@phdthesis{John2017,
  author    = {John, Daniela},
  title     = {Herstellung anisotroper Kolloide mittels templatgesteuerter Assemblierung und Kontaktdruckverfahren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-398270},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {xiii, 122, XVII},
  year      = {2017},
  abstract  = {Diese Arbeit befasste sich mit neuen Konzepten zur Darstellung anisotroper Partikelsysteme durch Anordnung von funktionalisierten Partikeln unter Zuhilfenahme etablierter Methoden wie der templatgest{\"u}tzten Assemblierung von Partikeln und dem Mikrokontaktdruck. Das erste Teilprojekt besch{\"a}ftigte sich mit der kontrollierten Herstellung von Faltenstrukturen im Mikro- bis Nanometerbereich. Die Faltenstrukturen entstehen durch die Relaxation eines Systems bestehend aus zwei {\"u}bereinander liegender Schichten unterschiedlicher Elastizit{\"a}t. In diesem Fall wurden Falten auf einem elastischen PDMS-Substrat durch Generierung einer Oxidschicht auf der Substratoberfl{\"a}che mittels Plasmabehandlung erzeugt. Die Dicke der Oxidschicht, die {\"u}ber verschiedene Parameter wie Behandlungszeit, Prozessleistung, Partialdruck des plasmaaktiven Gases, Vernetzungsgrad, Deformation sowie Substratdicke einstellbar war, bestimmte Wellenl{\"a}nge und Amplitude der Falten. Das zweite Teilprojekt hatte die Darstellung komplexer, kolloidaler Strukturen auf Basis supramolekularer Wechselwirkungen zum Ziel. Dazu sollte vor allem die templatgest{\"u}tzte Assemblierung von Partikeln sowohl an fest-fl{\"u}ssig als auch fl{\"u}ssig-fl{\"u}ssig Grenzfl{\"a}chen genutzt werden. F{\"u}r Erstere sollten die in Teilprojekt 1 hergestellten Faltenstrukturen als Templat, f{\"u}r Letztere Pickering-Emulsionen zur Anwendung kommen. Im ersten Fall wurden verschiedene, modifizierte Silicapartikel und Magnetitnanopartikel, deren Gr{\"o}ße und Oberfl{\"a}chenfunktionalit{\"a}t (Cyclodextrin-, Azobenzol- und Arylazopyrazolgruppen) variierte, in Faltenstrukturen angeordnet. Die Anordnung hing dabei nicht nur vom gew{\"a}hlten Verfahren, sondern auch von Faktoren wie der Partikelkonzentration, der Oberfl{\"a}chenladung oder dem Gr{\"o}ßenverh{\"a}ltnis der Partikel zur Faltengeometrie ab. Die Kombination von Cyclodextrin (CD)- und Arylazopyrazol-modifizierten Partikeln erm{\"o}glichte, auf Basis einer Wirt-Gast-Wechselwirkung zwischen den Partikeltypen und einer templatgesteuerten Anordnung, die Bildung komplexer und strukturierter Formen in der Gr{\"o}ßenordnung mehrerer Mikrometer. Dieses System kann einerseits als Grundlage f{\"u}r die Herstellung verschiedener Janus-Partikel herangezogen werden, andererseits stellt die gerichtete Vernetzung zweier Partikelsysteme zu gr{\"o}ßeren Aggregaten den Grundstein f{\"u}r neuartige, funktionale Materialien dar. Neben der Anordnung an fest-fl{\"u}ssig Grenzfl{\"a}chen konnte außerdem nachgewiesen werden, dass Azobenzol-funktionalisierte Silicapartikel in der Lage sind, Pickering-Emulsionen {\"u}ber mehrere Monate zu stabilisieren. Die Stabilit{\"a}t und Gr{\"o}ße der Emulsionsphase kann {\"u}ber Parameter, wie das Volumenverh{\"a}ltnis und die Konzentration, gesteuert werden. CD-funktionalisierte Silicapartikel besaßen dagegen keine Grenzfl{\"a}chenaktivit{\"a}t, w{\"a}hrend es CD-basierten Polymeren wiederum m{\"o}glich war, durch die Ausbildung von Einschlusskomplexen mit den hydrophoben Molek{\"u}len der {\"O}lphase stabile Emulsionen zu bilden. Dagegen zeigte die Kombination zwei verschiedener Partikelsysteme keinen oder einen destabilisierenden Effekt bez{\"u}glich der Ausbildung von Emulsionen. Im letzten Teilprojekt wurde die Herstellung multivalenter Silicapartikel mittels Mikrokontaktdruck untersucht. Die Faltenstrukturen wurden dabei als Stempel verwendet, wodurch es m{\"o}glich war, die Patch-Geometrie {\"u}ber die Wellenl{\"a}nge der Faltenstrukturen zu steuern. Als Tinte diente das positiv geladene Polyelektrolyt Polyethylenimin (PEI), welches {\"u}ber elektrostatische Wechselwirkungen auf unmodifizierten Silicapartikeln haftet. Im Gegensatz zum Drucken mit flachen Stempeln fiel dabei zun{\"a}chst auf, dass sich die Tinte bei den Faltenstrukturen nicht gleichm{\"a}ßig {\"u}ber die gesamte Substratfl{\"a}che verteilt, sondern haupts{\"a}chlich in den Faltent{\"a}lern vorlag. Dadurch handelte es sich bei dem Druckprozess letztlich nicht mehr um ein klassisches Mikrokontaktdruckverfahren, sondern um ein Tiefdruckverfahren. {\"U}ber das Tiefdruckverfahren war es dann aber m{\"o}glich, sowohl eine als auch beide Partikelhemisph{\"a}ren gleichzeitig und mit verschiedenen Funktionalit{\"a}ten zu modifizieren und somit multivalente Silicapartikel zu generieren. In Abh{\"a}ngigkeit der Wellenl{\"a}nge der Falten konnten auf einer Partikelhemisph{\"a}re zwei bis acht Patches abgebildet werden. F{\"u}r die Patch-Geometrie, sprich Gr{\"o}ße und Form der Patches, spielten zudem die Konzentration der Tinte auf dem Stempel, das L{\"o}sungsmittel zum Abl{\"o}sen der Partikel nach dem Drucken sowie die Stempelh{\"a}rte eine wichtige Rolle. Da die Stempelh{\"a}rte aufgrund der variierenden Dicke der Oxidschicht bei verschiedenen Wellenl{\"a}ngen nicht kontant ist, wurden f{\"u}r den Druckprozess meist Abg{\"u}sse der Faltensubstrate verwendet. Auf diese Weise war auch die Vergleichbarkeit bei variierender Wellenl{\"a}nge gew{\"a}hrleistet. Neben dem erfolgreichen Nachweis der Modifikation mittels Tiefdruckverfahren konnte auch gezeigt werden, dass {\"u}ber die Komplexierung mit PEI negativ geladene Nanopartikel auf die Partikeloberfl{\"a}che aufgebracht werden k{\"o}nnen.},
  language  = {de}
}