Soft Matter in Mainz Uni Mainz

Präsentation zum Thema: "Soft Matter in Mainz Uni Mainz"—  Präsentation transkript:

1 Soft Matter in Mainz Uni Mainz
Max-Planck-Institut für Polymerforschung Forschungsverbünde

2 Uni Mainz

3 Gruppe Prof. Binder F. Schmid Statistische Physik/Simulationen W. Schirmacher Feldtheoretische Beschreibung T. Schilling (U Luxenbourg) Simulationen, Colloide, LC J. Schneider Simulationstechniken M. Oettel Kolloide an Grenzflächen P. Virnau M. Weigel Zufällige Unordnung, frustierte Systeme

4 Tensid oder Lipid

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6 Gruppe Prof. Palberg - PD Hans Joachim Schöpe
Weiche Materie, Kolloide Synthese, Präparation und Charakterisierung von kolloidalen Modellsystemen Struktur, Dynamik und Elastik von kolloidalen Modellsystemen Einfluß externer Felder auf weicher Materie Transportprozesse in kolloidalen Systemen Phasenumwandlungskinetik Photonischer Kristalle Entwicklung von Meßmethoden für die Physik der weich kondensierten Materie

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8 Gruppe Prof. Schmidt Molecular boxes and molecular reactors Cylindrical brushes Molecular ion channels and metallic nanowires Polyelectrolytes

9 Beispiel: “Zylinderbürsten”-Polymere

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12 Gruppe Prof. Sönnichsen

13 Gruppe Prof. Kühnle

14 Weitere Gruppen in der Physikalischen Chemie
Micheal Maskos Polymere Nanopartikel Wolfgang Schärtl Reaktive Nanopartikel Bernhard Wolf Polymere

15 Arbeitsgruppen in der Organischen Chemie
Prof. Holger Frey Hyperverzweigte Polymere Prof. Rudolf Zentel Flüssigkristalline Polymere Künstliche Opale Biokompatibilität

16 Beispiel: Photonische Kristalle aus künstlichen Opalen Artikel in Chemie unserer Zeit

17 invertierte Opale: Brechungsindex der Kugeln kleiner als Brechungsindex der Füllmatrix optisches Bandspektrum eines invertierten Opals: x-Achse ist der Wellenvektor k in der Brillouin-Zone Bandlücke erscheint schraffiert Blanco et al., Nature 405, 437 (2000)

18 Opale als Sensoren Glukosesensor: Matrix ist ein funktionalisiertes
Hydrogel und expandiert bei Zuckeraufnahme → Wellenlängenänderung Asher et al., J.Am.Chem.Soc. 125, 3322 (2003) Sensorik über Ausdehnung einer Defektschicht: beispielsweise durch Änderung einer DNA- Konformation oder der Einlagerung von Molekülen (hier: Unterscheidung eines Antitumormedikaments von seinem unwirksamen Enantiomer) Fleischhaker et al., Adv.Mat. 18, 2387 (2006)

19 Max-Planck-Institut für Polymerforschung

20 Struktur des MPIP 6 Direktoren Physik der Polymere (Prof. Butt) Materialforschung (N. N.) Theorie der Polymere (Prof. Kremer) Synthetische Chemie (Prof. Müllen) Polymer Spektroskopie (Prof. Spiess) Physikalische Chemie (Prof. Landfester) Ca. 350 – 400 Wissenschaftler

21 Physik der Polymere (Prof. Butt) Soft mechanics on small scales
Gruppenleiter: G.K. Auernhammer R. Berger E. Bonaccurso J. Gutmann M. Kappl K. Koynov W. Steffen D. Vollmer Microdrops and Microfluidics Surface Forces Colloids and Granular matter Micro- and Nanostructuring of polymer surfaces Scanning probe microscopy Hybrid Nanomaterials Microcantilever sensors Structure and Dynamics of Polymers Surface modification

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23 Height Current The functional structures and their physical properties are characterized in real space via high resolution scanning probe microscopy. Contact: J. Gutmann, R. Berger, E. Bonaccurso, M. Kappl

24 Theorie der Polymere (Prof. Kremer)
Gruppenleiter: D. Andrienko L. Delle Site B. Düweg C. Holm H. Pleiner N. van der Vegt T. Vilgis Macroscopic Theory Polyelectrolytes Computational Chemistry Analytical Theory Multiscale Modelling Molecular Electronics

25 Beispiel: “Multiscale Modelling” - “Adaptive Resolution Simulations”

26 Polymer in einem Lösungsmittel (Tetraheder: Wasser, Methan ...)
Übergangsregion zwischen atomar aufgelöster (A) und vergröberter Region (B) freie Energie F hat Sprung interpolierte Moleküle aber: chem. Potential Druck Temperatur

27 Polymer-Spektroskopie (Prof. Spiess)
Gruppenleiter: G. Brunklaus R. Graf D. Hindernberger M. R. Hansen K. Münnemann D. Sebastiani   NMR of Polymers and Soft Matter   NMR of Organic and Inorganic Solids   EPR on Soft Matter   Ab Initio Calculations   Hyperpolarised Gases, MRI

28 Methods High Resolution Solid State NMR Spectroscopy, Pulsed EPR Spectroscopy Comparison of a 2D double quantum NMR spectrum of a chromophoric barbituric acid in the solid state at 850 and 500 MHz. 3He NMR Image of a lung under otherwise natural conditions (also 129Xe)

29 Chain Organization and Mobility in Semicrystalline and Amorphous Polymers
Chain organization and chain motion in semicrystalline polyethylene Chain diffusion vs. local jump rate of melt crystallized polyetheylene

30 Physikalische Chemie (Prof. Landfester)
Structure and Dynamics of Complex Block Copolymer Aggregates (Anja Kroeger-Brinkmann) Polymer-Assisted Formation of Inorganic Nanostructures (Rafael Muñoz-Espí)

31 Nanoparticles and Cells
(Volker Mailänder) Synthesis and properties of stretched emulsions and dispersions (Daniel Crespy)

32 Weitere Abteilungen am MPIP
Materialforschung (N. N.) Synthetische Chemie (Prof. Müllen)

33 Forschungs- verbünde

34 Transregio Sonderforschungsbereich TR6
Physics of Colloidal Dispersions in External Fields Sonderforschungsbereich 625 Von einzelnen Molekülen zu nanoskopisch strukturierten Materialien GRADUATE SCHOOL OF EXCELLENCE MAterials Science IN MainZ Graduate class of excellence "Polymers in Advanced Technologies" POLYMAT (Uni Mainz und MPIP) European Network of Excellence SoftComp (theoretical and experimental physics, computer simulation, chemistry and applied biology. )