Schlupflöcher

Mikheil Doroshenko, Doktorand am Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPI-P), erhielt im Rahmen der „Conference on Diffusion in Solids and Liquids“ den „Young Researchers Award“ des Springer Verlages. Seine aktuellen Forschungsergebnisse überzeugten die Jury auf der vom 24. bis 28. Juni in Madrid abgehaltenen Tagung.

Mit einer ausgeklügelten Kombination aus gegossener Silikastruktur und temperaturempfindlichen Polymer hat Doroshenko eine Modell zur Kontrolle von Diffusionsprozessen entworfen. 
Eine dichte Packung von Nanokügelchen aus Polystyrol dienen als Matrix, in deren Zwischenräume Siliziumdioxid gefüllt wird und auskristallisiert. Entfernt man anschließend die Polystyrol-Kügelchen, bleiben an ihrer Stelle Aussparungen in der Kristallstruktur zurück, die ein wohldefiniertes System von Hohlräumen bilden. 

Doroshenko modifizierte diese Hohlräume mit dem Polymer PNIPAM, dass im Temperaturbereich zwischen 20 und 35 Grad Celsius einen Phasenübergang zeigt. Liegt die Temperatur um 20 Grad Celsius, sind die Polymerketten starr gestreckt und verschließen die etwa 50 Nanometer großen Löcher. Steigt sie jedoch auf bis zu 35 Grad Celsius verformen sich die Ketten korkenziehergleich. Nun verschließt das Polymer die Hohlräume nicht mehr vollständig. In dieser Größenordnung eignen sich die verbliebenen Öffnungen als Schlupfloch für Moleküle mit begrenzten Ausmaßen. 

Da Doroshenko die Größenausdehnung durch Wahl der Temperatur exakt einstellen kann, verfügt er über ein Modell, um Moleküle zu separieren und Diffusionsvorgänge zu analysieren. 
Dies sei nur der Anfang, so Mikheil Doroshenko, das Modellprinzip soll nun neben der Temperaturdifferenzierung auch über andere Parameter, wie etwa den pH-Wert gesteuert werden. 
Mikheil Doroshenko promoviert unter der Leitung von Kaloian Koynov im Arbeitskreis von Direktor Hans-Jürgen Butt am MPI-P.