelektrolyts ab. Geringe Polyelektrolytkonzentrationen erm{\"o}glichen wegen der teilweisen Bedeckung der Celluloseoberfl{\"a}chen eine Verst{\"a}rkung der Haftvermittlung (Adh{\"a}sion). H{\"o}here Konzentrationen an Polyelektrolyten bedecken die Celluloseoberfl{\"a}che komplett, so dass die Symmetrie der Polyelektrolytadsorption entscheidend wird. Wenn Celluloseperlen und glatte Celluloseoberfl{\"a}che gleichzeitig mit Polyelektrolyten beschichtet werden verringert sich bei hohen Konzentrationen die Adh{\"a}sion erheblich. Ein hohes Maß an Adh{\"a}sion wird dagegen erreicht, wenn nur eine der beiden gegen{\"u}berliegende Celluloseoberfl{\"a}chen separat beschichtet und dann in Kontakt mit der anderen gebracht Oberfl{\"a}che wurde. Der Einfluss einer {\"a}ußeren Kraft auf die haftenden Celluloseperlen wurde untersucht, um eine Aussage {\"u}ber die auftretenden Adh{\"a}sionskr{\"a}fte machen zu k{\"o}nnen. Daf{\"u}r wurde eine spezielle Str{\"o}mungszelle entwickelt, mit der die Bewegung von Celluloseperlen beobachtet werden kann. Je nach Ausrichtung der Str{\"o}mungszelle bewegten sich die Celluloseperlen unterschiedlich schnell. War die Str{\"o}mungszelle horizontal ausgerichtet, wirkte zus{\"a}tzlich zur Adh{\"a}sionskraft noch die Gravitation auf die Oberfl{\"a}che, so dass hier eine wesentlich langsamere Durchschnittsgeschwindigkeit ermittelt wurde als f{\"u}r die Messungen in vertikaler Ausrichtung. Die Zugabe von verschiedenen Polyelektrolyten bei den Messungen mit der Str{\"o}mungszelle hatte einen erheblichen Einfluss auf die Beweglichkeit der haftenden Celluloseperlen. Bei geringen Polyelektrolytkonzentrationen wurde das Potential der einzelnen Polyelektrolyten zur effektiven Haftvermittlung durch eine signifikant geringere Durchschnittsgeschwindigkeit der rollenden Celluloseperlen sichtbar. Aus der kritischen Anfangsgeschwindigkeit der rollenden Celluloseperlen wurde die Adh{\"a}sionsarbeit errechnet, die f{\"u}r die Bewegung n{\"o}tig ist.},
  subject      = {Polyelektrolyt},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Fischer2005,
  author    = {Fischer, Thomas},
  title     = {Lichtinduzierte Orientierungsprozesse in Azobenzen-Polymeren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-7133},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {Die Beeinflussung optischer Eigenschaften durch Bestrahlung stellt eine Grundlage f{\"u}r die Herstellung anisotroper optischer Komponenten dar. In d{\"u}nnen Schichten von Azobenzen-Polymeren kann optische Anisotropie durch linear polarisierte Bestrahlung induziert oder modifiziert werden. Ziel der Arbeit war es, wesentliche Struktur-Eigenschafts-Beziehungen zum Prozess der Photoorientierung zu erarbeiten, um so eine Optimierung der Materialien f{\"u}r verschiedene Anwendungen erm{\"o}glichen. In isotropen Schichten fl{\"u}ssigkristalliner und amorpher Azobenzen-Polymeren wird das Ausmaß der induzierten optischen Anisotropie g{\"u}nstig durch eine Donor/Akzeptor-Substitution in 4,4'-Position beeinflusst. Die Induktionsgeschwindigkeit ist in Schichten fl{\"u}ssigkristalliner Polymeren deutlich geringer, jedoch lassen sich h{\"o}here Werte der Doppelbrechung und des Dichroismus erreichen. In Copolymeren bewirkt die Photoorientierung der Azobenzen-Seitengruppen eine kooperative Orientierung von formanisotropen Seitengruppen. Die Mesogenit{\"a}t der nicht-photochromen Seitengruppen erh{\"o}ht das Ausmaß der induzierten optischen Anisotropie. Die Stabilit{\"a}t der induzierten Doppelbrechung und des Dichroismus wird durch diese Gruppen gesteigert. In Schichten fl{\"u}ssigkristalliner Polymeren wird die induzierte optische Anisotropie beim Tempern im Bereich der Mesophasen erheblich verst{\"a}rkt. Dabei reicht ein geringes Maß an induzierter Anisotropie aus, um Doppelbrechungs- und Dichroismuswerte zu erzielen, wie sie f{\"u}r LC-Dom{\"a}nen typisch sind. In orientierten Schichten von Azobenzen-Polymeren wird das Resultat der linear polarisierten Bestrahlung durch die St{\"a}rke der anisotropen Wechselwirkungen in den fl{\"u}ssigkristallinen Dom{\"a}nen oder den LB-Multilayern bestimmt. Eine lichtinduzierte Reorientierung kann nur erreicht werden, wenn diese Wechselwirkungen {\"u}berwunden werden k{\"o}nnen. Erfolgt eine Photoreorientierung in den orientierten Polymerschichten, werden in Copolymeren formanisotrope Seitengruppen ebenfalls kooperativ reorientiert. Eine vorgelagerte UV-Bestrahlung kann durch Erzeugung eines hohen Anteils an nicht-mesogenen Z-Isomeren die anisotropen Wechselwirkungen stark schw{\"a}chen und so die Seitengruppen entkoppeln. Aus diesem Zustand erfolgt die Photoreorientierung mit einer der Photoorientierung in isotropen Schichten vergleichbaren Effizienz. Die erarbeiteten Struktur-Eigenschafts-Beziehungen liefern einen Beitrag zur Optimierung derartiger Materialien f{\"u}r Anwendungen in den Bereichen optischer Funktionsschichten, holographischer Datenspeicherung oder der Generierung von Oberfl{\"a}chenreliefgittern.},
  subject      = {Fl{\"u}ssigkristalline Polymere},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Franke2005,
  author    = {Franke, Danielle},
  title     = {Novel surfactants for the production of functional nanostructured materials via the ionic self-assembly (ISA) route = Neuartige Tenside f{\"u}r die Synthese funktioneller nanostrukturierter Materialien durch ionische Selbsorganisation},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-6922},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {In recent years, the aim of supramolecular syntheses is not only the creation of particular structures but also the introduction of specific functions in these supramolecules. The present work describes the use of the ionic self-assembly (ISA) route to generate nanostructured materials with integrated functionality. Since the ISA strategy has proved to be a facile method for the production of liquid-crystalline materials, we investigated the phase behaviour, physical properties and function of a variety of ISA materials comprising a perylene derivative as the employed oligoelectrolyte. Functionality was introduced into the materials through the use of functional surfactants. In order to meet the requirements to produce functional ISA materials through the use of functional surfactants, we designed and synthesized pyrrole-derived monomers as surfactant building blocks. Owing to the presence of the pyrrole moiety, these surfactants are not only polymerizable but are also potentially conductive when polymerized. We adopted single-tailed and double-tailed N-substituted pyrrole monomers as target molecules. Since routine characterization analysis of the double-tailed pyrrole-containing surfactant indicated very interesting, complex phase behaviour, a comprehensive investigation of its interfacial properties and mesophase behavior was conducted. The synthesized pyrrole-derived surfactants were then employed in the synthesis of ISA complexes. The self-assembled materials were characterized and subsequently polymerized by both chemical and electrochemical methods. The changes in the structure and properties of the materials caused by the in-situ polymerization were addressed. In the second part of this work, the motif investigated was a property rather than a function. Since chiral superstructures have obtained much attention during the last few years, we investigated the possibility of chiral ISA materials through the use of chiral surfactants. Thus, the work involved synthesis of novel chiral surfactants and their incorporation in ISA materials with the aim of obtaining ionically self-assembled chiral superstructures. The results and insights presented here suggest that the presented synthesis strategy can be easily extended to incorporate any kind of charged tectonic unit with desired optical, electrical, or magnetic properties into supramolecular assemblies for practical applications.},
  subject      = {Nanotechnologie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Jovanovic2005,
  author    = {Jovanovic, Ljubisa},
  title     = {New synthetic approaches to 8,5'-neolignans},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-6878},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {Neolignans, dehydrodimers of phenylpropenes, are natural products that exhibit different biological activities. 8,5'-Neolignans containing a trans- dihydrobenzofuran skeleton are the most abundant neolignans in nature. The published syntheses of trans-dihydrobenzofurans are multistep procedures that are time consuming and provide the product in low yield. Furthermore, all dimerisation reactions either in the presence of enzymes or mediated by metal salts are yielding dimers consisting of two units of the same phenylpropene compound, narrowing substantially the substitution pattern. Two different general synthetic approaches were examined. The first strategy was the enantioselective deprotonation at the α-carbon of the ο-alkyl phenols in the presence of a chiral diamine and sBuLi. Synthesis of several new phosphorous-based directed ortho-metalation groups was studied. The examined compounds having these new groups decomposed even under very mild reaction conditions and are not suitable for the application in the synthesis. The second strategy was to examine one [3+2] cycloaddition reaction, transition metal catalysed Heck oxyarylation reaction, in the synthetic approach to compounds having trans-dihydrobenzofuran skeleton. Palladium catalysed Heck oxyarylation reaction with halogenophenols or ortho-diazonium phenols as the starting material allowed the trans-dihydrobenzofuran compounds as the major products in acceptable yield and in one step. The products were formed under ligand free condition, as well as in the presence of some strong coordinating ligands (Ph3P). The experiments with several chiral ligands, showed that the obtained trans-dihydrobenzofurans were racemic mixtures. This result suggests formation of an achiral intermediate along the reaction pathway, which causes the lack of stereoselectivity in the products. Initially formed trans-dihydrobenzofuran compounds are the key precursors of many naturally occurring neolignans, and can be easily converted to 8,5'-neolignan derivatives.},
  subject      = {Dihydrobenzofurane},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Andersen2005,
  author    = {Andersen, Audr{\´e}e},
  title     = {Surfactant dynamics at interfaces : a series of second harmonic generation experiments},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-6553},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {Adsorption layers of soluble surfactants enable and govern a variety of phenomena in surface and colloidal sciences, such as foams. The ability of a surfactant solution to form wet foam lamellae is governed by the surface dilatational rheology. Only systems having a non-vanishing imaginary part in their surface dilatational modulus, E, are able to form wet foams. The aim of this thesis is to illuminate the dissipative processes that give rise to the imaginary part of the modulus. There are two controversial models discussed in the literature. The reorientation model assumes that the surfactants adsorb in two distinct states, differing in their orientation. This model is able to describe the frequency dependence of the modulus E. However, it assumes reorientation dynamics in the millisecond time regime. In order to assess this model, we designed a SHG pump-probe experiment that addresses the orientation dynamics. Results obtained reveal that the orientation dynamics occur in the picosecond time regime, being in strong contradiction with the two states model. The second model regards the interface as an interphase. The adsorption layer consists of a topmost monolayer and an adjacent sublayer. The dissipative process is due to the molecular exchange between both layers. The assessment of this model required the design of an experiment that discriminates between the surface compositional term and the sublayer contribution. Such an experiment has been successfully designed and results on elastic and viscoelastic surfactant provided evidence for the correctness of the model. Because of its inherent surface specificity, surface SHG is a powerful analytical tool that can be used to gain information on molecular dynamics and reorganization of soluble surfactants. They are central elements of both experiments. However, they impose several structural elements of the model system. During the course of this thesis, a proper model system has been identified and characterized. The combination of several linear and nonlinear optical techniques, allowed for a detailed picture of the interfacial architecture of these surfactants.},
  subject      = {Tensid},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Garnier2005,
  author    = {Garnier, S{\´e}bastien},
  title     = {Novel amphiphilic diblock copolymers by RAFT-polymerization, their self-organization and surfactant properties},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-6395},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {The Reversible Addition Fragmentation Chain Transfer (RAFT) process using the new RAFT agent benzyldithiophenyl acetate is shown to be a powerful polymerization tool to synthesize novel well-defined amphiphilic diblock copolymers composed of the constant hydrophobic block poly(butyl acrylate) and of 6 different hydrophilic blocks with various polarities, namely a series of non-ionic, non-ionic comb-like, anionic and cationic hydrophilic blocks. The controlled character of the polymerizations was supported by the linear increase of the molar masses with conversion, monomodal molar mass distributions with low polydispersities and high degrees of end-group functionalization. The new macro-surfactants form micelles in water, whose size and geometry strongly depend on their composition, according to dynamic and static light scattering measurements. The micellization is shown to be thermodynamically favored, due to the high incompatibility of the blocks as indicated by thermal analysis of the block copolymers in bulk. The thermodynamic state in solution is found to be in the strong or super strong segregation limit. Nevertheless, due to the low glass transition temperature of the core-forming block, unimer exchange occurs between the micelles. Despite the dynamic character of the polymeric micellar systems, the aggregation behavior is strongly dependent on the history of the sample, i.e., on the preparation conditions. The aqueous micelles exhibit high stability upon temperature cycles, except for an irreversibly precipitating block copolymer containing a hydrophilic block exhibiting a lower critical solution temperature (LCST). Their exceptional stability upon dilution indicates very low critical micelle concentrations (CMC) (below 4∙10<sup>-4 g∙L<sup>-1). All non-ionic copolymers with sufficiently long solvophobic blocks aggregated into direct micelles in DMSO, too. Additionally, a new low-toxic highly hydrophilic sulfoxide block enables the formation of inverse micelles in organic solvents. The high potential of the new polymeric surfactants for many applications is demonstrated, in comparison to reference surfactants. The diblock copolymers are weakly surface-active, as indicated by the graduate decrease of the surface tension of their aqueous solutions with increasing concentration. No CMC could be detected. Their surface properties at the air/water interface confer anti-foaming properties. The macro-surfactants synthesized are surface-active at the interface between two liquid phases, too, since they are able to stabilize emulsions. The polymeric micelles are shown to exhibit a high ability to solubilize hydrophobic substances in water.},
  subject      = {Blockcopolymere},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Wolf2005,
  author    = {Wolf, Gunter},
  title     = {Diffusionsuntersuchungen an (polymer-modifizierten) Mikroemulsionen mittels Feldgradientenimpuls-NMR-Spektroskopie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-6259},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {Aufgrund des großen Verh{\"a}ltnisses von Oberfl{\"a}che zu Volumen zeigen Nanopartikel interessante, gr{\"o}ßenabh{\"a}ngige Eigenschaften, die man im ausgedehnten Festk{\"o}rper nicht beobachtet. Sie sind daher von großem wissenschaftlichem und technologischem Interesse. Die Herstellung kleinster Partikel ist aus diesem Grund {\"u}beraus w{\"u}nschenswert. Dieses Ziel kann mit Hilfe von Mikroemulsionen als Templatphasen bei der Herstellung von Nanopartikeln erreicht werden. Mikroemulsionen sind thermodynamisch stabile, transparente und isotrope Mischungen von Wasser und {\"O}l, die durch einen Emulgator stabilisiert sind. Sie k{\"o}nnen eine Vielzahl verschiedener Mikrostrukturen bilden. Die Kenntnis der einer Mikroemulsion zugrunde liegenden Struktur und Dynamik ist daher von außerordentlicher Bedeutung, um ein gew{\"a}hltes System potentiell als Templatphase zur Nanopartikelherstellung einsetzen zu k{\"o}nnen. In der vorliegenden Arbeit wurden komplexe Mehrkomponentensysteme auf der Basis einer nat{\"u}rlich vorkommenden Sojabohnenlecithin-Mischung, eines gereinigten Lecithins und eines Sulfobetains als Emulgatoren mit Hilfe der diffusionsgewichteten 1H-NMR-Spektroskopie unter Verwendung gepulster Feldgradienten (PFG) in Abh{\"a}ngigkeit des Zusatzes des Polykations Poly-(diallyl-dimethyl-ammoniumchlorid) (PDADMAC) untersucht. Der zentrale Gegenstand dieser Untersuchungen war die strukturelle und dynamische Charakterisierung der verwendeten Mikroemulsionen hinsichtlich ihrer potentiellen Anwendbarkeit als Templatphasen f{\"u}r die Herstellung m{\"o}glichst kleiner Nanopartikel. Die konzentrations- und zeit-abh{\"a}ngige NMR-Diffusionsmessung stellte sich dabei als hervorragend geeignete und genaue Methode zur Untersuchung der Mikrostruktur und Dynamik in den vorliegenden Systemen heraus. Die beobachtete geschlossene Wasser-in-{\"O}l- (W/O-) Mikrostruktur der Mikroemulsionen zeigt deutlich deren potentielle Anwendbarkeit in der Nanopartikelsynthese. Das Gesamtdiffusionsverhalten des Tensides wird durch variierende Anteile aus der Verschiebung gesamter Aggregate, der Monomerdiffusion im Medium bzw. der medium-vermittelten Oberfl{\"a}chendiffusion bestimmt. Dies resultierte in einigen F{\"a}llen in einer anormalen Diffusionscharakteristik. In allen Systemen liegen hydrodynamische und direkte Wechselwirkungen zwischen den Tensidaggregaten vor. Der Zusatz von PDADMAC zu den Mikroemulsionen resultiert in einer Stabilisierung der fl{\"u}ssigen Grenzfl{\"a}che der Tensidaggregate aufgrund der Adsorption des Polykations auf den entgegengesetzt geladenen Tensidfilm und kann potentiell zu Nanopartikeln mit kleineren Dimensionen und schmaleren Gr{\"o}ßenverteilungen f{\"u}hren.},
  subject      = {Mikroemulsion},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kozempel2005,
  author    = {Kozempel, Steffen},
  title     = {Emulgatorfreie Emulsionspolymerisation : Monomerl{\"o}sungszustand und Teilchenbildung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-6106},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {Polymere sind zweifelsohne der Werkstoff in unserer Zeit. Ein bedeutender Anteil der heute industriell produzierten Polymere wird durch Emulsionspolymerisation hergestellt. Obwohl die Emulsionspolymerisation breite Anwendung findet, sind die involvierten Mechanismen von Teilchenbildung und -wachstum noch heute Gegenstand heftiger Kontroversen. Ein Spezialfall der Emulsionspolymerisation ist die emulgatorfreie Emulsionspolymerisation. Hierbei handelt es sich um ein scheinbar einfacheres System der Emulsionspolymerisation, weil diese Methode ohne Zusatz von Emulgatoren auskommt. Die Teilchenbildung ist ein fundamentaler Vorgang im Verlauf der Emulsionspolymerisation, da sie zur Ausbildung der polymeren Latexphase f{\"u}hrt. Detaillierte Kenntnisse zum Mechanismus der Nukleierung erm{\"o}glichen eine bessere Kontrolle des Reaktionsverlaufes und damit der Eigenschaften des Endproduktes der Emulsionspolymerisation, dem Polymer-Latex. Wie bereits vorangegangene Arbeiten auf dem Gebiet der emulgatorfreien Emulsionspolymerisation von Styrol sowie Methylmethacrylat und Vinylacetat zeigen konnten, verl{\"a}uft die Teilchenbildung in diesen Systemen {\"u}ber den Mechanismus der aggregativen Nukleierung. Im Zusammenhang mit den Ergebnissen der genannten Arbeiten tauchte dabei immer wieder ein interessanter Effekt im Bereich der Partikelnukleierung auf. Dieses als JUMBO-Effekt bezeichnete Ph{\"a}nomen zeigte sich reproduzierbar in einem Anstieg der Transmission im Bereich der Teilchenbildung von emulgatorfreien Emulsionspolymerisationen von Styrol, MMA und VAc. Nach der Initiierung der Polymerisation in einer w{\"a}ssrigen Monomerl{\"o}sung durch Kaliumperoxodisulfat steigt die Durchl{\"a}ssigkeit bei 546 nm auf {\"u}ber 100 \% an. F{\"u}r diese „Abnahme der optischen Dichte" wurden verschiedene Erkl{\"a}rungsm{\"o}glichkeiten vorgeschlagen, jedoch blieb ein Nachweis der Ursache f{\"u}r den JUMBO-Effekt bisher aus. Dieser Mangel an Aufkl{\"a}rung eines offenbar grundlegenden Ph{\"a}nomens in der emulgatorfreien Emulsionspolymerisation bildet den „Nukleus" f{\"u}r die vorlie¬gende Arbeit. Durch die vorliegende Dissertation konnte das Verst{\"a}ndnis f{\"u}r Ph{\"a}nomene der Teilchenbildung in der emulgatorfreien Emulsionspolymerisation von Styrol mit KPS erweitert werden. In diesem Rahmen wurde das Online-Monitoring des Polymerisationsvorganges verbessert und um verschiedene Methoden erweitert: Zur simultanen Erfassung von Tr{\"u}bungsdaten bei verschiedenen Wellenl{\"a}ngen konnte ein modernes Spektrometer in Kombination mit einer Lichtleitersonde in die Reaktionsapparatur integriert werden. Es wurde ein verbesserter Algorithmus zur Datenbearbeitung f{\"u}r die Partikelgr{\"o}ßenbestimmung mittels faseroptischer dynamischer Lichtstreuung entwickelt. Es wurden Online-Partikelgr{\"o}ßenanalysen mittels statischer Vielwinkellichtstreuung bei Polymerisationen direkt in entsprechenden Lichtstreuk{\"u}vetten durchgef{\"u}hrt. Diese zur Beschreibung des untersuchten Systems eingef{\"u}hrten Methoden sowie ein zeitlich vollst{\"a}ndiges Monitoring des gesamten Polymerisationsverlaufes, beginnend mit der Zugabe von Monomer zu Wasser, f{\"u}hrten zu neuen Erkenntnissen zur emulgatorfreien Emulsionspolymerisation. Es wurden große Monomeraggregate, die sog. Nanotr{\"o}pfchen, in w{\"a}ssriger L{\"o}sung (emulgatorfrei) nachgewiesen. Diese Aggregate bilden sich spontan und treten verst{\"a}rkt in entgastem Wasser auf. Die Existenz von Nanotr{\"o}pfchen in Verbindung mit Tr{\"u}bungs- und gaschromatografischen Messungen l{\"a}sst auf eine molekular gel{\"o}ste „Wirkkonzentration" von Styrol in Wasser schließen, die bedeutend geringer ist als die absolute S{\"a}ttigungskonzentration. Es konnten Hinweise auf eine Reaktion h{\"o}herer Ordnung im System Wasser/Styrol/KPS gefunden werden. Es konnte gezeigt werden, dass eine pr{\"a}zise Einstellung der Nukleierungsdauer {\"u}ber die Zeit der Equilibrierung von Wasser mit Styrol m{\"o}glich ist. Der JUMBO-Effekt, dem in dieser Arbeit ein besonderes Interesse galt, konnte in gewisser Weise entmystifiziert werden. Es konnte gezeigt werden, dass die Durchl{\"a}ssigkeit der Reaktionsmischung bereits beim L{\"o}sen von Styrol in Wasser durch Bildung von Styrolaggregaten abnimmt. Der darauf folgende kurzzeitige Transmissionsanstieg im Zusammenhang mit der Nukleierung erreicht dabei nicht mehr 100 \% des Referenzwertes von reinem Wasser. Alle experimentellen Daten sprechen f{\"u}r die Nanotr{\"o}pfchen als Ursache des JUMBO-Effekts. Wie die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, ist selbst das relativ „einfache" System der emulgatorfreien Emulsionspolymerisation komplizierter als angenommen. Die Existenz von großen Styrolaggregaten in w{\"a}ssriger L{\"o}sung erfordert eine neue Betrachtungsweise des Reaktionssystems, in die auch der L{\"o}sungszustand des Monomers mit einbezogen werden muss.},
  subject      = {Emulsionspolymerisation},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Justynska2005,
  author    = {Justynska, Justyna},
  title     = {Towards a library of functional block copolymers : synthesis and colloidal properties},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-5907},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {Understanding the principles of self-organisation exhibited by block copolymers requires the combination of synthetic and physicochemical knowledge. The ability to synthesise block copolymers with desired architecture facilitates the ability to manipulate their aggregation behaviour, thus providing the key to nanotechnology. Apart from relative block volumes, the size and morphology of the produced nanostructures is controlled by the effective incompatibility between the different blocks. Since polymerisation techniques allowing for the synthesis of well-defined block copolymers are restricted to a limited number of monomers, the ability to tune the incompatibility is very limited. Nevertheless, Polymer Analogue Reactions can offer another possibility for the production of functional block copolymers by chemical modifications of well-defined polymer precursors. Therefore, by applying appropriate modification methods both volume fractions and incompatibility, can be adjusted. Moreover, copolymers with introduced functional units allow utilization of the concept of molecular recognition in the world of synthetic polymers. The present work describes a modular synthetic approach towards functional block copolymers. Radical addition of functional mercaptanes was employed for the introduction of diverse functional groups to polybutadiene-containing block copolymers. Various modifications of 1,2-polybutadiene-poly(ethylene oxide) block copolymer precursors are described in detail. Furthermore, extension of the concept to 1,2-polybutadiene-polystyrene block copolymers is demonstrated. Further investigations involved the self-organisation of the modified block copolymers. Formed aggregates in aqueous solutions of block copolymers with introduced carboxylic acid, amine and hydroxyl groups as well as fluorinated chains were characterised. Study of the aggregation behaviour allowed general conclusions to be drawn regarding the influence of the introduced groups on the self-organisation of the modified copolymers. Finally, possibilities for the formation of complexes, based on electrostatic or hydrogen-bonding interactions in mixtures of block copolymers bearing mutually interacting functional groups, were investigated.},
  subject      = {Blockcopolymere},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Garnweitner2005,
  author    = {Garnweitner, Georg},
  title     = {Nichtw{\"a}ssrige Synthese und Bildungsmechanismus von {\"U}bergangsmetalloxid-Nanopartikeln = Nonaqueous synthesis of transition-metal oxide nanoparticles and their formation mechanism},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-5892},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {In this work, the nonaqueous synthesis of binary and ternary metal oxide nanoparticles is investigated for a number of technologically important materials. A strong focus was put on studying the reaction mechanisms leading to particle formation upon solvothermal treatment of the precursors, as an understanding of the formation processes is expected to be crucial for a better control of the systems, offering the potential to tailor particle size and morphology. The synthesis of BaTiO3 was achieved by solvothermal reaction of metallic barium and titanium isopropoxide in organic solvents. Phase-pure, highly crystalline particles about 6 nm in size resulted in benzyl alcohol, whereas larger particles could be obtained in ketones such as acetone or acetophenone. In benzyl alcohol, a novel mechanism was found to lead to BaTiO3, involving a C-C coupling step between the isopropoxide ligand and the benzylic carbon of the solvent. The resulting coupling product, 4-phenyl-2-butanol, is found in almost stoichiometric yield. The particle formation in ketones proceeds via a Ti-mediated aldol condensation of the solvent, involving formal elimination of water which induces formation of the oxide. These processes also occurred when reacting solely the titanium alkoxide with ketones or aldehydes, leading to highly crystalline anatase nanoparticles for all tested solvents. In ketones, also the synthesis of nanopowders of lead zirconate titanate (PZT) was achieved, which were initially amorphous but could be crystallized by calcination at moderate temperatures. Additionally, PZT films were prepared by simply casting a suspension of the powder onto Si substrates followed by calcination.Solvothermal synthesis however is not restricted to alkoxides as precursors but is also achieved from metal acetylacetonates. The use of benzylamine as solvent proved particularly versatile, making possible the synthesis of nanocrystalline In2O3, Ga2O3, ZnO and iron oxide from the respective acetylacetonates. During the synthesis, the acetylacetonate ligand undergoes a solvolysis under C-C cleavage, resulting in metal-bound enolate ligands which, in analogy to the synthesis in ketones, induce ketimine and aldol condensation reactions. In the last section of this work, surface functionalization of anatase nanoparticles is explored. The particles were first capped with various organic ligands via a facile in situ route, which resulted in altered properties such as enhanced dispersibility in various solvents. In a second step, short functional oligopeptide segments were attached to the particles by means of a catechol linker to achieve advanced self-assembly properties.},
  subject      = {Nanopartikel},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Nozari2005,
  author    = {Nozari, Samira},
  title     = {Towards understanding RAFT aqueous heterophase polymerization},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-5801},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {Reversible addition-fragmentation transfer (RAFT) was used as a controlling technique for studying the aqueous heterophase polymerization. The polymerization rates obtained by calorimetric investigation of ab initio emulsion polymerization of styrene revealed the strong influence of the type and combination of the RAFT agent and initiator on the polymerization rate and its profile. The studies in all-glass reactors on the evolution of the characteristic data such as average molecular weight, molecular weight distribution, and average particle size during the polymerization revealed the importance of the peculiarities of the heterophase system such as compartmentalization, swelling, and phase transfer. These results illustrated the important role of the water solubility of the initiator in determining the main loci of polymerization and the crucial role of the hydrophobicity of the RAFT agent for efficient transportation to the polymer particles. For an optimum control during ab-initio batch heterophase polymerization of styrene with RAFT, the RAFT agent must have certain hydrophilicity and the initiator must be water soluble in order to minimize reactions in the monomer phase. An analytical method was developed for the quantitative measurements of the sorption of the RAFT agents to the polymer particles based on the absorption of the visible light by the RAFT agent. Polymer nanoparticles, temperature, and stirring were employed to simulate the conditions of a typical aqueous heterophase polymerization system. The results confirmed the role of the hydrophilicity of the RAFT agent on the effectiveness of the control due to its fast transportation to the polymer particles during the initial period of polymerization after particle nucleation. As the presence of the polymer particles were essential for the transportation of the RAFT agents into the polymer dispersion, it was concluded that in an ab initio emulsion polymerization the transport of the hydrophobic RAFT agent only takes place after the nucleation and formation of the polymer particles. While the polymerization proceeds and the particles grow the rate of the transportation of the RAFT agent increases with conversion until the free monomer phase disappears. The degradation of the RAFT agent by addition of KPS initiator revealed unambigueous evidence on the mechanism of entry in heterophase polymerization. These results showed that even extremely hydrophilic primary radicals, such as sulfate ion radical stemming from the KPS initiator, can enter the polymer particles without necessarily having propagated and reached a certain chain length. Moreover, these results recommend the employment of azo-initiators instead of persulfates for the application in seeded heterophase polymerization with RAFT agents. The significant slower rate of transportation of the RAFT agent to the polymer particles when its solvent (styrene) was replaced with a more hydrophilic monomer (methyl methacrylate) lead to the conclusion that a complicated cooperative and competitive interplay of solubility parameters and interaction parameter with the particles exist, determining an effective transportation of the organic molecules to the polymer particles through the aqueous phase. The choice of proper solutions of even the most hydrophobic organic molecules can provide the opportunity of their sorption into the polymer particles. Examples to support this idea were given by loading the extremely stiff fluorescent molecule, pentacene, and very hydrophobic dye, Sudan IV, into the polymer particles. Finally, the first application of RAFT at room temperature heterophase polymerization is reported. The results show that the RAFT process is effective at ambient temperature; however, the rate of fragmentation is significantly slower. The elevation of the reaction temperature in the presence of the RAFT agent resulted in faster polymerization and higher molar mass, suggesting that the fragmentation rate coefficient and its dependence on the temperature is responsible for the observed retardation.},
  subject      = {Heterophasenpolymerisation},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Maltseva2005,
  author    = {Maltseva, Elena},
  title     = {Model membrane interactions with ions and peptides at the air/water interface},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-5670},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {The interactions between peptides and lipids are of fundamental importance in the functioning of numerous membrane-mediated biochemical processes including antimicrobial peptide action, hormone-receptor interactions, drug bioavailability across the blood-brain barrier and viral fusion processes. Alteration of peptide structure could be a cause of many diseases. Biological membranes are complex systems, therefore simplified models may be introduced in order to understand processes occurring in nature. The lipid monolayers at the air/water interface are suitable model systems to mimic biological membranes since many parameters can be easily controlled. In the present work the lipid monolayers were used as a model membrane and their interactions with two different peptides B18 and Amyloid beta (1-40) peptide were investigated. B18 is a synthetic peptide that binds to lipid membranes that leads to the membrane fusion. It was demonstrated that it adopts different structures in the aqueous solutions and in the membrane interior. It is unstructured in solutions and forms alpha-helix at the air/water interface or in the membrane bound state. The peptide has affinity to the negatively charged lipids and even can fold into beta-sheet structure in the vicinity of charged membranes at high peptide to lipid ratio. It was elucidated that in the absence of electrostatic interactions B18 does not influence on the lipid structure, whereas it provides partial liquidization of the negatively charged lipids. The understanding of mechanism of the peptide action in model system may help to develop the new type of antimicrobial peptides as well as it can shed light on the general mechanisms of peptide/membrane binding. The other studied peptide - Amyloid beta (1-40) peptide, which is the major component of amyloid plaques found in the brain of patients with Alzheimer's disease. Normally the peptide is soluble and is not toxic. During aging or as a result of the disease it aggregates and shows a pronounced neurotoxicity. The peptide aggregation involves the conformational transition from a random coil or alpha-helix to beta-sheets. Recently it was demonstrated that the membrane can play a crucial role for the peptide aggregation and even more the peptide can cause the change in the cell membranes that leads to a neuron death. In the present studies the structure of the membrane bound Amyloid beta peptide was elucidated. It was found that the peptide adopts the beta-sheet structure at the air/water interface or being adsorbed on lipid monolayers, while it can form alpha-helical structure in the presence of the negatively charged vesicles. The difference between the monolayer system and the bulk system with vesicles is the peptide to lipid ratio. The peptide adopts the helical structure at low peptide to lipid ratio and folds into beta-sheet at high ratio. Apparently, Abeta peptide accumulation in the brain is concentration driven. Increasing concentration leads to a change in the lipid to peptide ratio that induces the beta-sheet formation. The negatively charged lipids can act as seeds in the plaque formation, the peptide accumulates on the membrane and when the peptide to lipid ratio increases it the peptide forms toxic beta-sheet containing aggregates.},
  subject      = {Lipide},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Voss2005,
  author    = {Voß, Rebecca},
  title     = {Mesoporous organosilica materials with amine functions : surface characteristics and chirality},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-5287},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {In this work mesoporous organisilica materials are synthesized through the silica sol-gel process. For this a new class of precursors which are also surfactant are synthesized and self-assembled. This leads to a high surface area functionality which is analysized with copper (II) and water adsorption.},
  subject      = {Silicate},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Sieverling2005,
  author    = {Sieverling, Nathalie},
  title     = {Kationische Copolymere f{\"u}r den rezeptorvermittelten Gentransfer},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-5251},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung neuer Substanzen f{\"u}r die Gentherapie. Diese beinhaltet die Behebung von erblich bedingten Krankheiten wie z.B. Mucoviscidose. Dabei werden im Zellkern defekte Gene durch normale, gesunde DNA-Sequenzen ersetzt. Zur Einschleusung des Genmaterials in die Zellen (Transfektion) werden geeignete Transport-Systeme bzw. Methoden ben{\"o}tigt, die dort die Freisetzung der neu einzubauenden Gene (Genexpression ausgedr{\"u}ckt in Transfektionseffizienzen) gestatten. Hierf{\"u}r wurden neue Polykation-DNA-Komplexe (Vektoren) auf Basis kationischer Polymere wie Poly(ethylenimin) (PEI) hergestellt, charakterisiert und nachfolgend in Transfektionsversuchen an verschiedenen Zelllinien eingesetzt. Sowohl das kationische Ausgangspolymer PEI als auch das Pfropfcopolymer PEI-g-PEO (PEO-Seitenketten zur Erh{\"o}hung der Biokompatibilit{\"a}t) wurden mit Rezeptorliganden modifiziert, um eine verbesserte und spezifische Transfektion an ausgesuchten Zellen zu erreichen. Als Liganden wurden Fols{\"a}ure (Transfektion an HeLa-Zellen), Triiod-L-thyronin (HepG2-Zellen) und die Urons{\"a}uren der Galactose, Mannose, Glucose sowie die Lactobions{\"a}ure (HeLa-, HepG2- und 16HBE-Zellen) verwendet. Das PEI, die Pfropfcopolymere PEI-g-PEO und die Ligand-funktionalisierten Copolymere wurden hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung und molekularen Parameter charakterisiert. Die Molmassenuntersuchungen mittels Gr{\"o}ßenausschlusschromatographie zeigten, dass nach der Synthese unterschiedliche Polymerfraktionen mit nicht einheitlicher chemischer Zusammensetzung vorlagen. Die anschließenden Transfektionsversuche wurden mit Hilfe einer speziellen DNA (Luciferase) an den Zelllinien HepG2 (Leberkrebszellen), HeLa (Geb{\"a}rmutterhalskrebszellen) und 16HBE (Atemwegsepithelzellen) durchgef{\"u}hrt. Die T3(Triiod-L-thyronin)-Vektoren zeigten in Abh{\"a}ngigkeit vom eingesetzten Komplexverh{\"a}ltnis Polykation/DNA ein Maximum in der Transfektion an HepG2-Zellen. Die Hypothese der rezeptorvermittelten Endozytose ließ sich durch entsprechende T3-{\"U}berschuss-Experimente und Fluoreszenzmikroskopie-Untersuchungen best{\"a}tigen. Dagegen konnte bei den Fols{\"a}ure-Vektoren keine rezeptorvermittelte Endozytose beobachtet werden. Bei den Vektoren mit Mannurons{\"a}ure-Ligand (Man) konnte an allen drei Zelllinien (HepG2, HeLa, 16HBE) eine konstante, hohe Transfereffizienz nachgewiesen werden. Sie waren bei allen eingesetzten Polymer-DNA-Verh{\"a}ltnissen effizienter als der Vergleichsvektor PEI. Dieses Transfektionsverhalten ließ sich durch Blockierung der Zuckerstruktur unterbinden. In Transfektionsexperimenten mit einem {\"U}berschuss an freier Mannurons{\"a}ure und fluoreszenzmikroskopischen Untersuchungen konnte eine rezeptorvermittelte Endozytose der Man-Vektoren an den o.g. Zelllinien nachgewiesen werden. Die anderen Urons{\"a}ure-Konjugate zeigten keine signifikanten Abweichungen im Transfektionsverhalten im Vergleich zum PEI-Vektor.},
  subject      = {Polyethylenimin},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Groenewolt2004,
  author    = {Groenewolt, Matthijs},
  title     = {Mesostrukturierte Materialien durch Neue Templatsysteme und Nutzung Mesopor{\"o}ser Silikate als Nano-Reaktoren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-2515},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {In dieser Arbeit wird ein chemisches Abgussverfahren f{\"u}r selbstorganisierte Strukturen in L{\"o}sung verwendet, das es erm{\"o}glicht definierte por{\"o}se Materialien mit Strukturierung auf der Nanometerskala herzustellen. {\"A}hnlich wie beim Gussverfahren von Werkst{\"u}cken wird die Vorlage durch ein geeignetes Material abgebildet. Durch Entfernen dieser Vorlage erh{\"a}lt man ein por{\"o}ses (mit Hohlr{\"a}umen durchsetztes) Negativ derselben. Die auf diese Weise erhaltenen Materialien sind in mehrerer Hinsicht interessant: So lassen sich aus ihrer Morphologie R{\"u}ckschl{\"u}sse {\"u}ber die Natur der selbstorganisierten Strukturen erhalten, da der hier verwendete Abbildungsprozess selbst kleinste strukturelle Details erfasst. Die Hohlr{\"a}ume der synthetisierten por{\"o}sen Stoffe hingegen k{\"o}nnen als winzige Reaktionsgef{\"a}ße, sogenannte \&quot;Nano-Reaktoren\&quot; verwendet werden. Dies erm{\"o}glicht sowohl die Synthese von Nano-Partikeln, die auf anderem Wege nicht zug{\"a}nglich sind, als auch die M{\"o}glichkeit Einfl{\"u}sse der r{\"a}umlichen Restriktion auf die Reaktion zu untersuchen. Besonders r{\"a}umlich ausgedehnte Strukturen sollten hierbei Auff{\"a}lligkeiten zeigen. Somit ist die Gliederung der Arbeit vorgegeben: - Die Herstellung und Charakterisierung von por{\"o}sen Stoffen und selbstorganisierten Strukturen - Ihre Verwendung als \&quot;Nano-Reaktor\&quot;},
  subject      = {Nanopartikel},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Holtze2004,
  author    = {Holtze, Christian H. W.},
  title     = {Neue Einfl{\"u}sse und Anwendungen von Mikrowellenstrahlung auf Miniemulsionen und ihre Kompositpolymere},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-2492},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Miniemulsionen bestehen aus zwei miteinander nicht mischbaren Fl{\"u}ssigkeiten, von der die eine in Form kleiner Tr{\"o}pfchen fein in der anderen verteilt (dispergiert) ist. Miniemulsionstr{\"o}pfchen sind mit Durchmessern von ungef{\"a}hr 0,1 Mikrometer kleiner als herk{\"o}mmliche Emulsionen und k{\"o}nnen u. a. als voneinander unabh{\"a}ngige Nanoreaktoren f{\"u}r chemische Reaktionen verwendet werden. Man unterteilt sie in direkte Miniemulsionen, in denen ein {\"O}l in Wasser dispergiert ist, und inverse Miniemulsionen, in denen Wasser in {\"O}l dispergiert wird. In dieser Arbeit wird das besondere chemische und physikalische Verhalten solcher Miniemulsionen unter dem Einfluß von Mikrowellenstrahlung untersucht. Dabei werden sowohl f{\"u}r {\"O}l-in-Wasser als auch f{\"u}r Wasser-in-{\"O}l-Miniemulsionen grundlagenwissenschaftliche Entdeckungen beschrieben und durch neue Modelle erkl{\"a}rt. Der praktische Nutzen dieser bislang unbeschriebenen Effekte wird durch ingenieurwissenschaftliche Anwendungsbeispiele im Bereich der Polymerchemie verdeutlicht. 1. Polymerisation mit "{\"u}berlebenden Radikalen" (Surviving Radical Polymerization) F{\"u}r die Herstellung von sog. Polymerlatizes (Kunststoffdispersionen, wie sie u. a. f{\"u}r Farben verwendet werden) aus direkten Styrol-in-Wasser Miniemulsionen werden die Styroltr{\"o}pfchen als Nanoreaktoren verwendet: Sie werden mit Hilfe von Radikalen durch eine Kettenreaktion zu winzigen Polymerpartikeln umgesetzt, die im Wasser dispergiert sind. Ihre Materialeigenschaften h{\"a}ngen stark von der Kettenl{\"a}nge der Polymermolek{\"u}le ab. In dieser Arbeit konnten durch den Einsatz von Mikrowellenstrahlung erstmals große Mengen an Radikalen erzeugt werden, die jeweils einzeln in Tr{\"o}pfchen (Nanoreaktoren) auch noch lange Zeit nach dem Verlassen der Mikrowelle {\"u}berleben und eine Polymerisationskettenreaktion ausf{\"u}hren k{\"o}nnen. Diese Methode erm{\"o}glicht nicht nur die Herstellung von Polymeren in technisch zuvor unerreichbaren Kettenl{\"a}ngen, mit ihr sind auch enorm hohe Ums{\"a}tze nach sehr kurzen Verweilzeiten in der Mikrowelle m{\"o}glich - denn die eigentliche Reaktion findet außerhalb statt. Es konnte gezeigt werden, dass durch Einsatz von Zusatzstoffen bei unvermindert hohem Umsatz die Polymerkettenl{\"a}nge variiert werden kann. Die technischen Vorz{\"u}ge dieses Verfahrens konnten in einer kontinuierlich betriebenen Pilotanlage nachgewiesen werden. 2. Aufheizverhalten inverser Miniemulsionen in Mikrowellen{\"o}fen Das Aufheizverhalen von Wasser-in-{\"O}l Miniemulsionen mit kleinen Durchmessern durch Mikrowellen ist {\"u}beraus tr{\"a}ge, da sich nur das wenige Wasser in den Tr{\"o}pfchen mit Mikrowellen aufheizen l{\"a}sst, das {\"O}l jedoch kaum. Solche Systeme verhalten sich gem{\"a}ß der "Theorie des effektiven Mediums". Werden aber etwas gr{\"o}ßere Tr{\"o}pfchen im Mikrometerbereich Mikrowellen ausgesetzt, so konnte eine wesentlich schnellere Aufheizung beobachtet werden, die auf eine Maxwell-Wagner-Grenzfl{\"a}chenpolarisation zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden kann. Die Gr{\"o}ßenabh{\"a}ngigkeit dieses Effekts wurde mit Hilfe der dielektrischen Spektroskopie quantifiziert und ist bislang in der Literatur nie beschrieben worden. Zur genauen Messung dieses Effekts und zu seiner technischen Nutzung wurde ein neuartiges Membranverfahren f{\"u}r die Herstellung von großen Miniemulsionstr{\"o}pfchen im Mikrometerbereich entwickelt. 3. Herstellung von Kompositpolymeren f{\"u}r Mikrowellenanwendungen Um die untersuchte Maxwell-Wagner-Grenzfl{\"a}chenpolarisation technisch nutzen zu k{\"o}nnen, wurden als daf{\"u}r geeignete Materialien Kompositpolymere hergestellt. Das sind Kunststoffe, in denen winzige Wassertropfen oder Keramikpartikel eingeschlossen sind. Dazu wurden neuartige Synthesewege auf der Grundlage der Miniemulsionstechnik entwickelt. Ihr gemeinsames Ziel ist die Einschr{\"a}nkung der {\"u}blicherweise bei Polymerisation auftretenden Entmischung: In einem Verfahren wurde durch Gelierung die Beweglichkeit der emulgierten Wassertr{\"o}pfchen eingeschr{\"a}nkt, in einem anderen wurde durch das Einschließen von Keramikpartikeln in Miniemulsionstr{\"o}pfchen die Entmischung auf deren Gr{\"o}ße beschr{\"a}nkt. Anwendungen solcher Kompositpolymere k{\"o}nnten k{\"u}nstliche Muskeln, die Absorption von Radarstrahlung, z. B. f{\"u}r Tarnkappenflugzeuge, oder kratzfeste Lacke sein.Bei diesen Experimenten wurde beobachtet, daß sich u. U. in der Miniemulsion große Tr{\"o}pfchen bilden. Ihr Ursprung wird mit einer neuen Modellvorstellung erkl{\"a}rt, die die Einfl{\"u}sse auf die Stabilit{\"a}t von Miniemulsionen beschreibt.},
  subject      = {Emulsion},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Mertoglu2004,
  author    = {Mertoglu, Murat},
  title     = {The synthesis of well-defined functional homo- and block copolymers in aqueous media via Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer (RAFT) Polymerization},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-2338},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {New chain transfer agents based on dithiobenzoate and trithiocarbonate for free radical polymerization via Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer (RAFT) were synthesized. The new compounds bear permanently hydrophilic sulfonate moieties which provide solubility in water independent of the pH. One of them bears a fluorophore, enabling unsymmetrical double end group labelling as well as the preparation of fluorescent labeled polymers. Their stability against hydrolysis in water was studied, and compared with the most frequently employed water-soluble RAFT agent 4-cyano-4-thiobenzoylsulfanylpentanoic acid dithiobenzoate, using UV-Vis and 1H-NMR spectroscopy. An improved resistance to hydrolysis was found for the new RAFT agents, providing good stabilities in the pH range between 1 and 8, and up to temperatures of 70°C. Subsequently, a series of non-ionic, anionic and cationic water-soluble monomers were polymerized via RAFT in water. In these experiments, polymerizations were conducted either at 48°C or 55°C, that are lower than the conventionally employed temperatures (>60°C) for RAFT in organic solvents, in order to minimize hydrolysis of the active chain ends (e.g. dithioester and trithiocarbonate), and thus to obtain good control over the polymerization. Under these conditions, controlled polymerization in aqueous solution was possible with styrenic, acrylic and methacrylic monomers: molar masses increase with conversion, polydispersities are low, and the degree of end group functionalization is high. But polymerizations of methacrylamides were slow at temperatures below 60°C, and showed only moderate control. The RAFT process in water was also proved to be a powerful method to synthesize di- and triblock copolymers including the preparation of functional polymers with complex structure, such as amphiphilic and stimuli-sensitive block copolymers. These include polymers containing one or even two stimuli-sensitive hydrophilic blocks. The hydrophilic character of a single or of several blocks was switched by changing the pH, the temperature or the salt content, to demonstrate the variability of the molecular designs suited for stimuli-sensitive polymeric amphiphiles, and to exemplify the concept of multiple-sensitive systems. Furthermore, stable colloidal block ionomer complexes were prepared by mixing anionic surfactants in aqueous media with a double hydrophilic block copolymer synthesized via RAFT in water. The block copolymer is composed of a noncharged hydrophilic block based on polyethyleneglycol and a cationic block. The complexes prepared with perfluoro decanoate were found so stable that they even withstand dialysis; notably they do not denaturate proteins. So, they are potentially useful for biomedical applications in vivo.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Rusu2004,
  author    = {Rusu, Viorel Marin},
  title     = {Composite materials made of chitosan and nanosized apatite : preparation and physicochemical characterization},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-2316},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Taking inspiration from nature, where composite materials made of a polymer matrix and inorganic fillers are often found, e.g. bone, shell of crustaceans, shell of eggs, etc., the feasibility on making composite materials containing chitosan and nanosized hydroxyapatite were investigated. A new preparation approach based on a co-precipitation method has been developed. In its earlier stage of formation, the composite occurs as hydrogel as suspended in aqueous alkaline solution. In order to get solid composites various drying procedures including freeze-drying technique, air-drying at room temperature and at moderate temperatures, between 50oC and 100oC were used. Physicochemical studies showed that the composites exhibit different properties with respect to their structure and composition. IR and Raman spectroscopy probed the presence of both chitosan and hydroxyapatite in the composites. Hydroxyapatite as dispersed in the chitosan matrix was found to be in the nanosize range (15-50 nm) and occurs in a bimodal distribution with respect to its crystallite length. Two types of distribution domains of hydroxyapatite crystallites in the composite matrix such as cluster-like (200-400 nm) and scattered-like domains were identified by the transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and by confocal scanning laser microscopy (CSLM) measurements. Relaxation NMR experiments on composite hydrogels showed the presence of two types of water sites in their gel networks, such as free and bound water. Mechanical tests showed that the mechanical properties of composites are one order of magnitude less than those of compact bone but comparable to those of porous bone. The enzymatic degradation rates of composites showed slow degradation processes. The yields of degradation were estimated to be less than 10\% by loss of mass, after incubation with lysozyme, for a period of 50 days. Since the composite materials were found biocompatible by the in vivo tests, the simple mode of their fabrication and their properties recommend them as potential candidates for the non-load bearing bone substitute materials.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Rosenhauer2004,
  author    = {Rosenhauer, Regina},
  title     = {Lichtinduzierte Generierung von optisch anisotropen Filmen auf der Basis von multi-funktionalen Polymeren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001890},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Gegenstand der Arbeit ist die lichtinduzierte Orientierung von multifunktionalen Polymeren, die u.a. f{\"u}r die Herstellung von optischen Schichten in Fl{\"u}ssigkristalldisplays verwendet werden k{\"o}nnen. Daf{\"u}r wurden Polymere entwickelt, die wenigstens eine mesogene und eine lichtsensitive Gruppe enthalten. Diese Gruppen zeigen Eigenschaften, die f{\"u}r die Orientierung der kompletten Polymerfilme verantwortlich sind. Das Material wird daf{\"u}r zun{\"a}chst in einem ersten Schritt kurz mit linear polarisiertem Licht bestrahlt, wobei richtungsabh{\"a}ngig eine photochemische Reaktion an der lichtsensitiven Gruppe erfolgt und dadurch ein "Orientierungskeim" gelegt wird. Durch die thermische Ausrichtung der mesogenen Gruppen an den photochemisch generierten "Orientierungskeimen" erfolgt die komplette Orientierung des Filmes in einem zweiten Schritt. Dadurch wird eine hohe optische Anisotropie erhalten. Dieses Verfahren wurde als Zwei-Stufen-Bulk-Orientierungsprozess bezeichnet. In der vorliegenden Arbeit wurden die Photoreaktionen verschiedener lichtsensitiver Gruppen, wie z. B. Azobenzen, Stilben und Zimts{\"a}ureester und deren Orientierungsf{\"a}higkeit in fl{\"u}ssigkristallinen Polymeren untersucht. Der Orientierungsprozess wurde durch die Wahl geeigneter Bestrahlungsbedingungen optimiert. Die Effizienz der Orientierung wurde anhand der sich ver{\"a}ndernden winkelabh{\"a}ngigen Absorptionseigenschaften und der Doppelbrechung des Materials analysiert. Es wurde gezeigt, dass eine effiziente lichtinduzierte Orientierung bei einer Vielzahl von fl{\"u}ssigkristallinen Polymeren realisierbar ist. So wurde z. B. erstmalig gefunden, dass durch eine Photo-Fries-Orientierung eine hohe optische Anisotropie erhalten werden kann. Außerdem wurde eine neue lichtsensitive Gruppe auf der Basis von Donor-Akzeptor-substituiertem Ethen entwickelt, die farbneutral ist und durch polarisiertes UV-Licht sowohl orientiert als auch re-orientiert werden kann. Es wurden weiterhin Polymere entwickelt, die zus{\"a}tzlich zu den photosensitiven und fl{\"u}ssigkristallinen Einheiten, fluoreszierende Gruppen enthalten. Die Auswahl geeigneter Fluoreszenzverbindungen erfolgte aufgrund ihrer anisometrischen Form, ihrer Ordnungsparameter in einer niedermolekularen Fl{\"u}ssigkristallmischung und ihrer Photostabilit{\"a}t. Das Orientierungsverhalten von ausgew{\"a}hlten Fluorophoren wurde in sechs Ter- und zwei Copolymeren untersucht. Das Prinzip der Orientierung beruht auf einer kooperativen Ausrichtung der Seitengruppen. Aus diesem Grund kommt dem Nachweis der Kooperativit{\"a}t in der vorliegenden Arbeit eine besondere Stellung zu. Durch lichtinduzierte Bulk-Orientierung wurden Filme erhalten, welche durch eine richtungsabh{\"a}ngige Fluoreszenz und Absorption im sichtbaren- oder UV-Bereich charakterisiert sind. Die Fluoreszenz wird durch einige lichtsensitive Verbindungen komplett gel{\"o}scht. Die wahlweise erhaltenen anisotropen Filme von farbigen, fluoreszierenden oder farbneutralen Verbindungen, die zudem in kleinen Pixeln von wenigen Mikrometern orientiert werden k{\"o}nnen, er{\"o}ffnen vielf{\"a}ltige M{\"o}glichkeiten f{\"u}r den Einsatz von multi-funktionalen Polymeren als optische Schichten in Fl{\"u}ssigkristalldisplays.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Sinn2004,
  author    = {Sinn, Cornelia G.},
  title     = {Ion binding to polymers and lipid membranes in aqueous solutions : Ionenbindung an Polymeren und Lipidmembranen in w{\"a}ssrigen L{\"o}sungen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001778},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der Ionenbindung an Polymeren und Lipidmembranen in w{\"a}ssrigen L{\"o}sungen. Im ersten Teil dieser Arbeit wurde der Einfluss verschiedener anorganischer Salze und Polyelektrolyte auf die Struktur des Wassers mit Hilfe Isothermer Mikrotitrationskalorimetrie (ITC) erforscht. Die Verd{\"u}nnungsw{\"a}rme der Salze wurde als Maß f{\"u}r die F{\"a}higkeit der Ionen, die geordnete Struktur des Wassers zu stabilisieren oder zu zerst{\"o}ren, verwendet. Die Verd{\"u}nnungsw{\"a}rmen konnten auf Hofmeister Effekte zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden. Im Anschluss daran wurde die Bindung von Ca2+ an Natrium- Poly(acryls{\"a}ure) (NaPAA) untersucht. Mit Hilfe von ITC und einer Ca2+- selektiven Elektrode wurde die Reaktionsenthalpie und Bindungsisotherme gemessen. Es wurde gezeigt, dass die Binding von Ca2+ - Ionen an NaPAA stark endotherm und daher entropiegetrieben ist. Anschließend wurde die Bindung von Ca2+ an die eindimensionale Polymerkette mit der an ein Lipidvesikel mit denselben funktioniellen Gruppen verglichen. Es wurde beobachtet, dass die Ionenbindung \&ndash;wie auch im Fall des Polymers- endotherm ist. Ein Vergleich der Ca2+- Bindung an die Lipidmembran mit der an das Polymer konnte zeigen, dass das Ion schw{\"a}cher an die Membran bindet. Im Zusammenhang mit diesen Experimenten wurde auch beobachtet, dass Ca2+ nicht nur an geladene, sondern auch an zwitterionische Lipidvesikel bindet. Schließlich wurde die Wechselwirkung zweier Salze, KCl and NaCl, mit einem neutralen Polymergel, PNIPAAM, und dem geladenen Polymer PAA untersucht. Mit Hilfe von Kalorimetrie und einer kaliumselektiven Elektrode wurde beobachtet, dass die Ionen mit beiden Polymeren wechselwirken, unabh{\"a}ngig davon, ob diese Ladungen tragen, oder nicht.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Appajaiah2004,
  author    = {Appajaiah, Anilkumar},
  title     = {Climatic stability of polymer optical fibers (POF)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001661},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Optische Polymerfasern stellen ein relativ neues Medium zur Hochgeschwindigkeitsdaten{\"u}bertragung mittels moduliertem Licht dar. Sie gestatten die Verbreitung großer Datenmengen {\"u}ber Entfernungen bis zu ca. 100 m, ohne eine Beeinflussung durch externe elektromagnetischen Feldern. Jedoch reagieren die Fasern und somit auch ihre optischen Eigenschaften aufgrund des organischchemischen Faseraufbaus empfindlich auf das Klima ihrer Umgebung. Die Ursachen f{\"u}r die Abnahme der optischen Transmission aufgrund von klimatischen Einfl{\"u}ssen (Alterung, Degradation) werden mittels chemisch analytischer Verfahren wie Chemilumineszenz (CL) und Fourier Transform Infrarot (FTIR) Spektroskopie untersucht. Dabei kommen f{\"u}nf, von verschiedenen Herstellern bezogene, Multimode- POFs aus PMMA in sieben verschiedenen Klimaten zum Einsatz. Drei dieser f{\"u}nf POFs werden genauer untersucht, um den Einfluss einzelner Parameter festzustellen und optische Langzeitstabilit{\"a}t aufgrund von Kurzzeittests vorherzusagen. Als erstes erfolgt eine Kennzeichnung unbeanspruchter POF Komponenten (Kern, Mantel und nackte POF als Kombination von Kern und Mantel) {\"u}ber ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften. Die Glas- und die Schmelztemperaturen liegen im Bereich von 120 °C bis 140 °C, das Molekulargewicht des Kerns bei gr{\"o}ßenordnungsm{\"a}ßig 105 g mol-1 ;. FTIR-Messungen zeigen zwar Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung der M{\"a}ntel aber keine Unterschiede bei den Kernen. Bei zwei der POF Proben , die als Kabel (Kern, Mantel und Schutzh{\"u}lle) f{\"u}r 3300 Stunden einem Klima aus 92 °C und 95 \% relativer Feuchte (r.F.) ausgesetzt waren, verringern sich daraufhin die optische Transmissionen in unterschiedlicher Weise. Die Untersuchung der zugeh{\"o}rigen nackten POFs mittels CL, FTIR, Thermogravimetrie (TG), UV/VIS und Gel Permeation Chromatographie (GPC) l{\"a}sst eine st{\"a}rkere Sch{\"a}digung der M{\"a}ntel als der Kerne vermuten. Wahrscheinlich f{\"u}hrt eine starke Manteldegradation zu einer erh{\"o}hten Absorption und Fehlstellen im Mantel und damit zu einer Transmissionsabnahme. Daher scheint die optische Stabilit{\"a}t der POF st{\"a}rker durch die thermo-oxidative Stabilit{\"a}t des Mantels bestimmt zu sein als durch die des Kernes. Drei nackte POFs (Kern und Mantel) sind unterschiedlich lang (30 Stunden bis 3000 Stunden) folgenden Klimaten ausgesetzt: 92 °C / 95 \% r.F., 92 °C / 50 \% r.F., 50 °C / 95 \% r.F., 90 °C / geringe Feuchte, 100 °C / geringe Feuchte, 110 °C / geringe Feuchte and 120 °C / geringe Feuchte. Auch in diesen Klimaten ergaben sich probenbedingte unterschiedliche Transmissions{\"a}nderungen. Die Ergebnisse deuten stark darauf hin, dass bei gleichzeitig hoher Temperatur und hoher Feuchte physikalische {\"A}nderungen wie die Volumenausdehnung die Hauptursachen f{\"u}r die Abnahme der optischen Transmission bilden. Ein weiterer Einflussfaktor ist die chemische Zusammensetzung der M{\"a}ntel. Bei Kombination von hoher Temperatur und geringer Feuchte erzeugen in den Anfangsstadien der Alterung physikalische {\"A}nderungen Transmissionsabnahmen, vermutlich entstehen Fehlstellen in der Kern-Mantel-Grenzschicht. Hinzukommen in den sp{\"a}teren Stadien wahrscheinlich zunehmende Lichtabsorption in Kern und Mantel. L. Jankowski (Doktorand in der BAM) best{\"a}tigt diese Annahme durch parallel ausgef{\"u}hrte optische Simulationsrechnungen. Auch f{\"u}r nackte POFs scheint also die thermo-oxidative Stabilit{\"a}t die optische Stabilit{\"a}t zu bestimmen. Kurzzeitalterungstests sollen Aufschluss {\"u}ber den Einfluss individueller Klimaparameter auf die POF Eigenschaften geben. Es zeigt sich bei dauerhaft hoher Temperatur und variabler Feuchte aufgrund des physikalisch absorbierten Wassers bis zu einem gewissen Grad ein reversibles Verhalten des Transmissionsverlustes. Dieses Verhalten tritt aber nur kaum merkbar auf, wenn bei konstanter hoher Feuchte die Temperatur variiert wird. Bei Raumtemperatur und variabler Feuchte stellt sich jedoch ein voll reversibles Verhalten des Transmissionsverlustes ein. Die hier beschriebenen Untersuchungen sind als Ausgangspunkt f{\"u}r weitergehende Forschungen zu verstehen. Die begrenzte Zurverf{\"u}gungstellung von POF Basisdaten durch die Hersteller und der zeitaufwendige klimabedingte Alterungsprozess beschr{\"a}nken die Ergebnisse mehr oder weniger auf die untersuchten Proben. Signifikante allgemeine Aussagen erfordern aber beispielsweise zus{\"a}tzliche statistische Daten der Produktionsschwankungen von POF Eigenschaften. Dennoch besitzen die hier beschriebenen Tests das Potential f{\"u}r eine Ann{\"a}herung an die optische Langzeitstabilit{\"a}t und deren Vorhersage.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Losik2004,
  author    = {Losik, Magdalena},
  title     = {Phasenverhalten von Polypeptid-Blockcopolymeren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001613},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit beschreibt das Verhalten von Polypeptid-Blockcopolymeren in der festen Phase und in selektiven L{\"o}sungsmitteln. Blockcopolymere auf Basis von Poly(L-glutamins{\"a}ure-5-benzylester) (PBLGlu) oder Poly(N\&\#949;-benzoyloxycarbonyl-L-lysin) (PZLLys), die in dieser Arbeit eingesetzt wurden, besitzen wegen ihrer helikalen Sekund{\"a}rstruktur eine sog. St{\"a}bchen-Kn{\"a}uel-Geometrie, wobei die Kn{\"a}uelkomponente Polystyrol oder Polybutadien ist. Die Phasenbildung dieser Blockcopolymere ist durch die Packungseigenschaften des rigiden Blocks beeinflusst. Es wurden bevorzugt lamellare Strukturen gebildet, in denen die St{\"a}bchen parallel angeordnet sind. Das Vorhandensein eines permanenten Dipolmomentes f{\"u}hrt zur Wechselwirkung zwischen den Helices und zur Erh{\"o}hung des Ordnungsgrades in der Phase. Ein zus{\"a}tzlicher Parameter, der die Morphologie der Phase beeinflußt, ist die Chiralit{\"a}t der Peptidhelix, durch die chirale {\"U}berstrukturen induziert werden. In d{\"u}nnen Filmen (40 nm), wo die Geometrie begrenzt ist, f{\"u}hrt es zu Frustrationen in der Phase. Die dadurch entstandene Spannung wurde durch einen zick-zack-artigen Lamellenverlauf abgebaut. In selektiven L{\"o}sungsmitteln f{\"u}r die synthetische Komponente (PS) bilden die Polypeptid-Blockcopolymere vesikul{\"a}re Strukturen, deren kugel- oder wurmf{\"o}rmige Geometrie von der Elastizit{\"a}t der Membran abh{\"a}ngig ist. Durch Entfernung der Z-Schutzgruppe kann PZLLys in eine wasserl{\"o}sliche Form {\"u}berf{\"u}hrt werden, so dass die PB-PLLys Blockcopolymere unter Bildung von Vesikeln in Wasser l{\"o}slich sind. Dabei ist die Konformation des Peptids vom pH-Wert des Mediums abh{\"a}ngig und kann von einem Kn{\"a}uel zu einer Helix reversibel geschaltet werden. Beim Modifizieren der Sekund{\"a}rstruktur wurde eine {\"A}nderung der Aggregationszahl beobachtet. Somit k{\"o}nnen diese Blockcopolymere f{\"u}r die Herstellung von schaltbaren Aggregaten eingesetzt werden.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Erbe2004,
  author    = {Erbe, Andreas},
  title     = {Ellipsometrische Lichtstreuung als neue Methode zur Charakterisierung der Grenzfl{\"a}che von Kolloiden},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001565},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {123},
  year      = {2004},
  abstract  = {Die ellipsometrische Lichtstreuung wird als eine neue, leistungsf{\"a}hige Methode zur Charakterisierung von Schichten um kolloidale Partikel vorgestellt. Theoretische Grundlage der Methode ist die Mie-Theorie der Lichtstreuung. Experimentell wurde die Polarisationsoptik eines Null-Ellipsometers in den Strahlengang eines Lichtstreuaufbaus eingebaut. Wie in der Reflexionsellipsometrie um den Brewsterwinkel herum erh{\"a}lt man in der ellipsometrischen Streuung einen Winkelbereich, in dem die Methode empfindlich auf Schichten an der Oberfl{\"a}che der Partikel ist. An verschiedenen Systemen wurde die Tauglichkeit der ellipsometrischen Streuung zur Charakterisierung von Schichten auf Partikeln demonstriert. So wurden Dicke und Brechungsindex einer thermosensitiven Schicht von Poly(N-isopropylacrylamid) auf einem Poly(methylmethacrylat)-Kern bestimmt. Damit ist es m{\"o}glich, experimentell den Schichtbrechungsindex und damit den Quellungsgrad zu bestimmen. Des Weiteren wurde der Einfluss der NaCl-Konzentration auf die Polyelektrolyth{\"u}lle von Poly(methylmethacrylat)-Poly(styrolsulfonat)-Blockcopolymer-Partikeln untersucht. Die Polyelektrolytketten liegen im hier untersuchten Beispiel nicht gestreckt vor. Als drittes wurde die Verteilung von niedermolekularen Ionen um elektrostatisch stabilisierte Poly(styrol)-Latexpartikel in Wasser untersucht. Hier wurde gezeigt, dass die beobachteten Schichtdicken und Schichtbrechungsindizes viel gr{\"o}ßer sind, als nach der klassischen Poisson-Boltzmann-Theorie zu erwarten ist. Des Weiteren wurde die Doppelbrechung von unilamellaren Lipidvesikeln bestimmt. Außerdem wurden Messungen der dynamische Lichtstreuung im Intensit{\"a}tsminimum der Ellipsometrie durchgef{\"u}hrt. Dabei wird ein Prozess mit einer Korrelationszeit, die unabh{\"a}ngig vom Streuvektor, aber abh{\"a}ngig von der verwendeten Wellenl{\"a}nge ist, sichtbar. Die Natur dieses Prozesses konnte hier nicht vollst{\"a}ndig gekl{\"a}rt werden.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Jaeger1998,
  author    = {J{\"a}ger, Norbert},
  title     = {Molek{\"u}lmechanische und quantenchemische Berechnung der r{\"a}umlichen und elektronischen Struktur von Vanadium(IV)- und Oxo-Rhenium(V)-Chelaten dreiz{\"a}hnig diacider Liganden},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-1546},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {1998},
  abstract  = {In dieser Arbeit wurden die Molek{\"u}lstrukturen und die elektronischen Eigenschaften von Vanadium(IV)- und Oxo-Rhenium(V)-Chelaten mit einem kombinierten molek{\"u}lmechanisch-quantenchemischen Ansatz untersucht, um sterische und elektronische Effekte der Komplexierung mit einem theoretischen Modell zu quantifizieren. Es konnte gezeigt werden, daß auf diese Weise detaillierte Aussagen zu den Bindungsverh{\"a}ltnissen der Metallchelate getroffen werden k{\"o}nnen. Die Berechnung der Molek{\"u}lstrukturen gelingt mit exzellenter {\"U}bereinstimmung mit den Kristallstrukturen der Komplexe. Die molek{\"u}lmechanischen Berechnungen erfolgen auf der Grundlage des Extensible Systematic Force Field ESFF und des Consistent Force Field 91 (CFF91). Dabei konnte die hohe Flexibilit{\"a}t und Zuverl{\"a}ssigkeit des regelbasierten ESFF f{\"u}r eine Vielzahl verschiedenster Metallchelate nachgewiesen werden. Aufgrund der mangelhaften Ergebnisse f{\"u}r trigonal-prismatische Komplexgeometrien mit dem ESFF wurden eine Anpassung des CFF91 f{\"u}r derartige Vanadiumkomplexe vorgenommen. Auf Grundlage von theoretischen Ergebnissen wurden die alternativen Strukturen von isoelektronischen Vanadiumkomplexen berechnet und in {\"U}bereinstimmung mit experimentellen Daten, theoretischen Modellen der Komplexchemie und empirischen Fakten eine Hypothese f{\"u}r die Ursache der strukturellen Differenzen erarbeitet. Der hier vorgestellte, kombinierte Algorithmus aus kraftfeldbasierter Geometrieoptimierung und single-point-Rechnung an diesen Strukturen ist ein zuverl{\"a}ssiger und relativ schneller Weg Molek{\"u}lgeometrien von Metallkomplexen zu berechnen. Er kann somit zur Voraussagen von Komplexstrukturen und zur gezielten Modellierung definierter Koordinationsgeometrien verwendet werden.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Bechthold2000,
  author    = {Bechthold, Nina},
  title     = {Polymerisation in Miniemulsion},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000204},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2000},
  abstract  = {Der Mechanismus der Miniemulsionsbildung bzw. polymerisation wird eingehend untersucht. Dabei werden Faktoren, wie die Tensidmenge, Ultraschalldauer und die Teilchengr{\"o}ße untersucht. Besonders werden auch noch Aspekte wie Stabilit{\"a}t der Emulsion und Kinetik w{\"a}hrend der Polymerisation untersucht.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{RamirezRios2004,
  author    = {Ram{\´i}rez R{\´i}os, Liliana Patricia},
  title     = {Superpara- and paramagnetic polymer colloids by miniemulsion processes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001267},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Polymerverkapselte magnetische Nanopartikel versprechen, in der Zukunft sehr erfolgreich bei Anwendungen in der Biologie und der Medizin eingesetzt werden zu k{\"o}nnen z. B. in der Krebstherapie und als Kontrastmittel bei der magnetischen Kernspinresonanztomographie. Diese Arbeit zeigt, dass durch die interdisziplin{\"a}re Kombination verschiedener Techniken Herstellungsverfahren und Eigenschaften solcher Partikel verbessert werden k{\"o}nnen. Unter Miniemulsionen versteht man w{\"a}ssrige Dispersionen relativ stabiler {\"O}ltr{\"o}pfchen, zwischen 30 und 50 nm Gr{\"o}ße. Ein Nanometer (nm) ist der 1.000.000.000ste Teil eines Meters. Ein Haar ist ungef{\"a}hr 60.000 Nanometer breit. Hergestellt werden Miniemulsionen durch Scherung eines Systems bestehend aus {\"O}l, Wasser, Tensid (Seife) und einer weiteren Komponente, dem Hydrophob, das die Tr{\"o}pfchen stabilisieren soll. Die Polymerisation von Miniemulsionen erm{\"o}glicht die Verkapselung anorganischer Materialen z. B. magnetischer Teilchen oder Gadolinium-haltiger Komponenten. Zu Optimierung des Verkapselung, ist es notwendig, die richtige Menge eines geeigneten Tensids zu finden. Die magnetischen polymerverkapselten Nanopartikel, die in einer w{\"a}ssrigen Tr{\"a}gerfl{\"u}ssigkeit dispergiert sind, zeigen in Abh{\"a}ngigkeit von Partikelgr{\"o}ße, Zusammensetzung, elektronischer Beschaffenheit, etc. ein sogenanntes superpara- oder paramagnetisches Verhalten. Superpara- oder paramagnetisches Verhalten bedeutet, dass die Fl{\"u}ssigkeiten in Anwesenheit {\"a}ußerer Magnetfeldern ihre Fließf{\"a}higkeit beibehalten. Wenn das Magnetfeld entfernt wird, haben sie keine Erinnerung mehr daran, unter dem Einfluss eines Magnetfeldes gestanden zu haben, d. h., dass sie nach Abschalten des Magnetfeldes selbst nicht mehr magnetisch sind. Die Vorteile des Miniemulsionsverfahrens sind der hohe Gehalt und die homogene Verteilung magnetischer Teilchen in den einzelnen Nanopartikeln. Außerdem erm{\"o}glicht dieses Verfahren nanostrukturierte Kompositpartikel herzustellen, wie z. B polymerverkapselte Nanopartikel mit Nanoschichten bestehend aus magnetischen Molek{\"u}len.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{TzonevaVelinova2003,
  author    = {Tzoneva-Velinova, Rumiana},
  title     = {The wettability of biomaterials determines the protein adsorption and the cellular responses},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001103},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2003},
  abstract  = {During the past several decades polymer materials become widely used as components of medical devices and implants such as hemodialysers, bioartificial organs as well as vascular and recombinant surgery. Most of the devices cannot avoid the blood contact in their use. When the polymer materials come in contact with blood they can cause different undesired host responses like thrombosis, inflammatory reactions and infections. Thus the materials must be hemocompatible in order to minimize these undesired body responses. The earliest and one of the main problems in the use of blood-contacting biomaterials is the surface induced thrombosis. The sequence of the thrombus formation on the artificial surfaces has been well established. The first event, which occurs, after exposure of biomaterials to blood, is the adsorption of blood proteins. Surface physicochemical properties of the materials as wettability greatly influence the amount and conformational changes of adsorbed proteins. In turn the type, amount and conformational state of the adsorbed protein layer determines whether platelets will adhere and become activated or not on the artificial surface and thus to complete the thrombus formation. The adsorption of fibrinogen (FNG), which is present in plasma, has been shown to be closely related to surface induced thrombosis by participating in all processes of the thrombus formation such as fibrin formation, platelet adhesion and aggregation. Therefore study the FNG adsorption to artificial surfaces could contribute to better understanding of the mechanisms of platelet adhesion and activation and thus to controlling the surface induced thrombosis. Endothelization of the polymer surfaces is one of the strategies for improving the materials hemocompatibility, which is believed to be the most ideal solution for making truly blood-compatible materials. Since at physiological conditions proteins such as FNG and fibronectin (FN) are the usual extracellular matrix (ECM) for endothelial cells (EC) adhesion, precoating of the materials with these proteins has been shown to improve EC adhesion and growth in vitro. ECM proteins play an essential role not only like a structural support for cell adhesion and spreading, but also they are important factor in transmitting signals for different cell functions. The ability of cells to remodel plasma proteins such as FNG and FN in matrix-like structures together with the classical cell parameters such as actin cytoskeleton and focal adhesion formation could be used as an criteria for proper cell functioning. The establishment and the maintaining of delicate balance between cell-cell and cell-substrate contacts is another important factor for better EC colonization of the implants. The functionality of newly established endothelium in order to produce antithromotic substances should be always considered when EC seeding is used for improving the hemocompatibility of the polymer materials. Controlling the polymer surface properties such as surface wettability represents a versatile approach to manipulate the above cellular responses and therefore can be used in biomaterial and tissue engineering applications for producing better hemocompatible materials.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Sobal2003,
  author    = {Sobal, Neli},
  title     = {Kolloidale Nanosysteme aus magnetischen und metallischen Materialien : Synthese und Charakterisierung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001071},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2003},
  abstract  = {Ein Spezialgebiet der modernen Mikroelektronik ist die Miniaturisierung und Entwicklung von neuen nanostrukturierten und Komposit-Materialen aus 3d-Metallen. Durch geeignete Zusammensetzungen k{\"o}nnen diese sowohl mit einer hohen S{\"a}ttigungsmagnetisierung und Koerzitivfeldst{\"a}rke als mit besserer Oxidationsbest{\"a}ndigkeit im Vergleich zu den reinen Elementen erzielt werden. In der vorliegenden Arbeit werden neue Methoden f{\"u}r die Herstellung von bimetallischen kolloidalen Nanopartikeln vor allem mit einer Kern-H{\"u}lle-Struktur (Kern@H{\"u}lle) pr{\"a}sentiert. Bei der {\"u}berwiegenden Zahl der vorgestellten Reaktionen handelt es sich um die thermische Zersetzung von metallorganischen Verbindungen wie Kobaltcarbonyl, Palladium- und Platinacetylacetonate oder die chemische Reduktion von Metallsalze mit langkettigem Alkohol in organischem L{\"o}sungsmittel. Daneben sind auch Kombinationen aus diesen beiden Verfahren beschrieben. Es wurden Kolloide aus einem reinen Edelmetall (Pt, Pd, Ag) in einem organischen L{\"o}sungsmittel synthetisiert und daraus neue, bisher in dieser Form nicht bekannte Ag@Co-, Pt@Co-, Pd@Co- und Pt@Pd@Co-Nanopartikel gewonnen. Der Kobaltgehalt der Ag@Co-, Teilchen konnte im Bereich von 5 bis 73 At. \% beliebig eingestellt werden. Der mittlere Durchmesser der Ag@Co-Partikel wurde von 5 nm bis 15 nm variiert. Bei der Herstellung von Pt@Co-Teilchen wurde eine unterschiedlich dicke Kobalt-H{\"u}lle von ca. 1,0 bis 2,5 nm erzielt. Im Fall des Palladiums wurden sowohl monodispere als auch polydisperse Pd-Nanopartikel mit einer maximal 1,7-2,0nm dicken Kobalth{\"u}lle synthetisiert. Ein großer Teil dieser Arbeit befasst sich mit den magnetischen Eigenschaften der kolloidalen Teilchen, wobei die SQUID-Magnetometrie und R{\"o}ntgenzirkulardichroismus (XMCD) daf{\"u}r eingesetzt wurden. Weil magnetische Messungen alleine nur indirekte Schl{\"u}sse {\"u}ber die untersuchten Systeme erlauben, wurde dabei besonderer Wert auf die m{\"o}glichst genaue strukturelle Charakterisierung der Proben mittels moderner Untersuchungsmethoden gelegt. R{\"o}ntgendiffraktometrie (XRD), R{\"o}ntgenabsorptionsfeinstruktur- (EXAFS) und UV-Vis-Spektroskopie sowie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) in Kombination mit Elektronen Energieverlustspektroskopie (EELS) und energiedispersive R{\"o}ntgenfluoreszensanalyse (EDX) wurden verwendet.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Deshpande2004,
  author    = {Deshpande, Atul Suresh},
  title     = {Fabrication of porous metal oxides for catalytic application using templating techniques},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001324},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Nanostrukturierte Materialien zeichnen sich dadurch aus, dass sie aus sehr kleinen Baueinheiten zusammengesetzt sind. Typischerweise liegt die Gr{\"o}ssenordnung dieser Bausteine im Bereich von einigen Nanometern. Ein Nanometer entspricht 10-9 Meter. Dadurch bekommen nanostrukturierte Materialien oft verbesserte, vielfach sogar ganz neue Eigenschaften, die f{\"u}r viele heutige wie auch zuk{\"u}nftige Anwendungen von Vorteil sind. Ein Weg, um solche nanostrukturierte Materialien herzustellen, ist die sogenannte \&bdquo;Templatierungsmethode\&ldquo;. Das Templat besteht aus einem einzelnen Molek{\"u}l, einer Ansammlung von Molek{\"u}len oder aus einem festen Objekt. Beim Aufbau des nanostrukturierten Materials wirkt das Templat als Schablone oder als Gussform und beeinflusst damit die Struktur des Endproduktes. Normalerweise besteht dieser Prozess aus mehreren Schritten. Zuerst wird der Raum um das Templat mit dem Ausgangsstoff umh{\"u}llt oder ausgef{\"u}llt, dann wird der Ausgangsstoff chemisch in das gew{\"u}nschte Endprodukt umgewandelt, wobei das Templat die Endform kontrolliert und am Schluss wird das Templat entfernt. Das geschieht meistens durch Erhitzen. Als Ausgangsstoff k{\"o}nnen dabei einzelne Molek{\"u}le verwendet werden, die sich leicht in das Endprodukt umwandeln lassen, oder aber vorgeformte Partikelchen, die nur noch zur entsprechenden Form angeordnet werden m{\"u}ssen. In dieser Arbeit wurden por{\"o}se Metalloxid-K{\"u}gelchen hergestellt, die aus einem Gemisch aus Titanoxid und entweder Aluminium-, Gallium- oder Indiumoxid bestehen. Als Template wurden por{\"o}se Kunststoffk{\"u}gelchen eingesetzt, die man sonst f{\"u}r Chromatographiezwecke braucht. Bei der Synthese wurden die Poren der Kunststoffk{\"u}gelchen mit dem Ausgangsmaterial gef{\"u}llt und mit Wasser in ein amorphes Netzwerk umgewandelt. Danach werden die K{\"u}gelchen erhitzt, wobei das Kunststofftemplat zersetzt wird. Gleichzeitig wird das amorphe Ger{\"u}st in stabile, kristalline W{\"a}nde umgewandelt, die die Form der K{\"u}gelchen auch dann noch behalten, wenn das Templat verschwunden ist. Mit einem {\"a}hnlichen Prozess wurden auch K{\"u}gelchen aus Cer-Zirkonoxid erhalten. Als Ausgangsstoff wurden dabei aber vorgeformte Cer-Zirkonoxid-Nanopartikel eingesetzt, die in die Poren der Kunststofftemplatk{\"u}gelchen hinein diffundieren. Diese Cer-Zirkonoxid-Nanopartikel lassen sich auch f{\"u}r die Herstellung von por{\"o}sen Pulvern verwenden, wobei dann nicht Polymerk{\"u}gelchen, sondern hochgeordnete Ansammlungen von Block Copolymeren als Template verwendet werden. Form, Struktur und Eigenschaften all dieser Materialien wurden systematisch unter Anwendung verschiedenster Analysemethoden untersucht. Die auf Titanoxid-basierten K{\"u}gelchen wurden auch auf ihre photokatalytische Verwendung zum Abbau von umweltsch{\"a}dlichem 2-Chlorophenol untersucht. Die Cer-Zirkonoxid-K{\"u}gelchen wurden f{\"u}r die Herstellung von Wasserstoff aus Methanol getestet. Wasserstoff gilt als hoffungsvoller, sauberer Energietr{\"a}ger der Zukunft und kommt in Brennstoffzellen zum Einsatz.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Krasia2003,
  author    = {Krasia, Theodora},
  title     = {Synthese und kolloidale Eigenschaften neuartiger Blockcopolymere mit beta-Dicarbonyl Einheiten = Synthesis and colloidal properties of a novel type of block copolymers bearing beta-dicarbonyl residues},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000787},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2003},
  abstract  = {The present work is dealing with the first synthesis and characterisation of amphiphilic diblock copolymers bearing b-dicarbonyl (acetoacetoxy) chelating residues. Polymers were obtained by Group Transfer Polymerisation (GTP)/acetoacetylation and controlled radical polymerisation techniques (RAFT).Different micellar morphologies of poly(n-butyl methacrylate)-block-poly[2-(acetoacetoxy)ethyl methacrylate] (pBuMA-b-pAEMA) were observed in cyclohexane as a selective solvent. Depending on the block length ratio, either spherical, elliptical, or cylindrical micelles were formed. The density of the polymer chains at the core/corona interface is considerably higher as compared to any other strongly segregating system reported in the literature. It is demonstrated that there are H-bond interactions existing between acetoacetoxy groups, which increase the incompatibility between block segments. In addition, such interactions lead to the formation of secondary structures (such as b-sheets or globular structures) and larger superstructures in the micrometer length scale.Block copolymers were also used to solubilise metal ion salts of different geometries and oxidation states in organic media, in which are otherwise insoluble. Sterically stabilised colloidal hybrid materials are formed, i.e. monodisperse micelles having the metal ion salt incorporated in their core upon complexation with the ligating pAEMA block, whereas pBuMA forms the solvating corona responsible for stabilisation in solution. Systematic studies show that the aggregation behaviour is dependent on different factors, such as the tautomeric form of the beta-dicarbonyl ligand (keto/enol) as well as the nature and amount of added metal ion salt.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Montenegro2003,
  author    = {Montenegro, Rivelino V. D.},
  title     = {Crystallization, biomimetics and semiconducting polymers in confined systems},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000726},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2003},
  abstract  = {popul{\"a}rwissenschaftlicher Abstract: Kristallisation, Biomimetik und halbleitende Polymere in r{\"a}umlich begrenzten Systemen: {\"O}l und Wasser mischen sich nicht, man kann aber aus beiden Fl{\"u}ssigkeiten Emulsionen herstellen, bei denen Tr{\"o}pfchen der einen Fl{\"u}ssigkeit in der anderen Fl{\"u}ssigkeit vorliegen. Das heißt, es k{\"o}nnen entweder {\"O}ltr{\"o}pfchen in Wasser oder Wassertr{\"o}pfchen in {\"O}l erzeugt werden. Aus t{\"a}glichen Erfahrungen, z.B. beim Kochen weiß man jedoch, dass sich eine Emulsion durch Sch{\"u}tteln oder R{\"u}hren herstellen l{\"a}sst, diese jedoch nicht besonders stabil ist. Mit Hilfe von hohen Scherenergien kann man nun sehr kleine, in ihrer Gr{\"o}ße sehr einheitliche und außerdem sehr stabile Tr{\"o}pfchen von 1/10000 mm erhalten. Eine solche Emulsion wird Miniemulsion genannt. In der Dissertation wurden nun z.B. Miniemulsionen untersucht, die aus kleinen Wassertr{\"o}pfchen in einem {\"O}l bestehen. Es konnte gezeigt werden, dass das Wasser in diesen Tr{\"o}pfchen, also in den r{\"a}umlich begrenzten Systemen, nicht bei 0 \&\#176;C, sondern bei -22 \&\#176;C kristallisierte. Wie l{\"a}sst sich das erkl{\"a}ren? Wenn man einen Eimer Wasser hat, dann bildet sich normalerweise bei 0 \&\#176;C Eis, da n{\"a}mlich in dem Wasser einige (manchmal ganz wenige) Keime (z.B. Schutzteilchen, ein Fussel etc.) vorhanden sind, an denen sich die ersten Kristalle bilden. Wenn sich dann einmal ein Kristall gebildet hat, kann das Wasser im gesamten Eimer schnell zu Eis werden. Ultrareines Wasser w{\"u}rde bei -22 \&\#176;C kristallisieren. Wenn man jetzt die Menge Wasser aus dem Eimer in kleine Tr{\"o}pfchen bringt, dann hat man eine sehr, sehr große Zahl, n{\"a}mlich 1017 Tr{\"o}pfchen, in einem Liter Emulsion vorliegen. Die wenigen Schmutzpartikel verteilen auf sehr wenige Tr{\"o}pfchen, die anderen Tr{\"o}pfchen sind ultrarein. Daher kristallisieren sie erst bei -22 \&\#176;C. Im Rahmen der Arbeit konnte auch gezeigt werden, dass die Miniemulsionen genutzt werden k{\"o}nnen, um kleine Gelatine-Partikel, also Nanogummib{\"a}rchen, herzustellen. Diese Nanogummib{\"a}rchen quellen bei Erh{\"o}hung der Temperatur auf ca. 38 \&\#176;C an. Das kann ausgenutzt werden, um zum Beispiel Medikamente zun{\"a}chst in den Partikeln im menschlichen K{\"o}rper zu transportieren, die Medikamente werden dann an einer gew{\"u}nschten Stelle freigelassen. In der Arbeit wurde auch gezeigt, dass die Gelatine-Partikel genutzt werden k{\"o}nnen, um die Natur nachzuahnen (Biomimetik). Innerhalb der Partikel kann n{\"a}mlich gezielt Knochenmaterial aufgebaut werden kann. Die Gelatine-Knochen-Partikel k{\"o}nnen dazu genutzt werden, um schwer heilende oder komplizierte Knochenbr{\"u}che zu beheben. Gelatine wird n{\"a}mlich nach einigen Tagen abgebaut, das Knochenmaterial kann in den Knochen eingebaut werden. LEDs werden heute bereits vielf{\"a}ltig verwendet. LEDs bestehen aus Halbleitern, wie z.B. Silizium. Neuerdings werden dazu auch halbleitende Polymere eingesetzt. Das große Problem bei diesen Materialien ist, dass sie aus L{\"o}sungsmitteln aufgebracht werden. Im Rahmen der Doktorarbeit wurde gezeigt, dass der Prozess der Miniemulsionen genutzt werden kann, um umweltfreundlich diese LEDs herzustellen. Man stellt dazu nun w{\"a}ssrige Dispersionen mit den Polymerpartikeln her. Damit hat man nicht nur das L{\"o}sungsmittel vermieden, das hat nun noch einen weiteren Vorteil: man kann n{\"a}mlich diese Dispersion auf sehr einfache Art verdrucken, im einfachsten Fall verwendet man einfach einen handels{\"u}blichen Tintenstrahldrucker.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Vorndran2001,
  author    = {Vorndran, Katja Marianne},
  title     = {Einfache Decarbonylierungen und stereoselektive Oxidationen von Cyclohexadienen und Cyclohexenen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000331},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2001},
  abstract  = {Zusammenfassend konnte im Rahmen dieser Arbeit das Synthesepotential von Cyclohexadienen und Cyclohexenen deutlich erweitert werden. Die Darstellung der 1-Alkylcyclohexa-2,5-dien-1-carbons{\"a}uren erfolgte mittels Birch-Reduktion in fl{\"u}ssigem Ammoniak und anschließender Umsetzung der intermedi{\"a}r entstehenden Dianionen mit Alkylhalogeniden. So konnte ausgehend von verschiedenen Benzoes{\"a}urederivaten eine Reihe interessanter Cyclohexadiene in sehr guten Ausbeuten synthetisiert werden. Erstmals gelangen s{\"a}urekatalysierte Decarbonylierungen von Cyclohexadiencarbons{\"a}uren, was die einfache Synthese substituierter Aromaten in ausgezeichneten Ausbeuten erm{\"o}glichte. In dieser Arbeit wird der Reaktionsmechanismus vorgestellt, welcher durch den Nachweis von Kohlenmonoxid in der Gasphase der Reaktionsl{\"o}sung durch IR-Spektroskopie untermauert wird. Bei der s{\"a}urekatalysierten Umsetzung von 3-alkylsubstituierten Cyclohexadien-carbons{\"a}uren entstanden neben den erwarteten Aromaten Lactone in ca. 50\% Ausbeute. Schließlich zeigen die untersuchten Singulettsauerstoff-En-Reaktionen, der im ersten Teil dargestellten Cyclohexadiene und Lactone, durchweg hohe Regioselektivit{\"a}ten und lieferten durch elektrostatische Wechselwirkungen und konformative Effekte zum Teil sehr gute Diastereoselektivit{\"a}ten. Die auxiliarkontrollierte Photooxygenierungen von Cyclohexenon welches mit verschiedenen Weins{\"a}ureestern ketalisiert wurde, zeigten jedoch keine bevorzugte p-Facialit{\"a}t des Singulettsauerstoffs.},
  subject      = {Cyclohexadienderivate ; Chemische Synthese ; Birch-Reduktion ; Decarbonylierung | Cyclohexadienderivate ; Photooxidation ; Stereoselektive Reaktion ;},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Johann2001,
  author    = {Johann, Robert},
  title     = {Thermodynamic, morphological and structural properties of dissociated fatty acid monolayers at the air-water interface},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000050},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2001},
  abstract  = {Untersuchungen an Monoschichten amphiphiler Lipide auf w{\"a}ssriger L{\"o}sung sind in der Grenzfl{\"a}chenforschung von grundlegender Bedeutung. Aufgrund der Anwendbarkeit zahlreicher analytischer Methoden sind schwimmende unl{\"o}sliche Monoschichten als Modellsysteme sehr geeignet, um Ordnung und Strukturbildung sowie den Transport von Materie in zwei Dimensionen oder die Wechselwirkung von Molek{\"u}len an der Grenzfl{\"a}che mit Teilchen in L{\"o}sung (Stichwort \&ldquo;molekulare Erkennung\&rdquo;) zu studieren. Aus dem Verhalten von Monoschichten lassen sich z. B. R{\"u}ckschl{\"u}sse ziehen auf die Eigenschaften von Lipidschichten auf festen Substraten oder in biologischen Membranen. Diese Arbeit befasst sich mit spezifischen und fundamentalen Wechselwirkungen in Monoschichten sowohl auf molekularer als auch auf mikroskopischer Ebene und deren Beziehung zu Gitterstruktur, Aussehen und thermodynamischem Verhalten von Monoschichten an der Wasser/Luft Grenzfl{\"a}che. Als Modellsystem werden haupts{\"a}chlich Monoschichten langkettiger Fetts{\"a}uren verwendet, da in ihnen die molekularen Wechselwirkungen durch {\"A}nderung des Subphasen-pH-Werts {\"u}ber den Dissoziationsgrad gezielt und schrittweise ver{\"a}ndert werden k{\"o}nnen. Ausser {\"u}ber die Subphasenzusammensetzung werden die molekularen Wechselwirkungen auch {\"u}ber die Temperatur und die Monoschichtzusammensetzung systematisch variiert. Mit Hilfe von Isothermen- und Oberfl{\"a}chenpotentialmessungen, Brewsterwinkel-Mikroskopie, R{\"o}ntgenbeugung unter streifendem Einfall und polarisationsmodulierter Infrarot-Reflexions-Absorptions-Spektroskopie wird die {\"A}nderung der Monoschichteigenschaften als Funktion eines {\"a}usseren Parametern analysiert. Dabei werden aus den R{\"o}ntgenbeugungsdaten quantitative Masse f{\"u}r die molekularen Wechselwirkungen und f{\"u}r die Kettenkonformationsordnung in Monoschichten abgeleitet. Zu den interessantesten Ergebnissen dieser Arbeit z{\"a}hlen die Aufkl{\"a}rung des Ursprungs von regelm{\"a}ssigen polygonalen und dendritischen Dom{\"a}nenformen, die vielf{\"a}ltige Wirkung von Cholesterin auf die Molek{\"u}lpackung und Gitterordnung langkettiger Amphiphile, sowie die Entdeckung einer abrupten {\"A}nderung in den Kopfgruppenbindungswechselwirkungen, der Kettenkonformationsordnung und des Phasen{\"u}bergangsdrucks zwischen geneigten Monoschichtphasen in Fetts{\"a}uremonoschichten nahe pH 9. Zur Deutung des letzten Punkts wird ein Modell f{\"u}r die Kopfgruppenbindungsstruktur von Fetts{\"a}uremonoschichten als Funktion des pH-Werts entwickelt.},
  subject      = {Wasseroberfl{\"a}che},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kukula2001,
  author    = {Kukula, Hildegard},
  title     = {Lineare und verzweigte Blockcopolymere aus Polypeptiden und synthetischen Polymeren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000040},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2001},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Synthese und den Eigenschaften von linearen und verzweigten amphiphilen Polypeptid-Blockcopolymeren. Die Frage nach dem Einfluss der Topologie und Konformation der Blockcopolymere auf die supramolekularen und kolloidalen Eigenschaften bildete einen wichtigen Aspekt bei den Untersuchungen. Die Blockcopolymere wurden nach einem mehrstufigen Reaktionsschema durch Kombination von anionischer und ring{\"o}ffnender Polymerisation von Aminos{\"a}uren-N-Carboxyanhydriden (NCA) synthetisiert. Die Untersuchung der Polypeptid-Blockcopolymere hinsichtlich ihres Aggregationsverhaltens in fester Phase sowie in verd{\"u}nnter w{\"a}ssriger L{\"o}sung erfolgte mittels Streumethoden (SAXS, WAXS, DLS) sowie abbildender Methoden (TEM). Durch Einsatz der Blockcopolymere als polymere Stabilisatoren in der Emulsionspolymerisation wurden Oberfl{\"a}chen funktionalisierte Latizes erhalten. Als Beispiel f{\"u}r eine pharmazeutische Anwendung wurden biovertr{\"a}gliche Polypeptid-Blockcopolymere als Wirkstoff-Tr{\"a}gersysteme in der Krebstherapie eingesetzt.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Nothofer2001,
  author    = {Nothofer, Heinz-Georg},
  title     = {Fl{\"u}ssigkristalline Polyfluorene},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000039},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2001},
  abstract  = {Eine Reihe 9,9-dialkylsubstituierter Polyfluorene mit linearen und verzweigtkettigen Alkylsubstituenten und einem Molekulargewicht von bis zu 200000 g/mol wurde synthetisiert und charakterisiert. Dar{\"u}ber hinaus wurden einige dieser Polymere mit einer geeigneten 'Lochtransport'-Funktionalit{\"a}t (Triphenylamin-Derivate) ausgestattet, um die Ladungstransporteigenschaften und das Molekulargewicht dieser Substanzen zu kontrollieren. Die thermische Orientierung dieser neuen Polymere auf geriebenen Polyimid-Schichten f{\"u}hrte zu hoch anisotropen Filmen mit großen dichroischen Verh{\"a}ltnissen (Absorption parallel und senkrecht zur Reibungsrichtung gemessen). Ferner wurde eine Gruppe chiraler Polyfluorene synthetisiert und hinsichtlich ihrer chiroptischen Eigenschaften untersucht. Der mit diesen chiralen, konjugierten Polymeren erreichte Grad der Anisotropie in Absorption (CD), circular polarisierter Photolumineszenz (CPPL) und Elektrolumineszenz (CPEL) {\"u}berstieg die bis dahin bekannten Werte um einen Faktor von 200.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Struszczyk2000,
  author    = {Struszczyk, Marcin Henryk},
  title     = {Herstellung von Chitosan und einige Anwendungen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000319},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2000},
  abstract  = {1. Die Deacetylierung von crabshell - Chitosan f{\"u}hrte gleichzeitig zu einem drastischen Abfall der mittleren viscosimetrischen Molmasse ( Mv), insbesondere wenn die Temperatur und die Konzentration an NaOH erh{\"o}ht werden. Diese Parameter beeinflussten jedoch nicht den Grad der Deacetylierung (DD). Wichtig ist jedoch die Quelle des Ausgangsmaterials: Chitin aus Pandalus borealis ist ein guter Rohstoff f{\"u}r die Herstellung von Chitosan mit niedrigem DD und gleichzeitig hoher mittlerer Mv, w{\"a}hrend Krill-Chitin (Euphausia superba) ein gutes Ausgangsmaterial zur Herstellung von Chitosan mit hohem DD und niedrigem Mv ist. Chitosan, das aus Insekten (Calliphora erythrocephala), unter milden Bedingungen (Temperatur: 100°C, NaOH-Konzentration: 40 \%, Zeit: 1-2h ) hergestellt wurde, hatte die gleichen Eigenschaften hinsichtlich DD und Mv wie das aus Krill hergestellte Chitosan. Der Bedarf an Zeit, Energie und NaOH ist f{\"u}r die Herstellung von Insekten-Chitosan geringer als f{\"u}r crabshell-Chitosan vergleichbare Resultaten f{\"u}r DD und Mv. 2. Chitosan wurde durch den Schimmelpilz Aspergillus fumigatus zu Chitooligomeren fermentiert. Die Ausbeute betr{\"a}gt 25\%. Die Chitooligomere wurden mit Hilfe von HPLC und MALDI-TOF-Massenspektrmetrie identifiziert. Die Fermentationsmischung f{\"o}rdert die Immunit{\"a}t von Pflanzen gegen Bakterien und Virusinfektion. Die Zunahme der Immunit{\"a}t schwankt jedoch je nach System Pflanze-Pathogen. Die Fermentation von Chitosan durch Aspergillus fumigatus k{\"o}nnte eine schnelle und billige Methode zur Herstellung von Chitooligomeren mit guter Reinheit und Ausbeute sein. Eine partiell aufgereinigte Fermentationsmischung dieser Art k{\"o}nnte in der Landwirtschaft als Pathogeninhibitor genutzt werden. Durch kontrollierte Fermentation, die Chitooligomere in definierter Zusammensetzung (d.h. definierter Verteilung des Depolymerisationsgrades) liefert, k{\"o}nnte man zu Mischungen kommen, die f{\"u}r die jeweilige Anwendung eine optimale Bioaktivit{\"a}t besitzen. 3. Die aus Chitosan-Dispersionen hergestellten MCChB-Filme weisen bessere mechanische Eigenschaften (Bruchfestigkeit, Dehnung) und eine h{\"o}here Wasseraufnahmef{\"a}higkeit auf als Filme, die nach herk{\"o}mmlichen Methoden aus sauerer L{\"o}sung hergestellt werden. Die Einf{\"u}hrung von Proteinen {\"a}ndert die mechanischen Eigenschaften der MCChB-Filme abh{\"a}ngig von der Art, der Proteine sowie des DD und der Mv des eingesetzte Chitosan. Die Zugabe von Protein beschleunigt den biologischen Abbau der MCChB-Filme. Aus den untersuchten MCChB-Filmen mit Proteinzusatz k{\"o}nnen leichte, reißfeste und dennoch elastische Materialen hergestellt werden. 4. Mit Hilfe von MCChB-Dispersion kann Papier modifiziert werden. Dadurch werden die mechanischen Eigenschaften verbessert und die Wasseraufnahme wird verringert. Die Zugabe von Proteinen verringert das Wasseraufnahmeverm{\"o}gen noch weiter. Ein geringes Wasseraufnahmeverm{\"o}gen ist der bedeutendste Faktor bei der Papierherstellung. Auch Papier, das mit einem MCChB-Protein-Komplexe modifiziert wurde, zeigt gute mechanische Eigenschaften. 5. Wird Chitosan durch unmittelbare Einf{\"u}hrung von MCChB auf Cellulose-Fasern aufgebracht, so erh{\"a}lt man eine netzartige Struktur, w{\"a}hrend durch Ausf{\"a}llung aufgebrachtes Chitosan eine d{\"u}nne Schicht auf den Cellulose-Fasern bildet. Die netzartige Struktur erleichtert die Bioabbaubarkeit, w{\"a}hrend die Schichtstruktur diese erschwert. 6. Die guten mechanischen Eigenschaften, die geringe Wasseraufnahmef{\"a}higkeit und die mit Cellulose vergleichbare Bioabbaubarkeit von Papier, das mit MCChB modifiziert wurde, lassen MCChB f{\"u}r die Veredlung von Papier n{\"u}tzlich erscheinen.},
  subject      = {Chitosan / Pr{\"a}parative Chemie / Verpackungsmaterial / Mikrobielle Abbaubarkeit / Chitosan / Proteine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schueler2000,
  author    = {Sch{\"u}ler, Corinna},
  title     = {Mikro- und Nanokapseln aus Funktionspolymeren, Biopolymeren und Proteinen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000102},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2000},
  abstract  = {In dieser Arbeit wird die Beschichtung von kolloidalen Templaten mit Hilfe der Layer-by-layer Technik beschrieben. Mit ihr ist es m{\"o}glich, die Oberfl{\"a}che der Template mit sehr d{\"u}nnen und gut definierten Filmen zu versehen. Durch Aufl{\"o}sung der Template werden Kapseln hergestellt, die je nach Zusammensetzung der Beschichtung unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Peytcheva2000,
  author    = {Peytcheva, Anna},
  title     = {Kolloidales Calciumphosphat mit Polymeren Additiven : Struktur und Dynamik},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000297},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2000},
  abstract  = {Die Entstehung zeitlich ver{\"a}nderlicher kolloidaler Strukturen in w{\"a}ßrigen Calciumphosphat-Dispersionen wurde abgebildet und einer Strukturanalyse unterzogen. Diese wurde durchgef{\"u}hrt unter Einsatz verschiedener bildgebenderund Streumethoden, deren Ergebnisse verglichen wurden. Ziel der Arbeit war es, aus biomineralisierenden Systemen bekannte Prozesse zu vereinfachen und im Experiment nachzustellen. Die gefundenen komplexen hierarchischen Strukturendes Calciumphosphates sind stark von Eigenschaften des Polymerzusatzes abh{\"a}ngig.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kasparova2002,
  author    = {Kasparova, Pavla},
  title     = {Doppelthydrophile Blockcopolymere als Mineralisationstemplate},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000483},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2002},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Synthese und den Eigenschaften von doppelthydrophilen Blockcopolymeren und ihrer Anwendung in einem biomimetischen Mineralisationsprozeß von Calciumcarbonat und Bariumsulfat. Doppelthydrophile Blockcopolymere bestehen aus einem hydrophilen Block, der nicht mit Mineralien wechselwirkt und einem zweiten Polyelektrolyt-Block, der stark mit Mineraloberfl{\"a}chen wechselwirkt. Diese Blockcopolymere wurden durch ring{\"o}ffnende Polymerisation von N-carboxyanhydriden (NCA′s) und a-methoxy-ω-amino[poly(ethylene glycol)] PEG-NH2 als Initiator hergestellt. Die hergestellten Blockcopolymere wurden als effektive Wachstumsmodifikatoren f{\"u}r die Kristallisation von Calciumcarbonat und Bariumsulfat Mineralien eingesetzt. Die so erhaltenen Mineralpartikel (Kugeln, Hantel, eif{\"o}rmige Partikel) wurden durch Lichtmikroskopie in L{\"o}sung, SEM und TEM charakterisiert. R{\"o}ntgenweitwinkelstreuung (WAXS) wurde verwendet, um die Modifikation von Calciumcarbonat zu ermitteln und die Gr{\"o}ße der Calciumcarbonat- und Bariumsulfat-Nanopartikel zu ermitteln.},
  subject      = {Blockcopolymere ; Polyaminos{\"a}uren ; Hydrophile Verbindungen ; Chemische Synthese ; Ring{\"o}ffnungspolymerisation | Calciumcarbonat ; Biomineralisation},
  language  = {de}
}