TY - JOUR A1 - Reifarth, Martin A1 - Bekir, Marek A1 - Bapolisi, Alain M. A1 - Titov, Evgenii A1 - Nusshardt, Fabian A1 - Nowaczyk, Julius A1 - Grigoriev, Dmitry A1 - Sharma, Anjali A1 - Saalfrank, Peter A1 - Santer, Svetlana A1 - Hartlieb, Matthias A1 - Böker, Alexander T1 - A dual pH- and light-responsive spiropyrane-based surfactant BT - investigations on Its switching behavior and remote control over emulsion stability JF - Angewandte Chemie : a journal of the Gesellschaft Deutscher Chemiker ; International edition N2 - A cationic surfactant containing a spiropyrane unit is prepared exhibiting a dual-responsive adjustability of its surface-active characteristics. The switching mechanism of the system relies on the reversible conversion of the non-ionic spiropyrane (SP) to a zwitterionic merocyanine (MC) and can be controlled by adjusting the pH value and via light, resulting in a pH-dependent photoactivity: While the compound possesses a pronounced difference in surface activity between both forms under acidic conditions, this behavior is suppressed at a neutral pH level. The underlying switching processes are investigated in detail, and a thermodynamic explanation based on a combination of theoretical and experimental results is provided. This complex stimuli-responsive behavior enables remote-control of colloidal systems. To demonstrate its applicability, the surfactant is utilized for the pH-dependent manipulation of oil-in-water emulsions. KW - Dual-Responsiveness KW - Manipulation of Emulsion Stability KW - Spiropyrane KW - Surfactant KW - Switchable Surfactants KW - pH-Dependent Photoresponsivity Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1002/anie.202114687 SN - 1433-7851 SN - 1521-3773 VL - 61 IS - 21 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - JOUR A1 - Garakani, Tayebeh Mirzaei A1 - Richter, Marina Juliane A1 - Böker, Alexander T1 - Controlling the bio-inspired synthesis of silica JF - Journal of colloid and interface science N2 - The influence of different parameters on the silicification procedure using lysozyme is reported. When polyethoxysiloxane (PEOS), an internally crosslinked silica reservoir, is used, regular structures with a narrow size distribution could be obtained only via introducing the silica precursor in two steps including initial dropping and subsequent addition of residual oil phase in one portion. We found that mixing sequence of mineralizing agents in the presence of a positively charged surfactant plays a key role in terms of silica precipitation when tetraethoxyorthosilicate (TEOS) is the oil phase. In contrast, well mineralized crumpled features with high specific surface area could be synthesized in the presence of PEOS as a silica precursor polymer, regardless of mixing sequence. Moreover, introducing sodium dodecyl sulfate (SDS) as a negatively charged surfactant resulted in regular silica sphere formation only in combination with hexylene glycol (MPD) as a specific co-solvent. Finally, it is demonstrated that by inclusion of different nanoparticles even more sophisticated hybrid materials can be generated. KW - Silicification KW - Lysozyme KW - Polyetlioxysiloxane KW - High specific surface area KW - Surfactant KW - Nanoparticles KW - Hybrid materials Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1016/j.jcis.2016.10.069 SN - 0021-9797 SN - 1095-7103 VL - 488 SP - 322 EP - 334 PB - Elsevier CY - San Diego ER - TY - THES A1 - Franke, Danielle T1 - Novel surfactants for the production of functional nanostructured materials via the ionic self-assembly (ISA) route = Neuartige Tenside für die Synthese funktioneller nanostrukturierter Materialien durch ionische Selbsorganisation T1 - Neuartige Tenside für die Synthese funktioneller nanostrukturierter Materialien durch ionische Selbsorganisation N2 - In recent years, the aim of supramolecular syntheses is not only the creation of particular structures but also the introduction of specific functions in these supramolecules. The present work describes the use of the ionic self-assembly (ISA) route to generate nanostructured materials with integrated functionality. Since the ISA strategy has proved to be a facile method for the production of liquid-crystalline materials, we investigated the phase behaviour, physical properties and function of a variety of ISA materials comprising a perylene derivative as the employed oligoelectrolyte. Functionality was introduced into the materials through the use of functional surfactants. In order to meet the requirements to produce functional ISA materials through the use of functional surfactants, we designed and synthesized pyrrole-derived monomers as surfactant building blocks. Owing to the presence of the pyrrole moiety, these surfactants are not only polymerizable but are also potentially conductive when polymerized. We adopted single-tailed and double-tailed N-substituted pyrrole monomers as target molecules. Since routine characterization analysis of the double-tailed pyrrole-containing surfactant indicated very interesting, complex phase behaviour, a comprehensive investigation of its interfacial properties and mesophase behavior was conducted. The synthesized pyrrole-derived surfactants were then employed in the synthesis of ISA complexes. The self-assembled materials were characterized and subsequently polymerized by both chemical and electrochemical methods. The changes in the structure and properties of the materials caused by the in-situ polymerization were addressed. In the second part of this work, the motif investigated was a property rather than a function. Since chiral superstructures have obtained much attention during the last few years, we investigated the possibility of chiral ISA materials through the use of chiral surfactants. Thus, the work involved synthesis of novel chiral surfactants and their incorporation in ISA materials with the aim of obtaining ionically self-assembled chiral superstructures. The results and insights presented here suggest that the presented synthesis strategy can be easily extended to incorporate any kind of charged tectonic unit with desired optical, electrical, or magnetic properties into supramolecular assemblies for practical applications. N2 - Supramolekulare Chemie zielt auf den Aufbau großer Moleküle und neuer Materialien aus kleineren Einheiten. Durch supramolekulare Wechselwirkungen d.h. nicht-kovalente Bindungen, können definierte Ordnungen von Molekülverbänden in Größen von mehreren 100 Mikrometern hergestellt werden. Diese Wechselwirkungen und die daraus resultierenden Anordnungen von Molekülen bestimmen die für Anwendungen relevanten makroskopischen Materialeigenschaften. Es gibt viele verschiedene Wechselwirkungen, die in der Supramolekularen Chemie angewendet werden können. Eine davon ist die ionische Wechselwirkung, die in dieser Arbeit als Triebkraft für die Herstellung supramolekularer Materialien verwendet wird. Diese Strategie wurde vor kurzem ISA (Ionic-Self-Assembly, d.h. Ionische Selbsorganisation) genannt. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellung funktioneller Nanomaterialen durch die Anwendung der ISA-Strategie. Da sich die ISA-Strategie als einfache Methode für die Produktion von Flüssigkristallen herausstellte, untersuchten wir die Eigenschaften vieler ISA-Materialen, die einen Farbstoffbaustein integriert haben. Die Funktion der Materialien wurde hierbei durch die Verwendung funktioneller Tenside geschaffen. Um die Anforderungen für die Produktion funktioneller ISA-Materialen durch die Nutzung funktioneller Tenside sicherzustellen, wurden Pyrrol-Monomere als Tenside hergestellt. Durch die Pyrrol-Einheiten sind die Tenside polymerisierbar und zeigen danach Potential für Leitfähigkeit. Es wurden Pyrrol-Tenside sowohl mit Einzel- als auch mit Doppelketten synthetisiert. Da die Standardcharakterisierung des Doppelketten-Tensids ein interessantes Phasenverhalten zeigte, wurden umfassende Untersuchungen der Grenzflächeneigenschaften und des mesophasen Verhaltens durchgeführt. Beide Tenside wurden dann in der Produktion von ISA-Materialien verwendet. Die hergestellten Materialen wurden charakterisiert und konnten durch die Pyrrol-Einheit sowohl chemisch als auch elektrochemisch polymerisiert werden. Die aus dieser Polymerisierung resultierenden Änderungen der Eigenschaften, Struktur und Function der Materialen wurden ebenfalls untersucht. Der zweite Teil dieser Arbeit klärt Nutzungsmöglichkeiten chiraler Tenside für die Herstellung chiraler ISA-Strukturen. Obwohl Chiralität keine eigentliche Funktion sondern eine Eigenschaft ist, haben chirale Strukturen in den letzten Jahren viel Aufmerksamkeit bekommen. Deshalb wurden, mit dem Ziel chirale ISA-Strukturen zu erhalten, neue chirale Tenside hergestellt und diese als Bausteine in ISA-Materialien benutzt. Die mit dieser Arbeit gewonnenen Ergebnisse und neuen Einsichten zeigen, dass die ISA-Strategie leicht erweitert werden kann, um jede Art von Bausteine zu integrieren. Dadurch können nanostukturierte Materialien mit gewünschten spezifischen optischen, elektrischen oder elektromagnetischen Eigenschaften für praktische Anwendungen geschaffen werden. KW - Nanotechnologie KW - Tenside KW - ISA KW - Surfactant KW - Nanotechnology KW - self-assembly Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-6922 ER -