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 - 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 -