@phdthesis{Elsner2005,
  author    = {Elsner, Nils},
  title     = {Nanomechanik und Adh{\"a}sion von Polyelektrolytmultischicht-Hohlkapseln},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-5555},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigte sich mit zwei Themengebieten. Es ging zum einen um die mechanischen Eigenschaften von Polyelektrolythohlkapseln und zum anderen um die Adh{\"a}sion von Polyelektrolythohlkapseln. Die mechanischen Eigenschaften wurden mit der AFM „colloidal probe" Technik untersucht. Dabei zeigte sich, dass die Kraftdeformationskurven f{\"u}r kleine Deformationen den nach der Schalentheorie vorhergesagten linearen Verlauf haben. Ebenso wurde die quadratische Abh{\"a}ngigkeit der Federkonstanten von der Dicke best{\"a}tigt. F{\"u}r PAH/PSS findet man einen E-Modul von 0.25 GPa. Zusammen mit der Tatsache, dass die Deformationskurven unabh{\"a}ngig von der Geschwindigkeit sind und praktisch keine Hysterese zeigen, sowie der M{\"o}glichkeit die Kapseln plastisch zu deformieren, kann man schließen, dass das System in einem glasartigen Zustand vorliegt. <pt>Erwartungsgem{\"a}ß zeigte der pH einen starken Einfluss auf die PEM. W{\"a}hrend in einem pH-Bereich zwischen 2 und 11.5 keine morphologischen {\"A}nderungen festgestellt werden konnten, vergr{\"o}ßerte sich der Radius bei pH = 12 um bis zu 50 \%. Diese Radien{\"a}nderung war reversibel und ging einher mit einem sichtbaren Weicherwerden der Kapseln. Eine Abnahme des E-Moduls um mindestens drei Gr{\"o}ßenordungen wurde durch Kraftdeformationsmessungen best{\"a}tigt. Die Kraftdeformationskurven zeigen eine starke Hysterese. Das System befindet sich nun nicht mehr in einem glasartigen Zustand, sondern ist viskos bis gummiartig geworden. Messungen an Kapseln, die mit Glutardialdehyd behandelt wurden, zeigten, dass die Behandlung das pH-abh{\"a}ngige Verhalten ver{\"a}ndert. Dies kann darauf zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden, dass das PAH durch den Glutardialdehyd quervernetzt wird. Bei einem hohen Quervernetzungsgrad, zeigen die Kapseln keine {\"A}nderung des mechanischen Verhaltens bei pH = 12. Schwach quervernetzte Kapseln werden immer noch signifikant weicher bei pH = 12, jedoch {\"a}ndert sich der Radius nicht. Außerdem wurden Multilagenkapseln untersucht, deren Stabilit{\"a}t nicht auf elektrostatischen Wechselwirkungen sondern auf Wasserstoffbr{\"u}ckenbindungen beruhte. Diese Kapseln zeigten eine deutlich h{\"o}here Steifigkeit mit E-Modulen bis zu 1 GPa. Es wurde gefunden, dass auch dieses System f{\"u}r kleine Deformationen ein lineares Kraft-Deformationsverhalten zeigt, und dass die Federkonstante quadratisch von der Dicke abh{\"a}ngt. Die Kapseln l{\"o}sen sich praktisch sofort bei pH = 6.5 auf. In der N{\"a}he dieses pHs konnte das Abnehmen der Federkonstanten verfolgt werden. Außerdem wurde das Adh{\"a}sionsverhalten von PAH/PSS Kapseln auf mit PEI-beschichtetem Glas untersucht. Die Adh{\"a}sionsfl{\"a}chen waren zu einem großen Teil rund und ließen sich quantitativ auswerten. Der Adh{\"a}sionsradius nimmt mit dem Kapselradius zu und mit der Dicke ab. Das Verhalten konnte mit zwei Modellen, einem f{\"u}r die große und einem f{\"u}r die kleine Deformation beschrieben werden. Das große Deformationsmodell liefert um eine Gr{\"o}ßenordung niedrigere Adh{\"a}sionsenergien als das kleine Deformationsmodell, welches mit Werten von ‑0.2 mJ/m<sup>2 Werte in einem plausiblen Bereich liefert. Es wurde gefunden, dass bei einem Verh{\"a}ltnis von Dicke zu Deformation von etwa eins "buckling" auftritt. Dieser Punkt markierte zugleich den {\"U}bergang von der großen zur kleinen Deformation.},
  subject      = {Polyelektrolyt},
  language  = {de}
}