TY  - JOUR
A1  - Kim, Jiyong
A1  - Kim, Yohan
A1  - Park, Kyoungwon
A1  - Boeffel, Christine
A1  - Choi, Hyung-Seok
A1  - Taubert, Andreas
A1  - Wedel, Armin
T1  - Ligand Effect in 1-Octanethiol Passivation of InP/ZnSe/ZnS Quantum Dots-Evidence of Incomplete Surface Passivation during Synthesis
JF  - Small : nano micro
N2  - The lack of anionic carboxylate ligands on the surface of InP/ZnSe/ZnS quantum dots (QDs), where zinc carboxylate ligands can be converted to carboxylic acid or carboxylate ligands via proton transfer by 1-octanethiol, is demonstrated. The as-synthesized QDs initially have an under-coordinated vacancy surface, which is passivated by solvent ligands such as ethanol and acetone. Upon exposure of 1-octanethiol to the QD surface, 1-octanethiol effectively induces the surface binding of anionic carboxylate ligands (derived from zinc carboxylate ligands) by proton transfer, which consequently exchanges ethanol and acetone ligands that bind on the incomplete QD surface. These systematic chemical analyses, such as thermogravimetric analysis-mass spectrometry and proton nuclear magnetic resonance spectroscopy, directly show the interplay of surface ligands, and it associates with QD light-emitting diodes (QD-LEDs). It is believed that this better understanding can lead to industrially feasible QD-LEDs.
KW  - colloidal quantum dots
KW  - incomplete surface passivation
KW  - indium
KW  - phosphide
KW  - surface chemistry
KW  - thiol passivation
Y1  - 2022
U6  - https://doi.org/10.1002/smll.202203093
SN  - 1613-6810
SN  - 1613-6829
PB  - Wiley-VCH
CY  - Weinheim
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Deutschmann, Claudia
A1  - Roggenbuck, Dirk
A1  - Schierack, Peter
A1  - Rödiger, Stefan
T1  - Autoantibody testing by enzyme-linked immunosorbent assay-a case in which the solid phase decides on success and failure
JF  - Heliyon
N2  - Background: The enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) is an indispensable tool for clinical diagnostics to identify or differentiate diseases such as autoimmune illnesses, but also to monitor their progression or control the efficacy of drugs. One use case of ELISA is to differentiate between different states (e.g. healthy vs. diseased). Another goal is to quantitatively assess the biomarker in question, like autoantibodies. Thus, the ELISA technology is used for the discovery and verification of new autoantibodies, too. Of key interest, however, is the development of immunoassays for the sensitive and specific detection of such biomarkers at early disease stages. Therefore, users have to deal with many parameters, such as buffer systems or antigen-autoantibody interactions, to successfully establish an ELISA. Often, fine-tuning like testing of several blocking substances is performed to yield high signal-to-noise ratios. <br /> Methods: We developed an ELISA to detect IgA and IgG autoantibodies against chitinase-3-like protein 1 (CHI3L1), a newly identified autoantigen in inflammatory bowel disease (IBD), in the serum of control and disease groups (n = 23, respectively). Microwell plates with different surface modifications (PolySorp and MaxiSorp coating) were tested to detect reproducibility problems. <br /> Results: We found a significant impact of the surface properties of the microwell plates. IgA antibody reactivity was significantly lower, since it was in the range of background noise, when measured on MaxiSorp coated plates (p < 0.0001). The IgG antibody reactivity did not differ on the diverse plates, but the plate surface had a significant influence on the test result (p = 0.0005). <br /> Conclusion: With this report, we want to draw readers' attention to the properties of solid phases and their effects on the detection of autoantibodies by ELISA. We want to sensitize the reader to the fact that the choice of the wrong plate can lead to a false negative test result, which in turn has serious consequences for the discovery of autoantibodies.
KW  - biochemistry
KW  - coatings
KW  - surface chemistry
KW  - immunology
KW  - proteins
KW  - laboratory medicine
KW  - clinical research
KW  - enzyme-linked immunosorbent
KW  - assay
KW  - biomarker discovery
KW  - reproducibility
KW  - solid-phase
KW  - autoantibody
Y1  - 2020
U6  - https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e03270
SN  - 2405-8440
VL  - 6
IS  - 1
PB  - Elsevier
CY  - London [u.a.]
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kim, Jiyong
T1  - Synthesis of InP quantum dots and their applications
N2  - Technologically important, environmentally friendly InP quantum dots (QDs) typically used as green and red emitters in display devices can achieve exceptional photoluminescence quantum yields (PL QYs) of near-unity (95-100%) when the-state-of-the-art core/shell heterostructure of the ZnSe inner/ZnS outer shell is elaborately applied. Nevertheless, it has only led to a few industrial applications as QD liquid crystal display (QD–LCD) which is applied to blue backlight units, even though QDs has a lot of possibilities that able to realize industrially feasible applications, such as QD light-emitting diodes (QD‒LEDs) and luminescence solar concentrator (LSC), due to their functionalizable characteristics. 
Before introducing the main research, the theoretical basis and fundamentals of QDs are described in detail on the basis of the quantum mechanics and experimental synthetic results, where a concept of QD and colloidal QD, a type-I core/shell structure, a transition metal doped semiconductor QDs, the surface chemistry of QD, and their applications (LSC, QD‒LEDs, and EHD jet printing) are sequentially elucidated for better understanding. This doctoral thesis mainly focused on the connectivity between QD materials and QD devices, based on the synthesis of InP QDs that are composed of inorganic core (core/shell heterostructure) and organic shell (surface ligands on the QD surface). In particular, as for the former one (core/shell heterostructure), the ZnCuInS mid-shell as an intermediate layer is newly introduced between a Cu-doped InP core and a ZnS shell for LSC devices. As for the latter one (surface ligands), the ligand effect by 1-octanethiol and chloride ion are investigated for the device stability in QD‒LEDs and the printability of electro-hydrodynamic (EHD) jet printing system, in which this research explores the behavior of surface ligands, based on proton transfer mechanism on the QD surface. 
Chapter 3 demonstrates the synthesis of strain-engineered highly emissive Cu:InP/Zn–Cu–In–S (ZCIS)/ZnS core/shell/shell heterostructure QDs via a one-pot approach. When this unconventional combination of a ZCIS/ZnS double shelling scheme is introduced to a series of Cu:InP cores with different sizes, the resulting Cu:InP/ZCIS/ZnS QDs with a tunable near-IR PL range of 694–850 nm yield the highest-ever PL QYs of 71.5–82.4%. These outcomes strongly point to the efficacy of the ZCIS interlayer, which makes the core/shell interfacial strain effectively alleviated, toward high emissivity. The presence of such an intermediate ZCIS layer is further examined by comparative size, structural, and compositional analyses. The end of this chapter briefly introduces the research related to the LSC devices, fabricated from Cu:InP/ZCIS/ZnS QDs, currently in progress.  
Chapter 4 mainly deals with ligand effect in 1-octanethiol passivation of InP/ZnSe/ZnS QDs in terms of incomplete surface passivation during synthesis. This chapter demonstrates the lack of anionic carboxylate ligands on the surface of InP/ZnSe/ZnS quantum dots (QDs), where zinc carboxylate ligands can be converted to carboxylic acid or carboxylate ligands via proton transfer by 1-octanethiol. The as-synthesized QDs initially have an under-coordinated vacancy surface, which is passivated by solvent ligands such as ethanol and acetone. Upon exposure of 1-octanethiol to the QD surface, 1-octanthiol effectively induces the surface binding of anionic carboxylate ligands (derived from zinc carboxylate ligands) by proton transfer, which consequently exchanges ethanol and acetone ligands that bound on the incomplete QD surface. The systematic chemical analyses, such as thermogravimetric analysis‒mass spectrometry and proton nuclear magnetic resonance spectroscopy, directly show the interplay of surface ligands, and it associates with QD light-emitting diodes (QD‒LEDs). 
Chapter 5 shows the relation between material stability of QDs and device stability of QD‒LEDs through the investigation of surface chemistry and shell thickness. In typical III–V colloidal InP quantum dots (QDs), an inorganic ZnS outermost shell is used to provide stability when overcoated onto the InP core. However, this work presents a faster photo-degradation of InP/ZnSe/ZnS QDs with a thicker ZnS shell than that with a thin ZnS shell when 1-octanethiol was applied as a sulfur source to form ZnS outmost shell. Herein, 1-octanethiol induces the form of weakly-bound carboxylate ligand via proton transfer on the QD surface, resulting in a faster degradation at UV light even though a thicker ZnS shell was formed onto InP/ZnSe QDs. Detailed insight into surface chemistry was obtained from proton nuclear magnetic resonance spectroscopy and thermogravimetric analysis–mass spectrometry. However, the lifetimes of the electroluminescence devices fabricated from InP/ZnSe/ZnS QDs with a thick or a thin ZnS shell show surprisingly the opposite result to the material stability of QDs, where the QD light-emitting diodes (QD‒LEDs) with a thick ZnS shelled QDs maintained its luminance more stable than that with a thin ZnS shelled QDs. This study elucidates the degradation mechanism of the QDs and the QD light-emitting diodes based on the results and discuss why the material stability of QDs is different from the lifetime of QD‒LEDs. 
Chapter 6 suggests a method how to improve a printability of EHD jet printing when QD materials are applied to QD ink formulation, where this work introduces the application of GaP mid-shelled InP QDs as a role of surface charge in EHD jet printing technique. In general, GaP intermediate shell has been introduced in III–V colloidal InP quantum dots (QDs) to enhance their thermal stability and quantum efficiency in the case of type-I core/shell/shell heterostructure InP/GaP/ZnSeS QDs. Herein, these highly luminescent InP/GaP/ZnSeS QDs were synthesized and applied to EHD jet printing, by which this study demonstrates that unreacted Ga and Cl ions on the QD surface induce the operating voltage of cone jet and cone jet formation to be reduced and stabilized, respectively. This result indicates GaP intermediate shell not only improves PL QY and thermal stability of InP QDs but also adjusts the critical flow rate required for cone-jet formation. In other words, surface charges of quantum dots can have a significant role in forming cone apex in the EHD capillary nozzle. For an industrially convenient validation of surface charges on the QD surface, Zeta potential analyses of QD solutions as a simple method were performed, as well as inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) for a composition of elements.
Beyond the generation of highly emissive InP QDs with narrow FWHM, these studies talk about the connection between QD material and QD devices not only to make it a vital jumping-off point for industrially feasible applications but also to reveal from chemical and physical standpoints the origin that obstructs the improvement of device performance experimentally and theoretically.
N2  - Umweltfreundliche InP Quantenpunkte (QDs) sind technologisch relevant und werden typischerweise als grüne und rote Emitter in Bildschirmen verwendet. Nach dem Stand der Technik kann eine sorgfältig hergestellte Kern-Schale-Heterostruktur (ZnSe innen/ZnS außen) zu außergewöhnlich hohen Photolumineszenz-Quantenausbeuten (PL-QYs) von nahezu Eins (95 - 100 %) führen. Dennoch gibt es bisher nur einige wenige industrielle Anwendungen wie QD-Flüssigkristall-Bildschirme (liquid crystal display, QD-LCD), in denen die Anregung durch eine blaue Hintergrundbeleuchtung realisiert wird. Dabei haben QDs aufgrund ihrer Modifizierbarkeit noch viele weitere industrielle Einsatzmöglichkeiten, beispielsweise QD basierte lichtemittierende Dioden (QD-LEDs) und lumineszierende Solarkollektoren (luminescence solar concentrator, LSC). 
Vor dem Hauptteil werden in den Kapiteln 1 und 2 die Grundlagen von QDs und die theoretischen Grundlagen basierend auf quantenmechanischer Beschreibung und experimentellen Ergebnissen eingeführt. Zum besseren Verständnis werden: das Konzept der QDs, kolloidale QDs, Kern-Schale-Strukturen vom Typ I, mit Übergangsmetallen dotierte Halbleiter-QDs, die Oberflächenchemie von QDs und ihre Anwendungen (LSC, QD-LEDs und electrohydrodynamic EHD-Jet-Printing), nacheinander eingeführt. Der Schwerpunkt dieser Doktorarbeit liegt hauptsächlich auf der Kombination von QD-Materialien und QD-Bauelementen, basierend auf der Synthese von InP QDs mit einem anorganischen Kern (Kern-Schale-Heterostruktur) und einer organischen Hülle (Oberflächenliganden auf der QD-Oberfläche). In die Kern-Schale-Heterostruktur wird eine ZnCuInS-Mittelschale als Zwischenschicht zwischen einem Cu-dotierten InP Kern und einer ZnS-Schale für LSC-Bauelemente neu eingeführt. Bei den Oberflächenliganden wird der Ligandeneffekt von 1-Oktanthiol und Chloridionen auf die Stabilität von QD-LEDs und die Druckbarkeit mit EHD-Jet-Printing hin untersucht. Dabei erhält der Protonentransfermechanismus auf der QD-Oberfläche ein besonderes Augenmerk.
In Kapitel 3 wird die Eintopfsynthese von hocheffizient  emittierenden QDs mit einer Cu:InP/Zn-Cu-In-S (ZCIS)/ZnS Kern/Schale/Schale-Heterostruktur beschrieben. Wenn diese neuartige Kombination einer ZCIS/ZnS-Doppelschalenstruktur mit eine Reihe von Cu:InP-Kerne mit unterschiedlichen Größen kombiniert wird, ergeben die daraus entstehenden Cu:InP/ZCIS/ZnS-QDs die bisher höchsten publizierten PL-QYs von 71,5 – 82,4 % im nahen IR-Bereich von 694 – 850 nm mit einstellbarer PL Wellenlänge. Diese Ergebnisse weisen auf die Wirksamkeit der ZCIS-Zwischenschicht hin, welche die Grenzflächenspannung zwischen Kern und Schale effektiv mildert und damit zu einem solch hohen Emissionsvermögen führt. Diese ZCIS-Zwischenschicht wird durch vergleichende Größen-, Struktur- und Zusammensetzungsanalysen weiter untersucht. Am Ende des Kapitels wird der aktuellen Stand der Forschung auf dem Gebiet der LSC-Bauelemente aus solchen Cu:InP/ZCIS/ZnS-QDs vorgestellt. 
Kapitel 4 befasst sich hauptsächlich mit dem Ligandeneffekt bei der Passivierung mit 1-Oktanthiol von InP/ZnSe/ZnS-QDs im Hinblick auf die unvollständige Oberflächenpassivierung während der Synthese. Es fehlen anionischen Carboxylat-Liganden auf der InP/ZnSe/ZnS-Oberfläche der QDs, an denen Zink Carboxylat Liganden durch Protonentransfer vom 1-Oktanthiol in Carbonsäure-Liganden umgewandelt werden könnten. Die so synthetisierten QDs haben zunächst eine unterkoordinierte Oberfläche mit Leerstellen, die durch Lösungsmittel-Liganden wie Ethanol oder Aceton passiviert werden. Wenn 1-Octanthiol an die QD-Oberfläche bindet bewirkt der Protonentransfer die Bindung von Carboxylat-Liganden (aus Zink-Carboxylat) an die Oberfläche, wobei Ethanol- oder Aceton-Liganden ausgetauscht werden. Systematische Analysen wie Thermogravimetrie (thermogravimetric analysis TGA), Massenspektrometrie (MS) und Protonen-Kernmagnetresonanz (proton nuclear magnetic resonance 1H-NMR) zeigen direkt den Zusammenhang zwischen Oberflächenliganden und QD-LEDs. 
Kapitel 5 zeigt den Zusammenhang zwischen der Materialstabilität von QDs und der Bauteilstabilität von QD-LEDs durch Untersuchung der Oberflächenchemie und der Schalendicke. In typischen kolloidalen III-V-InP-QDs wird eine anorganische ZnS-Außenhülle auf den InP Kern aufgetragen, um Stabilität zu gewährleisten. In dieser Arbeit wird jedoch eine schnellere Photodegradation von InP/ZnSe/ZnS-QDs mit einer dickeren statt einer dünneren ZnS-Schale gezeigt, wenn 1-Oktanthiol als Schwefelquelle zur Bildung der äußersten ZnS-Schale verwendet wurde. 1-Oktanthiol induziert die Bildung eines schwach gebundenen Carboxylatliganden durch Protonentransfer auf der QD-Oberfläche, was zu einem schnelleren Abbau unter UV-Licht trotz dickerer ZnS-Schale führt. Detailliertere Einblicke in die Oberflächenchemie werden durch 1H-NMR, TGA und MS gewonnen. Überraschenderweise zeigen jedoch die Lebensdauern der aus InP/ZnSe/ZnS-QDs mit dicken oder dünnen ZnS-Hüllen hergestellten EL-Bauelemente eine gegenteilige Stabilität: Die QD-LEDs mit QDs mit dicker ZnS-Hülle haben eine längere Lebensdauer, als jene mit dünner ZnS-Hülle. Es wird der Degradationsmechanismus der QDs und der QD-Leuchtdioden anhand der Ergebnisse erläutert und der Effekt auf die unterschiedlichen Lebensdauern von Material und Bauteil diskutiert. 
In Kapitel 6 wird eine Methode vorgeschlagen, wie die Druckbarkeit von QD-Tintenformulierungen beim EHD-Jet-Druck über die QD-Materialien verbessert werden kann. Dazu werden InP-QDs mit GaP-Zwischenschalen erweitert, um die Oberflächenladung zu beeinflussen. Darüber hinaus verbessern GaP-Zwischenschalen in III-V kolloidalen InP-QDs deren thermische Stabilität und PL-QY im Falle von Typ-I-Kern/Schale/Schale-Heterostrukturen (InP/GaP/ZnSeS-QDs). Diese stark lumineszierenden InP/GaP/ZnSeS-QDs wurden synthetisiert und für den EHD-Jet-Druck verwendet. Nicht umgesetzte Ga und Cl-Ionen auf der QD-Oberfläche reduzieren die benötigte Betriebsspannung zur Ausbildung eines Taylor-Kegels und eines stabilen Tinten-Jets. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass die Oberflächenladungen der Quantenpunkte eine wichtige Rolle bei der Ausbildung des Taylor-Kegels spielen. Mittels Zeta-Potenzial-Messung von QD-Tinten wurde eine industriell erprobte und einfache Methode zur Untersuchung der Oberflächenladungen verwendet. Darüber hinaus wurde optische Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy ICP-OES) zur Bestimmung der Elementzusammensetzung durchgeführt.
Diese Dissertation beschäftigt sich sowohl mit der Synthese von hocheffizienten InP QDs mit schmalbandiger Emission (full width at half maximum FWHM), als auch den Zusammenhängen zwischen QD-Material und QD-Bauelementen. Die Ergebnisse sind einerseits relevant für die breitere industrielle Anwendung dieser Materialien und andererseits für ein tieferes chemisch-physikalisches, theoretisches und experimentelles Verständnis der Prozesse, die zu langlebigen und stabilen Bauelementen führen.
KW  - colloidal quantum dot
KW  - Cu doped InP
KW  - surface chemistry
KW  - QD stability
KW  - QD device
KW  - kolloidaler Quantenpunkt
KW  - Cu-dotiertes InP
KW  - Oberflächenchemie
KW  - QD-Stabilität
KW  - QD-Gerät
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-585351
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Goebel, Ronald
A1  - Hesemann, Peter
A1  - Friedrich, Alwin
A1  - Rothe, Regina
A1  - Schlaad, Helmut
A1  - Taubert, Andreas
T1  - Modular thiol-ene chemistry approach towards mesoporous silica monoliths with organically modified pore walls
JF  - Chemistry - a European journal
N2  - The surface modification of mesoporous silica monoliths through thiol-ene chemistry is reported. First, mesoporous silica monoliths with vinyl, allyl, and thiol groups were synthesized through a sol-gel hydrolysis-poly-condensation reaction from tetramethyl orthosilicate (TMOS) and vinyltriethoxysilane, allyltriethoxysilane, and (3-mercaptopropyl) trimethoxysilane, respectively. By variation of the molar ratio of the comonomers TMOS and functional silane, mesoporous silica objects containing different amounts of vinyl, allyl, and thiol groups were obtained. These intermediates can subsequently be derivatized through radical photoaddition reactions either with a thiol or an olefin, depending on the initial pore wall functionality, to yield silica monoliths with different pore-wall chemistries. Nitrogen sorption, small-angle X-ray scattering, solid-state NMR spectroscopy, elemental analysis, thermogravimetric analysis, and redox titration demonstrate that the synthetic pathway influences the morphology and pore characteristics of the resulting monoliths and also plays a significant role in the efficiency of functionalization. Moreover, the different reactivity of the vinyl and allyl groups on the pore wall affects the addition reaction, and hence, the degree of the pore-wall functionalization. This report demonstrates that thiol-ene photoaddition reactions are a versatile platform for the generation of a large variety of organically modified silica monoliths with different pore surfaces.
KW  - mesoporous materials
KW  - photochemistry
KW  - sol-gel processes
KW  - surface chemistry
Y1  - 2014
U6  - https://doi.org/10.1002/chem.201403982
SN  - 0947-6539
SN  - 1521-3765
VL  - 20
IS  - 52
SP  - 17579
EP  - 17589
PB  - Wiley-VCH
CY  - Weinheim
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Füchsel, Gernot
A1  - Tremblay, Jean Christophe
A1  - Klamroth, Tillmann
A1  - Saalfrank, Peter
T1  - Selective excitation of molecule-surface vibrations in H2 and D2 dissociatively adsorbed on Ru(0001)
JF  - Israel journal of chemistry
N2  - In this contribution we report about the selective vibrational excitation of H2 and D2 on Ru(0001) as an example for nonadiabatic coupling of an open quantum system to a dissipative environment. We investigate the possibility of achieving state-selective vibrational excitations of H2 and D2 adsorbed on a Ru(0001) surface using picosecond infrared laser pulses. The systems behavior is explored using pulses that are rationally designed and others that are optimized using a time-local variant of Optimal Control Theory. The effects of dissipation on the laser-driven dynamics are studied using the reduced-density matrix formalism. The non-adiabatic couplings between adsorbate and surface are computed perturbatively, for which our recently introduced state-resolved anharmonic rate model is used. It is shown that mode- and state-selective excitation can be achieved in the absence of dissipation when using optimized laser pulses. The inclusion of dissipation in the model reduces the state selectivity and the population transfer yield to highly excited states. In this case, mode activation is most effectively realized by a rational pulse of carefully chosen duration rather than by a locally optimized pulse.
KW  - dissipative dynamics
KW  - photochemistry
KW  - quantum control
KW  - surface chemistry
Y1  - 2012
U6  - https://doi.org/10.1002/ijch.201100097
SN  - 0021-2148
VL  - 52
IS  - 5
SP  - 438
EP  - 451
PB  - Wiley-VCH
CY  - Weinheim
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Fandrich, Artur
A1  - Buller, Jens
A1  - Wischerhoff, Erik
A1  - Laschewsky, André
A1  - Lisdat, Fred
T1  - Electrochemical detection of the thermally induced phase transition of a thin stimuli-responsive polymer film
JF  - ChemPhysChem : a European journal of chemical physics and physical chemistry
KW  - cyclic voltammetry
KW  - electrochemical impedance spectroscopy
KW  - polymers
KW  - surface chemistry
KW  - surface plasmon resonance
Y1  - 2012
U6  - https://doi.org/10.1002/cphc.201100924
SN  - 1439-4235
VL  - 13
IS  - 8
SP  - 2020
EP  - 2023
PB  - Wiley-VCH
CY  - Weinheim
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Lange, Maik
A1  - Braune, Steffen
A1  - Luetzow, Karola
A1  - Richau, Klaus
A1  - Scharnagl, Nico
A1  - Weinhart, Marie
A1  - Neffe, Axel T.
A1  - Jung, Friedrich
A1  - Haag, Rainer
A1  - Lendlein, Andreas
T1  - Surface functionalization of poly(ether imide) membranes with linear, methylated oligoglycerols for reducing thrombogenicity
JF  - Macromolecular rapid communications
N2  - Materials for biomedical applications are often chosen for their bulk properties. Other requirements such as a hemocompatible surface shall be fulfilled by suitable chemical functionalization. Here we show, that linear, side-chain methylated oligoglycerols (OGMe) are more stable to oxidation than oligo(ethylene glycol) (OEG). Poly(ether imide) (PEI) membranes functionalized with OGMes perform at least as good as, and partially better than, OEG functionalized PEI membranes in view of protein resistance as well as thrombocyte adhesion and activation. Therefore, OGMes are highly potent surface functionalizing molecules for improving the hemocompatibility of polymers.
KW  - hemocompatibility
KW  - poly(ethylene glycol)
KW  - polyglycerol
KW  - polyimides
KW  - surface chemistry
Y1  - 2012
U6  - https://doi.org/10.1002/marc.201200426
SN  - 1022-1336
VL  - 33
IS  - 17
SP  - 1487
EP  - 1492
PB  - Wiley-VCH
CY  - Weinheim
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Füchsel, Gernot
A1  - Tremblay, Jean Christophe
A1  - Klamroth, Tillmann
A1  - Saalfrank, Peter
T1  - Quantum dynamical simulations of the femtosecond-laser-induced ultrafast desorption of H2 and D2 from Ru(0001)
JF  - ChemPhysChem : a European journal of chemical physics and physical chemistry
N2  - We investigate the recombinative desorption of hydrogen and deuterium from a Ru(0001) surface initiated by femtosecond laser pulses. We adopt a quantum mechanical two-state model including three molecular degrees of freedom to describe the dynamics within the desorption induced by electronic transition (DIET) limit. The energy distributions as well as the state-resolved and ensemble properties of the desorbed molecules are analyzed in detail by using the time-energy method. Our results shed light on the experimentally observed 1) large isotopic effects regarding desorption yields and translational energies and 2) the nonequal energy partitioning into internal and translational modes. In particular, it is shown that a single temperature is sufficient to characterize the energy distributions for all degrees of freedom. Further, we confirm that quantization effects play an important role in the determination of the energy partitioning.
KW  - quantum dynamics
KW  - laser chemistry
KW  - isotope effects
KW  - surface chemistry
KW  - ultrafast reactions
Y1  - 2013
U6  - https://doi.org/10.1002/cphc.201200940
SN  - 1439-4235
VL  - 14
IS  - 7
SP  - 1471
EP  - 1478
PB  - Wiley-VCH
CY  - Weinheim
ER  - 
TY  - THES
A1  - Breitenstein, Michael
T1  - Ortsaufgelöster Aufbau von DNA-Nanostrukturen auf Glasoberflächen
T1  - Assembly of DNA nanostructures on glass surfaces
N2  - Im Fokus dieser Arbeit stand der Aufbau einer auf DNA basierenden Nanostruktur. Der universelle Vier-Buchstaben-Code der DNA ermöglicht es, Bindungen auf molekularer Ebene zu adressieren. Die chemischen und physikalischen Eigenschaften der DNA prädestinieren dieses Makromolekül für den Einsatz und die Verwendung als Konstruktionselement zum Aufbau von Nanostrukturen. Das Ziel dieser Arbeit war das Aufspannen eines DNA-Stranges zwischen zwei Fixpunkten. Hierfür war es notwendig, eine Methode zu entwickeln, welche es ermöglicht, Funktionsmoleküle als Ankerelemente ortsaufgelöst auf eine Oberfläche zu deponieren. Das Deponieren dieser Moleküle sollte dabei im unteren Mikrometermaßstab erfolgen, um den Abmaßen der DNA und der angestrebten Nanostruktur gerecht zu werden. Das eigens für diese Aufgabe entwickelte Verfahren zum ortsaufgelösten Deponieren von Funktionsmolekülen nutzt das Bindungspaar Biotin-Neutravidin. Mit Hilfe eines Rasterkraftmikroskops (AFM) wurde eine zu einem „Stift“ umfunktionierte Rasterkraftmikroskopspitze so mit der zu deponierenden „Tinte“ beladen, dass das Absetzen von Neutravidin im unteren Mikrometermaßstab möglich war. Dieses Neutravidinmolekül übernahm die Funktion als Bindeglied zwischen der biotinylierten Glasoberfläche und dem eigentlichen Adressmolekül. Das somit generierte Neutravidin-Feld konnte dann mit einem biotinylierten Adressmolekül durch Inkubation funktionalisiert werden. Namensgebend für dieses Verfahren war die Möglichkeit, Neutravidin mehrmals zu deponieren und zu adressieren. Somit ließ sich sequenziell ein Mehrkomponenten-Feld aufbauen. Die Einschränkung, mit einem AFM nur eine Substanz deponieren zu können, wurde so umgangen. Ferner mußten Ankerelemente geschaffen werden, um die DNA an definierten Punkten immobilisieren zu können. Die Bearbeitung der DNA erfolgte mit molekularbiologischen Methoden und zielte darauf ab, einen DNA-Strang zu generieren, welcher an seinen beiden Enden komplementäre Adressequenzen enthält, um gezielt mit den oberflächenständigen Ankerelementen binden zu können. Entsprechend der Geometrie der mit dem AFM erzeugten Fixpunkte und den oligonukleotidvermittelten Adressen kommt es zur Ausbildung einer definierten DNA-Struktur. Mit Hilfe von fluoreszenzmikroskopischen Methoden wurde die aufgebaute DNA-Nanostruktur nachgewiesen. Der Nachweis der nanoskaligen Interaktion von DNA-bindenden Molekülen mit der generierten DNA-Struktur wurde durch die Bindung von PNA (peptide nucleic acid) an den DNA-Doppelstrang erbracht. Diese PNA-Bindung stellt ihrerseits ein funktionales Strukturelement im Nanometermaßstab dar und wird als Nanostrukturbaustein verstanden.
N2  - The main aim of this work was the development of a DNA-based nanostructure. The universal four-letter code of DNA allows addressing bonds at the molecular level. The chemical and physical property of DNA makes this macromolecule an ideal candidate as a construction element for nanostructures. The aim of this work was to span a DNA strand between two fixed points. For this purpose it was necessary to develop a method which makes it possible to deposit functional molecules as anchoring elements with highly spatial resolution on a surface. These molecules should be immobilized on the lower micrometer scale to meet the requirements of the desired nanostructure. The method that has been developed for this task, which enables to deposit functional molecules, uses the binding pair biotin-neutravidin. Using the tip of an atomic force microscope (AFM), which can be uses like a pen, it was possible to deposit neutravidin on the lower micrometer scale. This neutravidin molecule is the linking element between the biotinylated glass surface and the actual address molecule. The thus generated neutravidin field could then be functionalized with a biotinylated molecule by incubation. The method has been published as sequential spotting method because it enables a sequential functionalization of neutravidin after it has been deposited. It was so possible to build up a multi-component array. The limitation of being able to deposit only one single substance with an AFM has been circumvented. It also was necessary to create anchor elements in order to immobilize the DNA at defined positions. The processing of the DNA was carried out using molecular biological methods and aimed at generating a DNA strand, which at both ends has a complementary sequence for binding to the surface bound anchor elements. The defined structure is a result of the geometry of the fixed points, generated by the AFM. Using fluorescence microscopy, the constructed DNA nanostructure was detected. The proof of the interaction of DNA-binding molecules with the DNA structure was carried out by the binding of PNA (peptide nucleic acid), which is capable of binding to double stranded DNA. The PNA and its DNA-interaction is a functional building block in the nanometer scale and can be regarded as a promising nanostructure.
KW  - Nanostruktur
KW  - DNA
KW  - Rasterkraftmikroskop
KW  - Fluoreszenzmikroskopie
KW  - Oberflächenfunktionalisierung
KW  - nanostructure
KW  - DNA
KW  - atomic force microscope
KW  - fluorescence microscopy
KW  - surface chemistry
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-61857
ER  -