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In-situ VIS Ellipsometrie

Quellung von Polymerfilmen

Wir wenden die spektroskopische Ellipsometrie in-situ an, um die Quellung von Polymerfilmen zu analysieren, wobei wir uns auf folgende Einflüsse konzentrieren:

externe Stimuli:

  • Temperatur
  • Ionenkonzentration und pH
  • Lösungsmittelzusammensetzung

Schichteigenschaften:

  • Pfropfdichte
  • Polymermischungsverhältnis
  • Dichtegradienten

Mit Hilfe eines optischen Modells (Cauchy-Parametrisierung oder Effektivmedium-Ansatz) werden die folgenden Parameter der gequollenen Polymerschicht ausgewertet:

  • in-situ Dicke und Brechungsindex
  • in-situ Rauhigkeit
  • Lösungsmittelanteil in der Schicht in vol. %
  • Gradient im in-situ Brechungsindex bei  > 100 nm Schichtdicke

 

 

Adsorption von Biomolekülen

Die in gequollenen Polymerfilmen adsorbierte Menge an Proteinen oder kleineren Biomolekülen wird mit einem modifizierten de Feijter-Ansatz analysiert (1).

Bittrich E. et al. (2018) Polymer Brushes, Hydrogels, Polyelectrolyte Multilayers: Stimuli-Responsivity and Control of Protein Adsorption. In: Hinrichs K., Eichhorn KJ. (eds) Ellipsometry of Functional Organic Surfaces and Films. Springer Series in Surface Sciences, vol 52. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-75895-4_6.

Im Grenzbereich geringer Proteinadsorption / Proteinresistenz (z. B. bei Antifouling-Polymeroberflächen), überwachen wir die Änderung der "optischen in-situ-Dicke" d(n-namb), um eine Obergrenze für die adsorbierte Proteinmenge zu bestimmen.

Bittrich E., Mele F., Janke A., Simon F., Eichhorn K.-J., Voit B., and Appelhans D. Interactions of bioactive molecules with thin dendritic glycopolymer layers Biointerphases 13, 06D405 (2018). https://doi.org/10.1116/1.5042703.