@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 \“molekulare Erkennung\”) 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{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{Hain2022,
  author    = {Hain, Tobias Martin},
  title     = {Structure formation and identification in geometrically driven soft matter systems},
  doi       = {10.25932/publishup-55880},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-558808},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {xviii, 171},
  year      = {2022},
  abstract  = {Subdividing space through interfaces leads to many space partitions that are relevant to soft matter self-assembly. Prominent examples include cellular media, e.g. soap froths, which are bubbles of air separated by interfaces of soap and water, but also more complex partitions such as bicontinuous minimal surfaces. Using computer simulations, this thesis analyses soft matter systems in terms of the relationship between the physical forces between the system's constituents and the structure of the resulting interfaces or partitions. The focus is on two systems, copolymeric self-assembly and the so-called Quantizer problem, where the driving force of structure formation, the minimisation of the free-energy, is an interplay of surface area minimisation and stretching contributions, favouring cells of uniform thickness. In the first part of the thesis we address copolymeric phase formation with sharp interfaces. We analyse a columnar copolymer system "forced" to assemble on a spherical surface, where the perfect solution, the hexagonal tiling, is topologically prohibited. For a system of three-armed copolymers, the resulting structure is described by solutions of the so-called Thomson problem, the search of minimal energy configurations of repelling charges on a sphere. We find three intertwined Thomson problem solutions on a single sphere, occurring at a probability depending on the radius of the substrate. We then investigate the formation of amorphous and crystalline structures in the Quantizer system, a particulate model with an energy functional without surface tension that favours spherical cells of equal size. We find that quasi-static equilibrium cooling allows the Quantizer system to crystallise into a BCC ground state, whereas quenching and non-equilibrium cooling, i.e. cooling at slower rates then quenching, leads to an approximately hyperuniform, amorphous state. The assumed universality of the latter, i.e. independence of energy minimisation method or initial configuration, is strengthened by our results. We expand the Quantizer system by introducing interface tension, creating a model that we find to mimic polymeric micelle systems: An order-disorder phase transition is observed with a stable Frank-Caspar phase. The second part considers bicontinuous partitions of space into two network-like domains, and introduces an open-source tool for the identification of structures in electron microscopy images. We expand a method of matching experimentally accessible projections with computed projections of potential structures, introduced by Deng and Mieczkowski (1998). The computed structures are modelled using nodal representations of constant-mean-curvature surfaces. A case study conducted on etioplast cell membranes in chloroplast precursors establishes the double Diamond surface structure to be dominant in these plant cells. We automate the matching process employing deep-learning methods, which manage to identify structures with excellent accuracy.},
  language  = {en}
}