Permanente und dynamische Netzwerke

UnderDocs

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Abstract:

Ein Kratzer oder eine Schnittwunde – ein alltägliches Ärgernis. Doch große Probleme bereiten kleinere Verletzungen nicht: es erscheint uns selbstverständlich, dass ein Heilungsprozess einsetzt. Geradezu außergewöhnlich ist jedoch die Vorstellung, dass auch unbelebte, feste Materialien – etwa Kunststoffe – in die Lage versetzt werden können, sich selbst zu heilen. Wie das am besten gelingt untersucht unser Gast Anton Mordvinkin, Doktorand für Physik auf dem Gebiet der Polymerforschung. Er spricht mit uns über verschiedene Ansätze zur autonomen Reparatur von Polymeren. Seine Forschung fokussiert sich auf sogenannte intrinsische Ansätze, die versprechen, „Verletzungen“ des Kunststoffes nahezu beliebig oft zu heilen, allerdings schwierig zu realisieren sind. Darüber hinaus erklärt uns Anton, wie er ein besseres Verständnis des physikalischen Ablaufes solcher Heilprozesse erzielen möchte. Dafür verwendet er unter anderem die Kernspinresonanz, wie sie auch in der Medizin zur Anwendung kommt.

Links:

Chemie.de: Polymer

Spektrum.de: Polymere

Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft: Grundlagen der Polymerchemie (PDF)

Promotionsarbeit zur Modifizierung von Brombutylkautschuk zur Herstellung selbstheilender Materialien (PDF)

Promotionsarbeit zu selbstheilenden NBR-Elastomeren (PDF)

Wikipedia: Epoxidharz

Chemie.de: Epoxidharz

Chemie.de: Korrosionsschutz

Max-Planck-Gesellschaft: Korrosionsschutz mit leitfähigen Polymeren – Entwicklung selbstheilender Beschichtungen

Uni München: Chemische Bindungen für Anfänger (PDF)

Uni Heidelberg: Grundvorlesung Anorganik – Chemische Bindungen (PDF)

Uni Regensburg: Wichtige funktionelle Gruppen (PDF)

Uni Kiel: Wasserstoffbrückenbindungen

Ruhr-Uni-Bochum: Struktur der DNA (PDF)

Chemie.de: Ionische Bindung

YouTube: LG G Flex Smartphone mit selbstheilender Polymerbeschichtung

Uni Bayreuth: Von Kautschuk zum Autoreifen

Chemgapedia: Butylkautschuk

TU Chemnitz: Ökologische Verwertung von Elastomeren aus Altreifen

Uni Saarland: Nukleinsäuren (PDF)

NZZ: Risse die sich von selbst schließen

Max-Planck-Institut: Preis für Polymerforscher White

Wikipedia (eng): Scott R. White

Spektrum: Röntgenstreuung

Spektrum: Röntgenstrukturanalyse

Uni Potsdam: Röntgenstrukturanalyse (PDF)

Spektrum: NMR-Spektroskopie

Uni Augsburg: Grundlagen der NMR-Spektroskopie (PDF)

Universitätsklinikum Marburg/Gießen: Grundlagen der Magnetresonanztomographie (PDF)

Wikipedia: Erdmagnetfeld

Welt der Physik: Was ist Magnetismus?

HU Berlin: Einführung in Magnetismus (PDF)

Spektrum: Dauermagnet

Chemie.de: Elektromagnet

Youtube: Wie funktioniert ein Elektromagnet? (ARTE)

Spektrum: Spin

MRI-Questions: Levitate a frog

Literatur:

Anton Mordvinkin, Kay Saalwächter: Microscopic observation of the segmental autocorrelation function for entangled and constrained polymer chains. J. Chem. Phys., 2017, 146

Marcus Suckow, Anton Mordvinkin et al.: Tuning the Properties and Self-Healing Behavior of Ioncally Modified Poly(isobutylene-co isoprene) Rubber. Macromolecules, 2018, 51 (2), pp 468–479

Amit Das, Alladin Sallat et al.: Ionic Modification turns Commercial Rubber into a Self-Healing Material. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7 (37), pp 20623–20630

S.R. White et al.: Autonomic healing of polymer composites. Nature, 2001, 409, pp 794–797

Daria V. Andreeva, Dmitri Fix et al.: Buffering polyelectrolyte multilayers for active corrosion protection. J. Mater. Chem., 2008,18, 1738-1740

Judit Canadell, Han Goossens and Bert Klumperman: Self-Healing Materials Based on Disulfide Links. Macromolecules, 2011, 44 (8), pp 2536–2541

B.J. Blaiszik, N.R. Sottos and S.R. White: Nanocapsules for self-healing materials. Composites Science and Technology, 2008, 68 (3-4), pp 978-986

Nabarun Roy, Bernd Bruchmann and Jean-Marie Lehn: DYNAMERS: dynamic polymers as self-healing materials. Chem. Soc. Rev., 2015, 44, pp 3786-3807

Yu Zhao, Fuji Sakai et al.: Progressive Macromolecular Self-Assembly: From Biomimetic Chemistry to Bio-Inspired Materials. Adv Mater., 2013, 25 (37), pp 5215-5256

Zu Gast:

Anton Mordvinkin: Doktorand der Physik

Kapitel

1. Was sind selbstheilende Polyemere? (00:01:33)

2. Extrinische und intrinsische Selbstheilung (00:02:41)

3. Funktionelle Gruppen bilden dynamische Netzwerke (00:08:47)

4. Extrinische Heilung (00:19:27)

5. Strukturanalyse mittels Röntgenstreuung (00:24:50)

6. Messung der Dynamik mittels NMR (00:29:14)

7. Brombutylgummi aus Autoreifen (00:41:21)

8. Studienergebnisse (00:44:29)

9. Ausblick, Take-Home-Message (00:53:50)

10. Epilog (00:57:41)