In-situ Strukturuntersuchungen an biokompatiblen Formgedächtnispolymeren mittels Röntgenstreumethoden

• Applicant: Dr. Wolfgang Wagermaier, Ph.D.
• Subject Area: Medical Physics, Biomedical Technology ; Polymer Materials
• Term: from 2009 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 118701820

Als Implantatmaterial werden häufig synthetische Werkstoffe verwendet, die dabei in Kontakt mit biologischem Gewebe kommen. Es besteht dabei ein Trend zu aktiven funktionalen Implantaten, wobei die Applikation oft minimalinvasiv erfolgt. Dabei können biokompatible Formgedächtnispolymere von großer Bedeutung sein. Die molekularen Mechanismen des Formgedächtniseffektes sind in vielen Fällen nicht genau aufgeklärt. Durch diese Arbeit soll mittels Untersuchung von Struktur-/Eigenschaftsbeziehungen eine Wissensbasis generiert werden, um zukünftig z.B. eine noch systematischere Einstellung von mechanischen Eigenschaften und Schaltparametern zu ermöglichen. Die Kombination von Röntgenweit- und Röntgenkleinwinkelstreuung (WAXS, SAXS) mit Zugversuchen kann entscheidende Beiträge zur Aufklärung der jeweiligen Materialstruktur (Kristallinität, Kristallitgrößen, Domänengrößen und -verteilung) und deren Änderung in Abhängigkeit von chemischer Zusammensetzung, mechanischer Belastung und externen Stimuli (z.B. Temperatur) leisten. Aus einem Pool von fünf Makromonomeren werden Multiblock- Copolymere bzw. Polymernetzwerke mit mindestens zwei getrennten Domänen synthetisiert. Mit SAXS und WAXS soll als Funktion von mechanischen Einflüssen und Temperatur eine quantitative Strukturaufklärung auf μm-/nm-Ebene erfolgen, also die Beschreibung der Polymerstruktur und deren Änderung innerhalb eines Formgedächtniszyklus. Damit sollen unter anderem Fragen bzgl. Kristallisationskinetik, Mischkristallbildung und Einfluss glasiger Komponenten auf die Kristallisation beschrieben werden. Des Weiteren soll eine in-situ Zugbühne entwickelt und gebaut werden.

• DFG Programme: Research Grants