@phdthesis{Breidenich2000,
  author    = {Breidenich, Markus},
  title     = {Polymers at membranes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000284},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2000},
  abstract  = {Die Oberfl{\"a}che biologischer Zellen besteht aus einer Lipidmembran und einer Vielzahl von Proteinen und Polymeren, die in die Membran eingebaut sind. Die Beeinflussung der Membran durch Polymere, die mit einem Ende an der Membran verankert sind, wird im Rahmen dieser Arbeit anhand eines vereinfachten biomimetischen Systems studiert. Der entropische Druck, den das Polymer durch St{\"o}ße auf die Membran aus{\"u}bt, f{\"u}hrt dazu, dass sich die Membran vom Polymer weg kr{\"u}mmt. Die resultierende Membranform ist ein Kegel in der N{\"a}he des Ankers und ein Katenoid in grossem Abstand vom Ankerpunkt. Monte Carlo-Simulationen best{\"a}tigen die perturbativ berechneten Resultate. Bei Hinzunahme eines attraktiven Potentials zwischen Polymer und Membran verringert sich die urspr{\"u}nglich vom Polymer induzierte Kr{\"u}mmung. Im Limes starker Adsorption, in welchem das Polymer ganz auf der Membranoberfl{\"a}che lokalisiert ist, verschwindet der Polymerdruck und die durch diesen induzierte Kr{\"u}mmung der Membran. Falls das Polymer nicht direkt auf der Membranoberfl{\"a}che verankert ist, sondern in endlichem Ankerabstand, biegt sich die Membran im adsorbierten Fall zum Polymer hin. Im letzten Teil der Arbeit werden nicht verankerte Polymere in L{\"o}sung betrachtet. Untersucht wird der Einfluss einer solchen Polymerl{\"o}sung auf die Kr{\"u}mmung der Membran. Im Grenzfall einer rein sterischen, repulsiven Wechselwirkung zwischen Polymeren und Membran biegt sich diese, im Gegensatz zur verankerten Situation, zur L{\"o}sung hin. Bei zunehmender Attraktion biegt sich die Membran im Limes starker Adsorption der Polymere von der L{\"o}sung weg.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Stephan2007,
  author    = {Stephan, Niels},
  title     = {Ph{\"a}nomenologische Untersuchungen zur Feuchteempfindlichkeit der elektrischen Eigenschaften von d{\"u}nnen Polymerfilmen und deren Verwendung f{\"u}r neuartige Feuchtesensoren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-13853},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2007},
  abstract  = {Ziel dieser Arbeit ist die ph{\"a}nomenologische Untersuchung der Feuchteempfindlichkeit der elektrischen Eigenschaften d{\"u}nner Polymerschichten. Diese Untersuchungen stellen gleichzeitig Vorarbeiten zur Entwicklung von Prototypen von zwei polymeren D{\"u}nnschicht-Feuchtesensoren dar, die sich durch die spezielle Auswahl der feuchtesensitiven Materialien jeweils durch eine besondere Eigenschaft gegen{\"u}ber kommerziellen Massenprodukten auszeichnen. Ziel der Entwicklungsarbeiten f{\"u}r den ersten Prototypen war die Konstruktion eines schnellen Feuchtesensors, der pl{\"o}tzliche und sprunghafte Feuchte{\"a}nderungen in der umgebenden Atmosph{\"a}re m{\"o}glichst rasch detektieren kann. Daf{\"u}r wurden d{\"u}nne Schichten von Poly-DADMAC auf Interdigitalstrukturen aufgebracht, die einen m{\"o}glichst direkten Kontakt zwischen feuchtesensitiver Schicht und umgebender, feuchter Atmosph{\"a}re gew{\"a}hrleisten. Als Messgr{\"o}ßen dienten die Wechselstromgr{\"o}ßen Widerstand und Kapazit{\"a}t der Schichten. Die Feuchtekennlinien der Schichten zeigen gute Konstanz und hohe Reproduzierbarkeit. Der Widerstand der Schichten {\"a}ndert sich durch den Einfluss von Feuchte je nach Schichtdicke um 3 bis 5 Gr{\"o}ßenordnungen und eignet sich als Messgr{\"o}ße f{\"u}r die Feuchtigkeit im gesamten Feuchtebereich. Die Hysterese der Filme konnte auf kleiner als 2,5\% r.F. bestimmt werden, die Reproduzierbarkeit auf besser als 1\% r.F. Die Ansprechzeit der Schichten l{\"a}sst sich schichtdickenabh{\"a}ngig zu 1 bis 10 Sekunden bestimmen. Hierbei zeigen besonders die d{\"u}nnen Schichten kurze Ansprechzeiten. Zielstellung f{\"u}r den zweiten Feuchtesensor war die Entwicklung eines Prototypen, dessen sensitive Schicht sich biostatisch und biozid verh{\"a}lt, so dass er in biotischen Umgebungen eingesetzt werden kann. Es wurden f{\"u}nf Polysulfobetaine synthetisiert, deren Biozidit{\"a}t und Biostatik mit dem Kontakttest nach R{\"o}nnpagel, dem ISO846-Test und Abbautests bestimmt wurde. Zwei Polymere - Poly-DMMAAPS (BT2) und Poly-[MSA-Styren-Sulfobetain] (BT5) - erwiesen sich als ausreichend biozid und biostatisch. Schichten dieser Polymere wurden auf Interdigitalstrukturen aufgezogen, anschließend wurden die Kennlinien dieser Proben aufgenommen. Die Messwerte zeigen f{\"u}r beide Polymere gute Konstanz und eine hohe Reproduzierbarkeit. BT2-Proben sind zwischen 20\% und 80\% r.F. besonders empfindlich und zeigen {\"u}ber einen Monat keine Langzeitdrift. Vernetzte Proben zeigen bis 50°C keinen temperaturbedingten Abfall der Feuchteempfindlichkeit. Der Einsatz vernetzter BT5-Schichten als kapazitiver Feuchtesensor ist bis etwa 70°C m{\"o}glich, die Schichten sind selbst nach Lagerung im Hochvakuum und mehrfacher Betauung stabil. Damit liegen zwei funktionsf{\"a}hige Prototypen von Feuchtesensoren vor, f{\"u}r die die meisten Kennwerte denen von vergleichbaren kommerziellen Feuchtesensoren entsprechen. Gleichzeitig zeichnen sie sich aber durch eine sehr niedrige Ansprechzeit bzw. eine ausreichende Lebensdauer unter biotischen Bedingungen aus.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kraikivski2005,
  author    = {Kraikivski, Pavel},
  title     = {Non-equilibrium dynamics of adsorbed polymers and filaments},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-5979},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {In the present work, we discuss two subjects related to the nonequilibrium dynamics of polymers or biological filaments adsorbed to two-dimensional substrates. The first part is dedicated to thermally activated dynamics of polymers on structured substrates in the presence or absence of a driving force. The structured substrate is represented by double-well or periodic potentials. We consider both homogeneous and point driving forces. Point-like driving forces can be realized in single molecule manipulation by atomic force microscopy tips. Uniform driving forces can be generated by hydrodynamic flow or by electric fields for charged polymers. In the second part, we consider collective filament motion in motility assays for motor proteins, where filaments glide over a motor-coated substrate. The model for the simulation of the filament dynamics contains interactive deformable filaments that move under the influence of forces from molecular motors and thermal noise. Motor tails are attached to the substrate and modeled as flexible polymers (entropic springs), motor heads perform a directed walk with a given force-velocity relation. We study the collective filament dynamics and pattern formation as a function of the motor and filament density, the force-velocity characteristics, the detachment rate of motor proteins and the filament interaction. In particular, the formation and statistics of filament patterns such as nematic ordering due to motor activity or clusters due to blocking effects are investigated. Our results are experimentally accessible and possible experimental realizations are discussed.},
  subject      = {Polymere},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Gutjahr2007,
  author    = {Gutjahr, Petra},
  title     = {Conformations of semiflexible polymers and filaments},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-15918},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2007},
  abstract  = {The biological function and the technological applications of semiflexible polymers, such as DNA, actin filaments and carbon nanotubes, strongly depend on their rigidity. Semiflexible polymers are characterized by their persistence length, the definition of which is the subject of the first part of this thesis. Attractive interactions, that arise e.g.~in the adsorption, the condensation and the bundling of filaments, can change the conformation of a semiflexible polymer. The conformation depends on the relative magnitude of the material parameters and can be influenced by them in a systematic manner. In particular, the morphologies of semiflexible polymer rings, such as circular nanotubes or DNA, which are adsorbed onto substrates with three types of structures, are studied: (i) A topographical channel, (ii) a chemically modified stripe and (iii) a periodic pattern of topographical steps. The results are compared with the condensation of rings by attractive interactions. Furthermore, the bundling of two individual actin filaments, whose ends are anchored, is analyzed. This system geometry is shown to provide a systematic and quantitative method to extract the magnitude of the attraction between the filaments from experimentally observable conformations of the filaments.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Baczyński2009,
  author    = {Baczyński, Krzysztof Konrad},
  title     = {Buckling instabilities of semiflexible filaments in biological systems},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-37927},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2009},
  abstract  = {In dieser Arbeit werden Knickinstabilit{\"a}ten von Filamenten in biologischen Systemen untersucht. Das Zytoskelett von Zellen ist aus solchen Filamenten aufgebaut. Sie sind f{\"u}r die mechanische Stabilit{\"a}t der Zelle verantwortlich und spielen eine große Rolle bei intrazellul{\"a}ren Transportprozessen durch molekulare Motoren, die verschiedene Lasten wie beispielsweise Organellen entlang der Filamente des Zytoskeletts transportieren. Filamente sind semiflexible Polymere, deren Biegeenergie {\"a}hnlich groß ist wie die thermische Energie, so dass sie auch als elastische Balken auf der Nanoskala gesehen werden k{\"o}nnen, die signifikante thermische Fluktuationen zeigen. Wie ein makroskopischer elastischer Balken k{\"o}nnen auch Filamente eine mechanische Knickinstabilit{\"a}t unter Kompression zeigen. Im ersten Teil dieser Arbeit wird untersucht, wie diese Instabilit{\"a}t durch thermische Fluktuationen der Filamente beeinflusst wird. In Zellen k{\"o}nnen Kompressionskr{\"a}fte durch molekulare Motoren erzeugt werden. Das geschieht zum Beispiel w{\"a}hrend der Zellteilung in der mitotischen Spindel. Im zweiten Teil der Arbeit untersuchen wir, wie die stochastische Natur einer von Motoren generierten Kraft die Knickinstabilit{\"a}t von Filamenten beeinflusst. Zun{\"a}chst stellen wir kurz das Problem von Knickinstabilit{\"a}ten auf der makroskopischen Skala dar und f{\"u}hren ein Modell f{\"u}r das Knicken von Filamenten oder elastischen St{\"a}ben in zwei Raumdimensionen und in Anwesenheit thermischer Fluktuationen ein. Wir pr{\"a}sentieren eine analytische L{\"o}sung f{\"u}r Knickinstabilit{\"a}ten in Anwesenheit thermischer Fluktuationen, die auf einer Renormierungsgruppenrechnung im Rahmen des nichtlinearen Sigma-Models basiert. Wir integrieren die kurzwelligen Fluktuationen aus, um eine effektive Theorie f{\"u}r die langwelligen Moden zu erhalten, die die Knickinstabilit{\"a}t bestimmen. Wir berechnen die {\"A}nderung der kritischen Kraft f{\"u}r die Knickinstabilit{\"a}t und zeigen, dass die thermischen Fluktuationen in zwei Raumdimensionen zu einer Zunahme der kritischen Kraft f{\"u}hren. Außerdem zeigen wir, dass thermische Fluktuationen im geknickten Zustand zu einer Zunahme der mittleren projizierten L{\"a}nge des Filaments in Richtung der wirkenden Kraft f{\"u}hren. Als Funktion der Konturl{\"a}nge des Filaments besitzt die mittlere projizierte L{\"a}nge eine Spitze an der Knickinstabilit{\"a}t, die durch thermische Fluktuationen abgerundet wird. Unser Hauptresultat ist die Beobachtung, dass ein geknicktes Filament unter dem Einfluss thermischer Fluktuationen gestreckt wird, d.h. dass seine mittlere projizierte L{\"a}nge in Richtung der Kompressionskraft auf Grund der thermischen Fluktuationen zunimmt. Unsere analytischen Resultate werden durch Monte-Carlo Simulationen der Knickinstabilit{\"a}t semiflexibler Filamente in zwei Raumdimensionen best{\"a}tigt. Wir f{\"u}hren auch Monte-Carlo Simulationen in h{\"o}heren Raumdimensionen durch und zeigen, dass die Zunahme der projizierten L{\"a}nge unter dem Einfluss thermischer Fluktuationen weniger ausgepr{\"a}gt ist und stark von der Wahl der Randbedingungen abh{\"a}ngt. Im zweiten Teil der Arbeit formulieren wir ein Modell f{\"u}r die Knickinstabilit{\"a}t semiflexibler Filamente unter dem Einfluss molekularer Motoren. Wir untersuchen ein System, in dem sich eine Gruppe von Motoren entlang eines fixierten Filaments bewegt, und dabei ein zweites Filament als Last tr{\"a}gt. Das Last-Filament wird gegen eine Wand gedr{\"u}ckt und knickt. W{\"a}hrend des Knickvorgangs k{\"o}nnen die Motoren, die die Kraft auf das Filament generieren, stochastisch von dem Filament ab- und an das Filament anbinden. Wir formulieren ein stochastisches Model f{\"u}r dieses System und berechnen die "mean first passage time", d.h. die mittlere Zeit f{\"u}r den {\"U}bergang von einem Zustand, in dem alle Motoren gebundenen sind zu einem Zustand, in dem alle Motoren abgebunden sind. Dieser {\"U}bergang entspricht auch einem {\"U}bergang aus dem gebogenen zur{\"u}ck in einen ungebogenen Zustand des Last-Filaments. Unser Resultat zeigt, dass f{\"u}r gen{\"u}gend kurze Mikrotubuli die Bewegung der Motoren von der durch das Last-Filament generierten Kraft beeinflusst wird. Diese Ergebnisse k{\"o}nnen in zuk{\"u}nftigen Experimenten {\"u}berpr{\"u}ft werden.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Steyrleuthner2014,
  author    = {Steyrleuthner, Robert},
  title     = {Korrelation von Struktur, optischen Eigenschaften und Ladungstransport in einem konjugierten Naphthalindiimid-Bithiophen Copolymer mit herausragender Elektronenmobilit{\"a}t},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-71413},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2014},
  abstract  = {Organische Halbleiter besitzen neue, bemerkenswerte Materialeigenschaften, die sie f{\"u}r die grundlegende Forschung wie auch aktuelle technologische Entwicklung (bsw. org. Leuchtdioden, org. Solarzellen) interessant werden lassen. Aufgrund der starken konformative Freiheit der konjugierten Polymerketten f{\"u}hrt die Vielzahl der m{\"o}glichen Anordnungen und die schwache intermolekulare Wechselwirkung f{\"u}r gew{\"o}hnlich zu geringer struktureller Ordnung im Festk{\"o}rper. Die Morphologie hat gleichzeitig direkten Einfluss auf die elektronische Struktur der organischen Halbleiter, welches sich meistens in einer deutlichen Reduktion der Ladungstr{\"a}gerbeweglichkeit gegen{\"u}ber den anorganischen Verwandten zeigt. So stellt die Beweglichkeit der Ladungen im Halbleiter einen der limitierenden Faktoren f{\"u}r die Leistungsf{\"a}higkeit bzw. den Wirkungsgrad von funktionellen organischen Bauteilen dar. Im Jahr 2009 wurde ein neues auf Naphthalindiimid und Bithiophen basierendes Dornor/Akzeptor Copolymer vorgestellt [P(NDI2OD‑T2)], welches sich durch seine außergew{\"o}hnlich hohe Ladungstr{\"a}germobilit{\"a}t auszeichnet. In dieser Arbeit wird die Ladungstr{\"a}germobilit{\"a}t in P(NDI2OD‑T2) bestimmt, und der Transport durch eine geringe energetischer Unordnung charakterisiert. Obwohl dieses Material zun{\"a}chst als amorph beschrieben wurde zeigt eine detaillierte Analyse der optischen Eigenschaften von P(NDI2OD‑T2), dass bereits in L{\"o}sung geordnete Vorstufen supramolekularer Strukturen (Aggregate) existieren. Quantenchemische Berechnungen belegen die beobachteten spektralen {\"A}nderungen. Mithilfe der NMR-Spektroskopie kann die Bildung der Aggregate unabh{\"a}ngig von optischer Spektroskopie best{\"a}tigt werden. Die Analytische Ultrazentrifugation an P(NDI2OD‑T2) L{\"o}sungen legt nahe, dass sich die Aggregation innerhalb der einzelnen Ketten unter Reduktion des hydrodynamischen Radius vollzieht. Die Ausbildung supramolekularen Strukturen nimmt auch eine signifikante Rolle bei der Filmbildung ein und verhindert gleichzeitig die Herstellung amorpher P(NDI2OD‑T2) Filme. Durch chemische Modifikation der P(NDI2OD‑T2)-Kette und verschiedener Prozessierungs-Methoden wurde eine {\"A}nderung des Kristallinit{\"a}tsgrades und gleichzeitig der Orientierung der kristallinen Dom{\"a}nen erreicht und mittels R{\"o}ntgenbeugung quantifiziert. In hochaufl{\"o}senden Elektronenmikroskopie-Messungen werden die Netzebenen und deren Einbettung in die semikristallinen Strukturen direkt abgebildet. Aus der Kombination der verschiedenen Methoden erschließt sich ein Gesamtbild der Nah- und Fernordnung in P(NDI2OD‑T2). {\"U}ber die Messung der Elektronenmobilit{\"a}t dieser Schichten wird die Anisotropie des Ladungstransports in den kristallographischen Raumrichtungen von P(NDI2OD‑T2) charakterisiert und die Bedeutung der intramolekularen Wechselwirkung f{\"u}r effizienten Ladungstransport herausgearbeitet. Gleichzeitig wird deutlich, wie die Verwendung von gr{\"o}ßeren und planaren funktionellen Gruppen zu h{\"o}heren Ladungstr{\"a}germobilit{\"a}ten f{\"u}hrt, welche im Vergleich zu klassischen semikristallinen Polymeren weniger sensitiv auf die strukturelle Unordnung im Film sind.},
  language  = {de}
}