@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}
}