@article{BehlZhaoLendlein2020, author = {Behl, Marc and Zhao, Qian and Lendlein, Andreas}, title = {Glucose-responsive shape-memory cryogels}, series = {Journal of materials research : JMR}, volume = {35}, journal = {Journal of materials research : JMR}, number = {18}, publisher = {Springer}, address = {Berlin}, issn = {0884-2914}, doi = {10.1557/jmr.2020.204}, pages = {2396 -- 2404}, year = {2020}, abstract = {Boronic ester bonds can be reversibly formed between phenylboronic acid (PBA) and triol moieties. Here, we aim at a glucose-induced shape-memory effect by implementing such bonds as temporary netpoints, which are cleavable by glucose and by minimizing the volume change upon stimulation by a porous cryogel structure. The polymer system consisted of a semi-interpenetrating network (semi-IPN) architecture, in which the triol moieties were part of the permanent network and the PBA moieties were located in the linear polymer diffused into the semi-IPN. In an alkaline medium (pH = 10), the swelling ratio was approximately 35, independent of C-glu varied between 0 and 300 mg/dL. In bending experiments, shape fixity R-f approximate to 80\% and shape recovery R-r approximate to 100\% from five programming/recovery cycles could be determined. R-r was a function of C-glu in the range from 0 to 300 mg/dL, which accords with the fluctuation range of C-glu in human blood. In this way, the shape-memory hydrogels could play a role in future diabetes treatment options.}, language = {en} } @phdthesis{Walczak2019, author = {Walczak, Ralf}, title = {Molecular design of nitrogen-doped nanoporous noble carbon materials for gas adsorption}, doi = {10.25932/publishup-43524}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-435241}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {II, 155}, year = {2019}, abstract = {In den modernen Gesellschaften f{\"u}hrt ein stetig steigender Energiebedarf zu dem zunehmenden Verbrauch fossiler Brennstoffe wie Kohle, {\"O}l, und Gas. Die Verbrennung dieser kohlenstoffbasierten Brennstoffe f{\"u}hrt unweigerlich zur Freisetzung von Treibhausgasen, vor allem von CO2. Die CO2 Aufnahme unmittelbar bei den Verbrennungsanlagen oder direkt aus der Luft, zusammen mit Regulierung von CO2 produzierenden Energiesektoren (z.B. K{\"u}hlanlagen), k{\"o}nnen den CO2 Ausstoß reduzieren. Allerdings f{\"u}hren insbesondere bei der CO2 Aufnahme die geringen CO2 Konzentrationen und die Aufnahme konkurrierender Gase zu niedrigen CO2 Kapazit{\"a}ten und Selektivit{\"a}ten. Das Zusammenspiel der Gastmolek{\"u}le mit por{\"o}sen Materialien ist dabei essentiell. Por{\"o}se Kohlenstoffmaterialien besitzen attraktive Eigenschaften, unter anderem elektrische Leitf{\"a}higkeit, einstellbare Porosit{\"a}t, als auch chemische und thermische Stabilit{\"a}t. Allerdings f{\"u}hrt die zu geringe Polarisierbarkeit dieser Materialien zu einer geringen Affinit{\"a}t zu polaren Molek{\"u}len (z.B. CO2, H2O, oder NH3). Diese Affinit{\"a}t kann durch den Einbau von Stickstoff erh{\"o}ht werden. Solche Materialien sind oft „edler" als reine Kohlenstoffe, dies bedeutet, dass sie eher oxidierend wirken, als selbst oxidiert zu werden. Die Problematik besteht darin, einen hohen und gleichm{\"a}ßig verteilten Stickstoffgehalt in das Kohlenstoffger{\"u}st einzubauen. Die Zielsetzung dieser Dissertation ist die Erforschung neuer Synthesewege f{\"u}r stickstoffdotierte edle Kohlenstoffmaterialien und die Entwicklung eines grundlegenden Verst{\"a}ndnisses f{\"u}r deren Anwendung in Gasadsorption und elektrochemischer Energiespeicherung. Es wurde eine templatfreie Synthese f{\"u}r stickstoffreiche, edle, und mikropor{\"o}se Kohlenstoffmaterialien durch direkte Kondensation eines stickstoffreichen organischen Molek{\"u}ls als Vorl{\"a}ufer erarbeitet. Dadurch konnten Materialien mit hohen Adsorptionskapazit{\"a}ten f{\"u}r H2O und CO2 bei niedrigen Konzentrationen und moderate CO2/N2 Selektivit{\"a}ten erzielt werden. Um die CO2/N2 Selektivit{\"a}ten zu verbessern, wurden mittels der Einstellung des Kondensationsgrades die molekulare Struktur und Porosit{\"a}t der Kohlenstoffmaterialien kontrolliert. Diese Materialien besitzen die Eigenschaften eines molekularen Siebs f{\"u}r CO2 {\"u}ber N2, das zu herausragenden CO2/N2 Selektivit{\"a}ten f{\"u}hrt. Der ultrahydrophile Charakter der Porenoberfl{\"a}chen und die kleinen Mikroporen dieser Kohlenstoffmaterialien erm{\"o}glichen grundlegende Untersuchungen f{\"u}r die Wechselwirkungen mit Molek{\"u}len die polarer sind als CO2, n{\"a}mlich H2O und NH3. Eine weitere Reihe stickstoffdotierter Kohlenstoffmaterialien wurde durch Kondensation eines konjugierten mikropor{\"o}sen Polymers synthetisiert und deren strukturelle Besonderheiten als Anodenmaterial f{\"u}r die Natriumionen Batterie untersucht. Diese Dissertation leistet einen Beitrag zur Erforschung stickstoffdotierter Kohlenstoffmaterialien und deren Wechselwirkungen mit verschiedenen Gastmolek{\"u}len.}, language = {en} }