Theorie der photo-mechanischen Eigenschaften von azobenzolhaltigen Polymeren: licht-induzierte Deformationsdynamik

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Marina Grenzer
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 171353444

Photosensitive azobenzolhaltige Elastomere (Azoelastomere) werden als hoch funktionalisierte „smarte“ Materialen mit faszinierendem Potenzial für diverse technische Anwendungen (künstliche Muskeln, Sensoren, Mikroroboter, Mikropumpen, etc.) intensiv erforscht. Weitere Forschungen auf diesem Gebiet werden stark von einer Theorie profitieren, die in der Lage sein wird, die chemische Struktur dieser Systeme mit deren photo-mechanischen Eigenschaften in Beziehung zu setzen. Das Ziel dieses Projektes ist es, eine analytische Theorie der licht-induzierten Deformation von Azoelastomeren zu entwickeln. Basierend auf molekularen Modellen werden die Effekte der folgenden Strukturparameter auf das photo-mechanische Verhalten entweder unter statischer oder unter zeitabhängiger Bestrahlung untersucht: (i) die chemische Architektur der Polymerketten (d. h. die Orientierungsverteilung der Azochromophore und die Länge des Spacers); (ii) der Vernetzungsgrad; (iii) die Verteilung (Polydispersität) der Netzwerkketten und (iv) flüssigkristalline Wechselwirkungen zwischen stäbchen-ähnlichen Azochromophoren, die entweder kovalent in der Seitenkette oder nichtkovalent in der Netzwerkmatrix eingebunden sind. Chemische Strukturen werden herausgefunden, für die das Azoelastomer entweder gestreckt oder komprimiert entlang des Polarisationsvektors vorliegt. Es ist geplant, die theoretischen Ergebnisse mit MD Simulationen und mit experimentellen Daten zu vergleichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Gert Heinrich